Brevet FR2580336A1 — publié le 19861017

Dispositif de détection de cliquetis à auto-adaptation de seuil L'invention concerne les dispositifs de détec- tion du cliquetis d'un moteur à combustion interne, et notamment des moteurs à allumage par étincelle.dont le cliquetis se traduit par des vibrations dans une plage de fréquence allant généralement de 5 à 8 kHz. On con- nait déjà de nombreux dispositifs de détection de cli- quetis. Ils sont notamment incorporés dans des systèmes d'allumage à transistors, afin de fournir un signal qui est utilisé pour diminuer l'avance à l'allumage jusqu'à disparition du cliquetis. L'invention concerne plus particulièrement les dispositifs de détection du cliquetis du type comprenant un capteur faccéléromètre en général) sensible aux vi- brations aux fréquences de cliquetis, des moyens de filtrage analogique passe-haut ou passe-bande du signal électrique de sortie du capteur et un comparateur rece- vant sur une entrée les valeurs de crête du signal filtré et, sur l'autre entrée, un seuil de détection représentatif de la valeur moyenne du signal filtré. Dans les dispositifs connus, la valeur de crête est fréquemment élaborée par un redresseur suivi d'un inté- grateur à faible constante de temps, tandis que la valeur moyenne est élaborée par un redresseur suivi d'un intégrateur à plus forte constante de temps. Le rapport entre les deux constantes de temps est généralement de plusieurs dizaines et peut atteindre 100. Ces dispositifs connus donnent des résultats à peu près satisfaisants lorsqu'ils sont montés sur un moteur neuf et lorsque le régime du moteur n'est pas trop élevé. Mais la probabilité de fausse alarme aug- mente avec la puissance du bruit de fond, donc avec le régime et au cours du vieillissement du moteur, sauf ajustement du dispositif. Par ailleurs, la dispersion des caractéristiques des composants du dispositif et le fait que les différents modèles de moteur ne présentent pas le même bruit de fond obligent à prévoir des moyens d'ajustement sur le dispositif. On a tenté d'écarter cette difficulté en prévoyant, en amont du filtre, un amplificateur à commande automatique de gain (ampli- ficateur à transmittance variable en général) commandé par le signal représentatif du bruit. Effectivement, on arrive à constituer ainsi un dispositif peu sensible aux dispersions de caractéristiques des composants. Mais on ne résoud pas complètement le problème, du fait que la puissance du bruit devient prépondérante à haut régime et que le rapport signal/bruit se détériore. L'invention vise à fournir un dispositif de détection de cliquetis du type ci-dessus défini permet- tant de conserver une sensibilité élevée de détection du cliquetis quel que soit le régime et quel que soit le bruit du moteur, le seuil de détection étant automati- quement ajusté en fonction de la puissance du bruit. Dans ce but, l' invention propose notamment un dispositif du type cidessus défini dans lequel ledit seuil est élaboré par un circuit comportant, en cascade, un sommateur recevant sur une entrée le signal filtré et sur une seconde entrée le signal filtré après redres- sement, et un intégrateur. Le sommateur remplit également le rôle d'un intégrateur à constante de temps élevée. Sa tension de sortie est donc lissée par rapport au signal d'entrée. En conséquence, le comparateur reçoit une consigne de seuil de détection du cliquetis qui est l'image du niveau de bruit moyen du moteur. Le dispositif s'adapte ainsi de lui-même à n'importe quel type de moteur sur lequel il est placé, sans qu'il y ait à effectuer aucun réglage. De plus, le seuil de détection s'ajuste auto- matiquement à l'évolution du niveau de bruit du moteur, notamment à l'augmentation de ce bruit au cours de l'usure du moteur. Le dispositif comprend avantageusement, en amont des moyens de filtrage, un amplificateur à gain variable dont le gain est commandé par un circuit comportant un détecteur de crête du signal filtré et redressé et un intégrateur fournissant la valeur moyenne du signal de sortie du détecteur de crête. En règle générale, ce der- nier intégrateur pourra avoir une constante de temps d'environ 0,6 s., supérieure d'un ordre de grandeur à la constante de temps de l'intégrateur qui suit le somma- teur. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier d'exécu- tion de l'invention, donné à titre d'exemple non limi- tatif. La description se réfère aux dessins qui l'ac- compagnent, dans lesquels: - la Figure 1 est un synoptique de principe du dispositif; - la Figure 2 est un schéma électrique donnant une constitution possible d'un redresseur et d'un som- mateur utilisables dans le dispositif de la Figure 1. Le dispositif montré en Figure 1 est notamment utilisable en association avec un circuit d'allumage à transistors de type relativement classique. Sur la Figure 1, ce circuit a été représenté comme comportant une carte 10 ayant une entrée 12 de commande d'avance et un transistor de puissance 14 relié au distributeur. Le dispositif proprement dit comprend un capteur 16, qui sera en général constitué par un accéléromètre, fournissant un signal analogique de sortie représentatif des vibrations dans une plage étendue, comprenant la zone de 5 à 8 kHz o se place l'essentiel de la puis- sance des vibrations de cliquetis. Le signal de sortie du capteur est appliqué à un amplificateur 18 à commande de gain, qui sera en général un amplificateur à trans- mittance variable. Le signal de sortie de l'amplifica- teur 18 attaque un filtre passe-bande 20 destiné à 8033i isoler la bande de fréquence dans laquelle se trouve les vibrations de cliquetis. En général, on utilisera un filtre dont la fréquence centrale est d'environ 7 kHz et dont la largeur de bande est de 2 à 3 kHz. Pour avoir une sélectivité suffisante, ce filtre sera généralement actif, à un ou deux étages. Le signal filtré est appliqué, d'une part, à un redresseur à double alternance 22, d'autre part, à l'une des entrées d'un sommateur 24 dontle rôle apparaîtra plus loin. Le signal filtré et redressé fourni par le redresseur 22 est appliqué: - d'une part, à la seconde entrée du sommateur 24, - d'autre part, en tant que signal représentatif du niveau maximum de bruit, à l'entrée moins d'un compa- rateur 26, - d'autre part encore, à une boucle de réglage automatique de gain. La boucle de réglage automatique de gain de l'amplificateur 18 comporte un détecteur de crête 28 et un intégrateur 30 à constante de temps relativement longue, typiquement de l'ordre de la demi-seconde. Le sommateur 24 reçoit encore, sur une troisième entrée, une tension continue ajustable fournie par un potentiomètre 32. A ce sommateur est associé ou intégré un intégrateur 36, dont la constante de temps est nette- ment plus faible que celle de l'intégrateur 30, mais cependant suffisante pour fournir un signal de sortie représentatif du bruit moteur. L'ensemble sommateur 24 - intégrateur 36 fournit une tension de sortie lissée par rapport au signal d'entrée, et prenant en compte un seuil de calage initial fourni par le potentiomètre 32. Une constante de temps d'environ 50 millisecondes sera généralement satisfaisante pour l'intégrateur 36. On voit que ce montage permet un auto-ajustement de la valeur de consigne de seuil en fonction du bruit moteur, autour de la tension de référence fournie par le potentiomètre 32. Le comparateur 26 fournira, à chaque passage du signal de sortie du redresseur 22, représen- tant l'ensemble bruit-vibrations de cliquetis au-dessus du seuil, un créneau qui sera appliqué au circuit 10. Les composants utilisés pour constituer le dis- positif peuvent être pour la plupart absolument clas- siques. La Figure 2 montre, à titre d'exemple, une cons- titution possible du redresseur 22 et du sommateur 24. Le redresseur 22 peut être constitué par un amplificateur opérationnel, par exemple du type TL 084, rebouclé par deux diodes 38. Dans le mode de réalisation illustré, une intégration est effectuée sur le signal de sortie avant de l'appliquer au détecteur de crète 28 et à l'entrée moins du comparateur 26 (aucune intégration n'étant effectuée avant application au sommateur 24). Le circuit d'intégration partielle 40 (montré en tirets sur la Figure 1) peut encore être constitué par un amplifi- cateur opérationnel 42 de type TL 084, dont la boucle de réaction comporte une résistance et un condensateur de faible valeur, par exemple 150 picofarads. Le signal de sortie n'ayant pas subi d'intégra- - tion est appliqué directement au sommateur. Dans le mode de réalisation illustré, ce sommateur comporte trois amplificateurs, par exemple de type 324. L'amplificateur de sortie 44 comporte une boucle de réaction contenant un condensateur 46 et assurant donc la fonction de l'intégrateur 36 de la Figure 1. L'entrée plus reçoit le signal de sortie d'un potentiomètre d'ajustage initial de seuil. L'entrée moins reçoit, par l'intermédiaire de résistances respectives de sommation 48: - le signal de sortie d'un amplificateur 50 qui reçoit le signal filtré provenant du filtre 20, - le signal de sortie d'un amplificateur 52 qui reçoit de son côté le signal redressé. mais n'ayant pas subi d'intégration partielle, provenant du redresseur 22. REVENDICATIONS 1. Dispositif de détection de cliquetis compre- nant un capteur (16) sensible aux vibrations aux fré- quences de cliquetis, des moyens de filtrage analogique du signal électrique de sortie du capteur et un compara- teur (26) recevant sur une entrée les valeurs de crête du signal filtré et, sur l'autre entrée, un seuil de détection représentatif de la valeur moyenne du signal filtré, caractérisé en ce que ledit seuil est élaboré par un circuit comportant, en cascade, un sommateur recevant sur une entrée le signal filtré et sur une seconde entrée le signal filtré après redressement, et un intégrateur. 2. Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'intégrateur (36) a une constante de temps de l'ordre de 50 millisecondes. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, ca- ractérisé en ce qu'il comprend, en amont des moyens de filtrage, un amplificateur à gain variable (18) dont le gain est commandé par un circuit comportant un détecteur de crête du signal filtré et redressé (28) et un inté- grateur (30) fournissant la valeur moyenne du signal de sortie du détecteur de crête. 4. Dispositif selon la revendication 3, carac- térisé en ce que l'intégrateur (30) fournissant une valeur moyenne a une constante de temps supérieure d'un ordre de grandeur à la constante de temps de l'intégra- teur d'élaboration de seuil. 5. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que le somma- teur comporte une troisième entrée d'application d'une tension de seuil ajustable. 6. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte de plus un circuit (40) d'intégration partielle du signal redressé avant application au comparateur. 7. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de filtrage analogique comportent un filtre passe-bande ayant une fréquence centrale d'environ 7-kHz et une largeur de bande de 2 à 3 kHZ.