Brevet FR2695483A1 — publié le 19940311

"Dispositif pour détecter le taux d'impulsions d'un signal pour commander un moteur à combustion interne" L'invention concerne un dispositif pour la détection, au moyen de processus de comptage, du taux d'impulsions d'un signal comportant au moins deux pha- ses différentes. On connaît des dispositifs dans lesquels pour la mesure du taux d'impulsions d'un signal pério- dique, on met en oeuvre un ou plusieurs compteurs Ce compteur compte la durée du niveau élevé du signal avec une fréquence de comptage connue Si la durée de la période du signal est connue, l'état du compteur est directement proportionnel au taux d'impulsions Si la durée de la période n'est pas connue, alors on me- sure, soit avec ce même compteur ou bien avec un autre compteur, qui est également synchronisé avec la fré- quence de comptage connue, le temps pendant lequel le niveau du signal est bas ou bien la durée totale de la période Le taux d'impulsions doit alors ensuite être déterminé par une division qui est effectuée, par exemple dans un microcalculateur A côté de la dépense nécessaire pour cette division, il y a, dans ce cas, un retard indésirable Le taux d'impulsions n'est dis- ponible au plus tôt qu'après l'écoulement du temps de calcul. L'invention a pour but de créer un disposi- tif du type initialement mentionné pour la détection du taux d'impulsions d'un signal, dispositif qui soit d'une construction simple et qui rende le taux d'im- pulsions disponible autant que possible sans retard. Ce but est atteint, grâce à l'invention, en ce que pendant une première phase un premier moyen de comptage parcourt de façon répétée avec une fréquence de comptage donnée son étendue de comptage, et le nom- bre des étendues de comptage ainsi parcourues est dé- tecté dans un second moyen de comptage, et en ce que lors du changement de phase suivant du signal la va- leur finale atteinte du second moyen de comptage est décomptée de façon répétitive et la valeur finale de ces processus de comptage est disponible en tant que mesure du taux d'impulsions. Le dispositif selon l'invention, permet une mesure directe du taux d'impulsions d'un signal d'une durée de période inconnue et, éventuellement, même va- riable, et ceci sans retard Conformément à l'inven- tion, pendant une première phase, un premier moyen de comptage, avec une fréquence de comptage donnée, par- court de façon répétée son étendue de comptage Le nombre de ces étendues de comptage ainsi parcourues est détecté dans un second moyen de comptage Lors du changement de phases suivant du signal, la valeur ter- minale du moyen de comptage est à nouveau décomptée et la valeur terminale de ces processus de comptage donne une mesure pour le taux d'impulsions. Le dispositif selon l'invention est consti- tué par un moyen de comptage à plusieurs étages, qui comprend au moins un moyen de comptage susceptible d'être programmé et un second moyen de comptage, ce- pendant qu'à un instant prédéfini, le contenu du se- cond moyen de comptage prend une valeur indiquant le taux d'impulsions Ce contenu sert alors de signal in- diquant le taux d'impulsions. Ce signal ainsi établi est disponible sans retard. Des formes de réalisation avantageuses et adéquates, ainsi que des compléments du dispositif sont caractérisées en ce que: Lors de l'apparition d'un premier flanc du signal un moyen de comptage programmable et le second moyen de comptage sont respectivement mis à une va- leur, lors de l'apparition d'un second flanc du si- gnal, le moyen de comptage programmable emmagasine le contenu du second moyen de comptage tandis que ce se- cond moyen de comptage est remis à l'état initial, avec la fréquence de comptage donnée, le contenu du moyen de comptage programmable est modifié, le contenu du second moyen de comptage est modifié lorsque le contenu du moyen de comptage programmable atteint une valeur prédéfinie. Lors de l'apparition d'un premier flanc du signal le premier moyen de comptage et un troisième moyen de comptage sont remis à l'état initial, lors de l'apparition d'un second flanc du signal, un moyen de comptage programmable emmagasine le contenu du troi- sième moyen de comptage, tandis que le second moyen de comptage est remis à l'état initial, avec la fréquence de comptage donnée, le contenu du premier moyen de comptage et le contenu du moyen de comptage programma- ble sont modifiés, le contenu du troisième moyen de comptage est modifié lorsque le contenu du premier moyen de comptage atteint une valeur prédéfinie, le contenu du second moyen de comptage est modifié lors- que le contenu du moyen de comptage programmable atteint une valeur prédéfinie. La fréquence de comptage donnée est notable- ment plus élevée que la fréquence du signal. L'invention va être exposée plus en détail ci-après à l'aide de la forme de réalisation représen- tée sur les dessins ci-joints: la figure 1 est un diagramme par blocs du dispositif selon l'invention, la figure 2 montre différents signaux et états de comptage du dispositif selon l'invention, la figure 3 est un diagramme par blocs d'une autre forme de réalisation du dispositif selon l'invention, la figure 4 montre différents signaux et états de comptage de cette autre forme de réalisation. Le dispositif selon l'invention est de pré- férence utilisé pour la commande d'un moteur à combus- tion interne Lors de la commande d'un moteur à com- bustion interne, notamment lors de la détermination des signaux de commande pour l'alimentation d'unités de commande afin d'influencer la puissance, il est im- portant que le taux d'impulsions de signaux déterminés soit disponible aussi rapidement que possible. Une unité de production de signaux 100 déli- vre un signal Si modulé en largeur d'impulsions, qui est appliqué au dispositif selon l'invention, 108 Ce dispositif pour la détermination du taux d'impulsions 108 délivre à un dispositif de commande 106 un signal , qui correspond au taux d'impulsions du signal Si. Par ailleurs, le dispositif 108 reçoit d'un générateur d'horloge 104 un signal avec une fréquence de comptage très élevée FT Dans une forme de réalisa- tion préférée, le générateur d'horloge 104 est compris dans le dispositif 108 ou bien dans le dispositif de commande 106. Dans le cas de l'unité de production de si- gnaux, il peut s'agir par exemple d'un détecteur qui délivre un signal correspondant à une grandeur carac- téristique de fonctionnement Une telle grandeur ca- ractéristique de fonctionnement peut, par exemple, être la fin de la combustion, le début de la combus- tion, le début de l'injection ou bien la fin de l'in- jection Dans le cas de l'unité de production de si- gnaux 100, il peut toutefois s'agir également d'un au- tre appareil de commande qui délivre un signal modulé en largeur d'impulsions pour la commande d'une unité de commande Si le dispositif de commande 106 a main- tenant besoin d'un signal qui corresponde au taux d'impulsions du signal Si, alors le taux d'impulsions du signal doit être déterminé par le dispositif 108. Ce dispositif 108 pour la détermination du taux d'im- pulsions est alors constitué comme suit. Le signal Si à analyser est appliqué à une entrée de remise à l'état initial 112 d'un premier compteur 110, à une entrée de remise à l'état initial 122 d'un troisième compteur 120, à l'entrée de charge- ment 138 d'un compteur programmable 130 ainsi qu'à une entrée 142 d'un second compteur 140 Le générateur d'horloge 104 délivre un signal FT d'une fréquence très élevée La fréquence de comptage FT est notable- ment plus élevée que la fréquence du signal Sl De préférence, la fréquence de comptage est supérieure d'un facteur 10 à la fréquence du signal Si à exploi- ter, pour la vitesse de rotation la plus élevée admis- sible Cette fréquence de comptage FT est appliquée à une entrée 114 du premier compteur 110 et à une entrée 134 du compteur programmable 130. La sortie 116 du premier compteur 110 déli- vre un signal 52 à l'entrée 124 du troisième compteur Le troisième compteur 120 délivre, par l'intermé- diaire de sa sortie 226, un signal 53 à l'entrée 132 du compteur programmable 130 Le compteur programmable délivre, par l'intermédiaire de sa sortie 136, un quatrième signal 54 à l'entrée 144 du second compteur A la sortie du second compteur 140 il y a le cin- quième signal 55 qui est appliqué au dispositif de commande 106. Le mode de fonctionnement de ce dispositif va être exposé à l'aide des évolutions des signaux et des contenus (états de comptage) des différents comp- teurs, qui sont représentés sur la figure 2 Sur la figure 2 sont reportés en fonction du temps t, le si- gnal Si, dont le taux d'impulsions doit être calculé, le contenu Il du premier compteur 110, le contenu I 2 du compteur programmable 130, le contenu I 3 du troi- sième compteur 120 ainsi que le contenu 14 du second compteur 140 Est en outre reportée, la fréquence de comptage FT. Le signal SI comprend une succession d'au moins deux phases, l'une des phases comportant un ni- veau élevé du signal et l'autre phase un niveau bas du signal Sur la figure 2, un tel signal est reporté à titre d'exemple Il a été procédé dans la suite du si- gnal un découpage pour lequel le signal SI présente dans la première phase, allant de l'instant O jusqu'à l'instant tl, un niveau élevé Cette phase est dés- ignée par Tl La seconde phase de durée T 2 entre l'in- stant tl et l'instant t 2 présente un niveau de signal bas. L'intervalle de temps entre l'instant O et l'instant t 2, qui correspond à la somme des durées Tl et T 2, est appelé durée de la période Le rapport en- tre Tl et T 2 est habituellement appelé taux d'impul- sions. A l'instant O lors de l'apparition du pre- mier flanc, si le signal SI présente un flanc montant, ce qui signifie que le signal monte d'un niveau bas à un niveau élevé, le premier compteur 110 est remis a l'état initial par l'intermédiaire de son entrée de remise à l'état initial 112 A des intervalles de temps prédéfinis, c'est-à-dire pour chaque impulsion du générateur d'horloge 104, le contenu Il est augmen- té de un Dans le cas du premier compteur, il s'agit d'un compteur de N-bits Il parcourt les états de comptage de zéro jusqu'à 2 N-1 Chaque dépassement du premier compteur 110 est compté par le troisième comp- teur 120 A cet effet, la sortie 116 du premier comp- teur 110 est en liaison avec l'entrée 124 du troisième compteur 120. Le premier compteur 110 parcourt de façon répétée son étendue de comptage avec la fréquence de comptage définie Le nombre des étendues de comptage ainsi parcourues est détecté par le troisième compteur 120. Le contenu 13 du troisième compteur 120 par- court les états de comptage de zéro jusqu'à M Le troisième compteur 120 compte alors à chaque 2 N-ième impulsions, la fréquence de comptage Cela se poursuit jusqu'à ce que, à l'instant tl, il se présente un flanc tombant sur le signal Si Cela signifie que le signal SI tombe d'un niveau de signal élevé à un ni- veau de signal bas Lors de ce changement de phase du signal Si, le premier compteur 110 est à nouveau remis à l'état initial par l'intermédiaire de son entrée de remise à l'état initial 112 Le contenu 13 du troisiè- me compteur est emmagasiné dans le compteur programma- ble 130 Cela signifie que ce compteur programmable est mis à cette valeur lors de chaque dépassement ou bien lors de chaque retour à l'état initial du compteur Ensuite, le troisième compteur 120 est remis à l'état initial. Tant que le signal Si présente un niveau bas, les compteurs 110 et 120 restent à la valeur zé- ro Mais il peut également être prévu que les deux compteurs continuent à parcourir les états de comptage prédéfinis Ces signaux ne sont pas nécessaires pour l'exploitation ultérieure. A partir de l'instant tl, le contenu I 2 du compteur programmable 130 est réduit de un pour chaque impulsion de la fréquence de comptage Lors d'un dé- passement le compteur programmable 130 est respective- ment remis à l'état initial sur M Il parcourt ainsi périodiquement les états de comptage de M à un Pour chaque dépassement du compteur programmable 130, le contenu 14 du second compteur est augmenté de un Lors de l'apparition du second flanc du signal Si, qui sur la figure 2 est le flanc tombant, le contenu du second compteur 140 est donné par l'intermédiaire de sa sor- tie 146. A l'instant ti, le contenu I 3 du troisième compteur 120 correspond à la valeur M = INT (FT * Tl/2 N) A l'instant t 2, le second compteur 140 présen- te le contenu E = (FT * T 2/M) Pour un choix approprié de la fréquence de comptage, on a alors E = ( 2 N * T 2/T 1) La fréquence de comptage doit être choisie de façon qu'elle soit notablement plus grande que la fré- quence la plus élevée intervenant pour le signal Si à analyser A l'instant t 2, après une durée de période, le contenu I 4 du second compteur est proportionnel au taux d'impulsions T 2/Tl. Une réalisation particulièrement avantageuse est représentée sur la figure 3 Dans cette forme de réalisation il est prévu que le premier compteur 110 et le troisième compteur 120 sont supprimés Dans ce cas, le compteur programmable 130 prend en charge les missions du premier compteur 110 et le second compteur 140 prend en charge les missions du troisième compteur L'unité de production de signaux 100 est directe- ment reliée à l'entrée de remise à l'état initial et à l'entrée de chargement 138 du compteur programmable L'entrée 132 du compteur programmable 130 est par contre, reliée à la sortie du second compteur 140. Les états de comptage correspondants et les évolutions de signaux correspondantes sont représentés sur la figure 4 Lors de l'apparition d'un flanc posi- tif sur le signal Si, le compteur programmable 110 est mis à la valeur de comptage prédéfinie 2 N et le comp- teur 140 à la valeur O Pour chaque impulsion de la fréquence de comptage, le contenu I 2 est diminué de un Dans l'intervalle de temps Tl, le compteur pro- grammable 130 parcourt périodiquement les états de comptage de 2 N à un Pour chaque dépassement du comp- teur programmable 130, le contenu I 4 du second comp- teur 140 est augmenté de un. Lors de l'apparition du flanc tombant dans le signal Si, l'état de comptage I 4 atteint dans le second compteur 140 est alors emmagasiné dans le comp- teur programmable 130 Dans l'intervalle de temps T 2, il est alors procédé, de façon correspondante, à la forme de réalisation précédemment décrite. Le dispositif selon l'invention peut être réalisé, aussi bien avec un circuit Hardware appro- prié, qu'également au moyen d'un calculateur en combi- naison avec un déroulement de programme approprié. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la détection, au moyen de processus de comptage, du taux d'impulsions d'un signal (Si) comportant au moins deux phases différen- tes (Tl, T 2), dispositif caractérisé en ce que, pen- dant une première phase (Tl) un premier moyen de comp- tage ( 110; 130) parcourt de façon répétée avec une fréquence de comptage donnée (FT) son étendue de comp- tage, et le nombre des étendues de comptage ainsi par- courues est détecté dans un second moyen de comptage ( 140; 120); et en ce que, lors du changement de phase suivant du signal (SI), la valeur finale atteinte (M) du second moyen de comptage ( 120; 140) est décomptée de façon répétitive et la valeur finale (E) de ces processus de comptage est disponible en tant que mesu- re du taux d'impulsions. 2. Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que: lors de l'apparition d'un premier flanc du signal ( 51), un moyen de comptage programmable ( 130) et le second moyen de comptage ( 140) sont respectivement mis à une valeur, lors de l'apparition d'un second flanc du signal (SI), le moyen de comptage programmable ( 130) emma- gasine le contenu (I 4) du second moyen de comptage ( 140) tandis que ce second moyen de comptage ( 140) est remis à l'état initial, avec la fréquence de comptage donnée, le contenu du moyen de comptage programmable ( 130) est modifié, le contenu (I 4) du second moyen de comptage ( 140) est modifié lorsque le contenu (Il) du moyen de comptage programmable ( 130) atteint une valeur pré- définie. 3. Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que: il lors de l'apparition d'un premier flanc du signal (Si) le premier moyen de comptage ( 110) et un troi- sième moyen de comptage ( 120) sont remis à l'état initial, lors de l'apparition d'un second flanc du signal (Si) un moyen de comptage programmable ( 130) emmaga- sine le contenu (I 3) du troisième moyen de comptage ( 120), tandis que le second moyen de comptage ( 140) est remis à l'état initial, avec la fréquence du comptage donnée, le contenu (Il) du premier moyen de comptage ( 110) et le conte- nu du moyen de comptage programmable ( 130) sont mo- difiés, le contenu (I 3) du troisième moyen de comptage ( 120) est modifié lorsque le contenu (Il) du premier moyen de comptage ( 110) atteint une valeur prédéfinie, le contenu (I 4) du second moyen de comptage ( 140) est modifié lorsque le contenu (I 2) du moyen de comptage programmable ( 130) atteint une valeur pré- définie. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispo- sitif de commande est utilisé pour commander un moteur à combustion interne. 5 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la fré- quence de comptage donnée (FT) est notablement plus élevée que la fréquence du signal ( 51).