Brevet FR2773848A1 — publié le 19990723

L'invention concerne un procédé d'adaptation de tolérances mécaniques lors de la mesure de temps sur des arbres en rotation, en particulier sur des vilebrequins, ou des arbres qui en sont solidaires, de moteurs à combustion interne. Une possibilité de mesure de temps consiste à pourvoir de repères l'arbre lui-même ou, de préférence, une roue émettrice qui en est solidaire et de détecter les repères au moyen d'un capteur. On mesure le temps que met l'arbre pour tourner d'un angle déterminé, plus précisément d'un segment déterminé. Il est ainsi possible, outre la vitesse de rotation, de détecter des fluctuations de la vitesse de rotation avec une résolution très élevée fonction de l'espacement des repères sur la périphérie de l'arbre ou de la roue émettrice. De telles mesures sont utilisées par exemple dans des moteurs à combustion interne pour constater des ratés de combustion à l'aide de ralentissements de courte durée de la vitesse angulaire du vilebrequin. Si cependant les repères ou la roue émettrice présentent des erreurs ou des défauts de précision mécaniques, comme par exemple des erreurs d'angle des segments ou des erreurs des dents de repérage de la roue émettrice, un faux-rond du disque ou des écarts entre les formes des dents, la mesure de vitesse angulaire est faussée. Il en résulte qu'il peut se présenter des diagnostics erronés lors de la constatation de ratés de combustion. La détermination de valeurs d'adaptation pour corriger de telles erreurs est décrite par exemple dans le brevet européen EP 0 583 495 B1 de la même demanderesse. Selon ce procédé, on mesure les temps de segment pour un segment de référence avec un espacement de deux tours de vilebrequin. Il est ainsi possible de compenser une variation générale de la tendance de la vitesse de rotation qui, sinon, aurait mené à des corrections erronées. Les autres temps de segment mesurés entre ces deux mesures sont comparés à ce segment de référence et, en fonction de la différence de temps calculée, on détermine une valeur de correction qui permet d'effectuer, pour chaque cylindre, une correction du temps de segment mesuré. Dans le procédé connu conforme à l'état de la technique, il peut se présenter, dans certaines conditions, des adaptations erronées, par exemple dans le cas de moteurs à combustion interne qui sont équipés d'un volant à deux masses sur le vilebrequin. Outre le fait que le vilebrequin est soulagé de sollicitations en flexion inacceptables, un tel volant à deux masses assure une amélioration de l'acoustique et de l'impression de confort. Le volant à deux masses peut être considéré comme un système ressort-masse et possède ainsi une fréquence propre dépendant, entre autres, de la raideur du ressort, des deux masses et des coefficients de frottement. A des vitesses de rotation critiques du moteur (par exemple 2500 tours/minute), il peut se produire alors une superposition d'oscillations, notamment lorsqu'une oscillation du nombre d'ordre 1,5 du moteur se superpose. On entend ici par "nombre d'ordre", la fréquence à laquelle un événement se produit par rapport à un tour du vilebrequin. Cette oscillation perturbe l'algorithme d'adaptation et entraîne une adaptation erronée des valeurs de mesure de temps, de sorte qu'on constate d'une manière erronée des ratés de combustion. C'est pourquoi la présente invention a pour but de perfectionner le procédé d'adaptation connu par l'état de la technique de façon qu'une mesure de temps précise soit assurée même en cas d'oscillations superposées. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'adaptation de tolérances mécaniques lors de la mesure de temps sur un arbre en rotation, notamment sur un vilebrequin, ou un arbre qui en est solidaire, d'un moteur à combustion interne à plusieurs cylindres, selon lequel cet arbre, ou une roue émettrice qui en est solidaire, est divisé en segments mécaniques qui sont explorés par un capteur associé, les temps de segment que met l'arbre pour tourner d'une étendue angulaire définie sont mesurés et tous les deux tours de l'arbre, des valeurs d'adaptation sont déterminées, à partir des temps de segment mesurés, en vue de la correction des temps de segment, caractérisé en ce que deux cylindres sont chaque fois associés à un segment mécanique, la différence entre deux valeurs d'adaptation des mêmes segments mécaniques est déterminée et comparée à une valeur de seuil préfixée et, en fonction du résultat de la comparaison, le pas d'adaptation est considéré soit comme valable, soit comme non valable. Le procédé conforme à l'invention peut aussi présenter une ou plusieurs des particularités suivantes: - l'amplitude de la différence entre les deux valeurs d'adaptation est établie et, en cas de dépassement de la valeur de seuil vers le haut, le pas d'adaptation est rejeté comme non valable, - l'amplitude de la différence entre les deux valeurs d'adaptation est établie et, en cas de dépassement de la valeur de seuil vers le bas, les valeurs d'adaptation sont filtrées et rangées en mémoire, - le calcul des valeurs d'adaptation est effectué pendant le régime de coupure de force motrice du moteur à combustion interne, - le calcul des valeurs d'adaptation n'est effectué qu'à l'intérieur de limites de vitesse de rotation pouvant être préfixées, - le calcul des valeurs d'adaptation n'est effectué que lorsque le gradient de vitesse de rotation du moteur à combustion interne est situé au-dessous d'une valeur limite préfixée, - la valeur de seuil est déterminée expérimentalement au moyen d'essais de conduite. L'association chaque fois de deux cylindres à un segment mécanique situé sur l'arbre, ou sur une roue émettrice solidaire de l'arbre, permet d'obtenir deux valeurs d'adaptation pour le même segment mécanique. Si la différence entre ces deux valeurs d'adaptation est supérieure à une valeur de seuil préfixée, le pas d'adaptation est alors rejeté comme non valable. Une application appropriée de la valeur de seuil permet, lors de l'adaptation des valeurs de mesure de temps, de supprimer des oscillations perturbatrices telles qu'il peut s'en présenter dans le cas de l'utilisation d'un vilebrequin comportant un volant à deux masses. Le procédé est décrit ci-après en détail en regard des figures des dessins. On voit: à la figure 1, une représentation schématique d'une roue émettrice, avec un capteur associé, prévue pour un moteur à combustion interne à 6 cylindres, à la figure 2, un tableau des écarts des valeurs d'adaptation, associés aux segments, par rapport à un segment de référence et, à la figure 3, un ordinogramme correspondant au procédé d'adaptation conforme à l'invention. A la figure 1, le repère GR désigne une roue émettrice qui comporte des dents ferromagnétiques et qui est montée sur un vilebrequin, non représenté, d'un moteur à combustion interne à 6 cylindres. Un signal de tension est produit par un capteur inductif SE pendant le mouvement de rotation du vilebrequin, ce signal de tension fluctuant avec la distance de la surface frontale des dents. La roue émettrice GR constitue ainsi le modulateur servant à convertir la grandeur d'entrée, analogue à une variation en amplitude, qu'est la vitesse angulaire en un signal analogue à une variation en fréquence. Les passages de ce signal par zéro contiennent également l'information concernant l'angle momentané. Le champ magnétique varie sous l'effet de la succession des entredents et des dents de la roue émettrice GR. En supprimant une ou plusieurs dents sur la roue émettrice GR, on obtient une zone correspondant à une référence angulaire à l'aide de laquelle l'angle absolu peut être déterminé. 60 dents moins un intervalle sans dent de 2 dents se sont imposées comme standard pour des générateurs ou émetteurs d'impulsions disposés sur le vilebrequin des moteurs à combustion interne. La roue émettrice GR, représentée à la figure 1, qui est prévue pour un moteur à combustion interne à 6 cylindres est divisée en trois segments qui couvrent chacun 120 en liaison avec un cycle complet de deux tours de vilebrequin (720 ). Ainsi, les cylindres 1 et 6 sont associés au segment SEG 1+6, les cylindres 2 et 5 au segment SEG 2+5 et les cylindres 3 et 4 au segment SEG 3+4. Cette division en segments est valable pour un moteur à 6 cylindres présentant l'ordre d'allumage 1-5-3- 6-2-4. Le sens de rotation de la roue émettrice GR est indiqué par le symbole d'une flèche. Dans cet exemple, le segment SEG 1 est défini comme exempt de défaut et sert ainsi de référence pour les autres segments. Il est toutefois possible de choisir aussi un segment quelconque comme segment de référence et on choisit avantageusement le premier dans l'ordre d'allumage des cylindres. Le segment mécanique étant identique pour les cylindres 1 et 6, les valeurs d'adaptation correspondant au segment SEG 1+6 sont approximativement les mêmes. Etant donné que le segment SEG 2+ 5 est associé aux cylindres 2 et 5, les valeurs d'adaptation correspondant au segment SEG 2+5 sont également approximativement les mêmes. Il en est de même pour le segment SEG 3+4. Les valeurs d'adaptation correspondant au segment 3 et 4 sont alors approximativement les mêmes. La figure 2 représente à titre d'exemple un tableau sur lequel sont portés les écarts relatifs des valeurs d'adaptation des différents segments par rapport à la valeur d'adaptation du segment de référence SEG 1 pour un moteur à combustion interne déterminé. Les faibles différences des valeurs correspondant aux paires respectives SEG 1+6 (cylindres CYL 1+6), SEG 2+5 (cylindres CYL 2+5), SEG 3+4 (cylindres CYL 3+4) sont dues à des imprécisions de mesure, des bruits et des perturbations sur lesquelles il n'est pas possible d'influer. Si une oscillation ayant une fréquence du nombre d'ordre 1, 5 du moteur se superpose, les valeurs d'adaptation de mêmes segments mécaniques diffèrent essentiellement plus que cela n'est indiqué au tableau de la figure 2 et une suppression des valeurs d'adaptation est possible. Le déroulement du procédé d'adaptation est exposé en détail en regard de la figure 3. A un premier pas de procédé S1, il est vérifié si des conditions d'adaptation préfixées sont ou non remplies. Comme déjà décrit en introduction, des écarts de temps se présentant lors de mesures successives de segments angulaires peuvent avoir des origines différentes. Ils peuvent provenir d'une variation effective de la vitesse angulaire du vilebrequin, mais peuvent aussi être dus à des tailles de segment qui, en raison de défauts, sont inégales entre les différents repères du vilebrequin. Pour établir que les différences mesurées se présentent en fait en raison de tailles de segment différentes, il convient d'exclure des influences qui sont dues à l'allumage et à la combustion. Par conséquent, la constatation d'erreur et la correction d'erreur conformes au procédé de l'invention sont de préférence effectuées pendant le régime de coupure de force motrice. Le procédé d'adaptation peut par ailleurs être limité à une plage déterminée de vitesses de rotation du moteur, afin d'écarter des perturbations spécifiques au moteur se présentant dans des plages déterminées de vitesse de rotation. Afin d'éviter, dans le cas d'une vitesse de rotation variant fortement, une adaptation erronée se présentant éventuellement, il est également possible de supprimer le calcul de nouvelles valeurs d'adaptation dans de tels régimes très peu réguliers. Cette interrogation répétée du pas de procédé Si s'effectue suivant une boucle d'attente. Si les conditions d'adaptation sont remplies, une adaptation des temps de segment est alors exécutée, au pas de procédé S2, au moyen d'un procédé quelconque et tout les deux tours de vilebrequin. Se prête à cet effet tout procédé connu à l'aide duquel sont mesurés les temps que la roue émettrice prend pour tourner d'un angle ou segment préfixé et à partir des valeurs desquels, ainsi obtenues, un facteur de correction (facteur d'adaptation) est déduit. Il importe seulement que, lors de la division fixée des segments, des valeurs d'adaptation soient calculées pendant un cycle complet, correspondants à deux tours de vilebrequin. On utilise de préférence un procédé tel que décrit dans EP 0 583 495 B1. Dans ce cas, les valeurs qui se présentent comme valeurs d'adaptation au début du fonctionnement sont celles qui ont été rangées en mémoire lors du dernier fonctionnement du moteur en tant que dernières valeurs déterminées. Après la détermination de nouvelles valeurs d'adaptation, celles-ci remplacent les anciennes valeurs d'adaptation. Lors du tout premier fonctionnement du moteur, les valeurs d'adaptation sont préfixées à des valeurs d'initialisation, de préférence à zero. Ensuite, le temps de segment du segment actuel est mesuré et il est vérifié si le temps de segment mesuré a été ou non le temps du segment de référence (SEG 1). Ce segment est défini comme exempt d'erreur. Si le temps de segment du segment de référence n'a pas été mesuré, le temps de segment suivant est alors mesuré. Cela est répété jusqu'à ce que se présente le segment de référence. Si tel est le cas, le temps de segment momentanément mesuré est rangé en mémoire en tant que temps de segment du segment de référence. Les temps de segment des segments suivants, qui sont associés d'une manière logique aux différents cylindres du moteur, sont alors mesurés successivement aux pas de procédé suivants. Si le temps de segment est relevé pour tous les segments associés aux différents cylindres, le temps de segment du segment de référence est alors - cependant deux tours de vilebrequin plus tard - de nouveau mesuré et rangé en mémoire. Aux pas suivants de procédé, les valeurs d'adaptation correspondant aux différents segments associés aux cylindres sont successivement déterminées, ainsi que cela est par exemple exposé dans EP 0 583 495 B1. On obtient de cette manière des valeurs d'adaptation qui sont soumises à la suite du traitement au pas S3 du procédé conforme à l'invention. Au pas S3, il est vérifié si la différence entre deux valeurs d'adaptation du même segment mécanique est ou non supérieure à une valeur de seuil préfixée. L'amplitude de la différence entre la valeur d'adaptation du segment SEG 5 et la valeur d'adaptation du segment SEG 2 est par exemple déterminée à cet effet. Si cette amplitude est supérieure à la valeur de seuil, laquelle est établie au banc d'essai de véhicules au moyen d'essais ou au moyen d'une mise à l'épreuve sur une flotte de véhicules, ce pas d'adaptation est rejeté comme non valable (pas de procédé S4). Il est procédé de même lorsque l'amplitude de la différence entre la valeur d'adaptation du segment SEG 3 et la valeur d'adaptation du segment SEG 4 ou l'amplitude de la différence entre la valeur d'adaptation du segment SEG 1 et la valeur d'adaptation du segment SEG 6 est supérieure à la valeur de seuil. Pour les raisons indiquées en introduction, aucune adaptation fiable des valeurs de mesure de temps n'est possible. Le procédé se poursuit de nouveau par le pas Sl. Si, en revanche, au pas de procédé S3, l'interrogation établit que chaque fois la différence entre deux valeurs d'adaptation de mêmes segments mécaniques est inférieure à la valeur de seuil, le pas d'adaptation est alors déclaré valable et un filtrage des valeurs d'adaptation est effectué (pas de procédé S5). Le filtrage peut par exemple s'effectuer au moyen d'une formation de moyenne glissante, ainsi que cela est décrit dans EP 0 583 495 B1. Une formation de moyenne est recommandable, étant donné que les erreurs systématiques des segments peuvent faire l'objet d'une superposition par des erreurs aléatoires telles que des fluctuations de la cadence de système servant de base au système de commande, des tolérances dans la précision de changement d'état des capteurs, des oscillations ou perturbations générales de la ligne motrice. O10 Les valeurs d'adaptation ainsi déterminées sont rangées en mémoire, les anciennes valeurs étant remplacées (pas de procédé S6). Ensuite, le procédé retourne au début (pas de procédé Si). Le procédé a été exposé à l'aide d'un moteur à combustion interne à six cylindres, mais il est également utilisable d'une manière analogue pour des moteur à combustion interne comportant un autre nombre de cylindres, par exemple 4, 8 ou 12. Il suffit d'adapter en conséquence la division des segments et l'association des cylindres. 1l REVENDICATIONS 1. Procédé d'adaptation de tolérances mécaniques lors de la mesure de temps sur un arbre en rotation, notamment sur un vilebrequin, ou un arbre qui en est solidaire, d'un moteur à combustion interne à plusieurs cylindres, selon lequel - cet arbre, ou une roue émettrice qui en est solidaire, est divisé en segments mécaniques qui sont explorés par un capteur associé, - les temps de segment que met l'arbre pour tourner d'une étendue angulaire définie sont mesurés, et - tous les deux tours de l'arbre, des valeurs d'adaptation sont déterminées, à partir des temps de segment mesurés, en vue de la correction des temps de segment, caractérisé en ce que - deux cylindres (ZYL 1+6, ZYL 2+5, ZYL 3+4) sont chaque fois associés à un segment mécanique (SEG 1+6, SEG 2+5, SEG 3+4), - la différence entre deux valeurs d'adaptation des mêmes segments mécaniques (SEG 1+6, SEG 2+5, SEG 3+4) est déterminée et comparée à une valeur de seuil préfixée et, - en fonction du résultat de la comparaison, le pas d'adaptation est considéré soit comme valable, soit comme non valable. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'amplitude de la différence entre les deux valeurs d'adaptation est établie et, en cas de dépassement de la valeur de seuil vers le haut, le pas d'adaptation est rejeté comme non valable. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'amplitude de la différence entre les deux valeurs d'adaptation est établie et, en cas de dépassement de la valeur de seuil vers le bas, les valeurs d'adaptation sont filtrées et rangées en mémoire. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le calcul des valeurs d'adaptation est effectué pendant le régime de coupure de force motrice du moteur à combustion interne. 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le calcul des valeurs d'adaptation n'est effectué qu'à l'intérieur de limites de vitesse de rotation pouvant être préfixées. 6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le calcul des valeurs d'adaptation n'est effectué que lorsque le gradient de vitesse de rotation du moteur à combustion interne est situé au- dessous d'une valeur limite préfixée. 7. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur de seuil est déterminée expérimentalement au moyen d'essais de conduite.