Brevet FR2776377A1 — publié le 19990924

L'invention concerne les procédés pour fournir une valeur à partir d'une mesure faite au moyen d'un capteur dans un véhicule. Dans un véhicule automobile, il est connu de fournir des valeurs représentant des grandeurs physiques mesurées au moyen d'un capteur, par exemple une valeur de niveau de carburant dans le réservoir au moyen d'une jauge associée au réservoir. Souvent, lors de l'emploi d'une résistance variable dans une telle jauge, la tension aux bornes de la résistance est filtrée au moyen d'un filtre analogique, puis la valeur associée est convertie de la forme analogique à la forme digitale, ce qui fournit une valeur brute représentant la grandeur mesurée. Toutefois, le passage du filtre et du convertisseur a entraîné une altération de la fidélité de la valeur. Avant d'afficher cette valeur brute sur le tableau de bord, il est donc nécessaire de la corriger. Pour cela, il est connu d'opérer de la façon suivante. Avant la mise en service du circuit de jauge, on relève les valeurs brutes fournies par le convertisseur, pour un groupe de grandeurs connues mesurées par le capteur (Pour cela, on remplace la résistance variable successivement par des résistances différentes de valeurs connues). On connaît donc la correction exacte qui doit être apportée à plusieurs valeurs brutes discrètes fournies par le convertisseur. Dans un calculateur disposé en aval du convertisseur, on rentre ces couples de valeurs. On programme le calculateur de sorte que pour une valeur brute quelconque fournie par le capteur, on corrige cette valeur brute en effectuant une interpolation linéaire au moyen des deux valeurs connues les plus proches. En fonctionnement, le dispositif effectue ainsi une correction de la valeur brute quelconque et affiche la valeur corrigée correspondante. Cette correction, bien qu'imparfaite, est suffisante dans la plupart des circonstances, notamment en tenant compte des spécifications imposées par les constructeurs. Toutefois, ce procédé présente certains inconvénients. En effet, pour obtenir une correction significative, il faut disposer d'un nombre important de valeurs de mesure expérimentales. Or, le relevé de ces valeurs pour chaque exemplaire du dispositif est long et donc coûteux. Le dispositif est donc ou bien précis mais coûteux, ou bien bon marché mais imprécis. Un but de l'invention est de fournir un procédé qui puisse être mis en oeuvre au moyen d'un dispositif peu coûteux tout en produisant une correction précise. En vue de la réalisation de ce but, on prévoit selon l'invention, un procédé pour fournir une valeur à partir d'un capteur dans un véhicule, dans lequel on fournit au moyen d'un capteur une valeur brute représentant une grandeur physique, et on applique une fonction mathématique à la valeur brute pour obtenir une valeur corrigée, et dans lequel la fonction est un polynôme d'ordre supérieur ou égal à deux. Ainsi, pour déterminer le polynôme à appliquer, il suffit de disposer d'un nombre de valeurs de mesure supérieur d'une unité au degré du polynôme. Par exemple, pour un polynôme d'ordre deux, seuls trois points de mesure sont nécessaires. Les coefficients du polynôme peuvent alors être déterminés par des méthodes mathématiques connues. Le dispositif est donc peu coûteux à fabriquer. De plus, en fonctionnement, la correction de la valeur brute au moyen d'un polynôme ne met en oeuvre que des additions et des multiplications. Elle peut donc être facilement effectuée au moyen d'un processeur à huit bits. Enfin, la correction au moyen du polynôme donne une précision qui est généralement acceptable. Avantageusement, le polynôme est d'ordre deux. Ainsi, il suffit de disposer de trois valeurs de mesure. Le coût de réalisation est donc très réduit, alors que la précision demeure acceptable. Avantageusement, pour trois valeurs corrigées y0, y1, et y2, on détermine expérimentalement trois valeurs brutes xo, x1, et x2, puis on applique le polynôme P tel que P = ax2 + bx + c dans lequel a = g (C0 + Cl + C2) b = g [CO (x2 + x1) + Cl (xO + x2) + C2 (xO + x1)] c = g (C0 . x1 . x2 + Cl . x0 . x2 + C2 . x0 . x1) où y0 C0 = (x0 - x1)(x0 - x2) C1 = (x1 - x0)(x1 - x2) C2 = (x2 - x0)(x2 - x1) et g est une fonction mathématique prédéterminée. On détermine ainsi les coefficients du polynôme P au moyen de la formule d'interpolation de Lagrange, connue en soi. Avantageusement, g est une fonction du type E(2@ z) g(z) = 2n où E est la fonction partie entière et n est un entier naturel prédéterminé. Avantageusement, on affiche la valeur corrigée au moyen d'un afficheur présentant des limites haute et basse, les valeurs corrigées yO et y2 (y, dans le cas le plus général) étant voisines des limites haute et basse respectivement, et la valeur corrigée y1 étant distante des limites haute et basse. Ainsi, convenablement choisis, les points déterminant le polynôme à utiliser permettent d'optimiser la précision de la correction effectuée ensuite sur chaque valeur brute. Avantageusement, le capteur est un compte-tours, un capteur de vitesse, une jauge de niveau de réservoir ou un capteur de température. On prévoit également selon l'invention un calculateur destiné à fournir une valeur à partir d'un capteur dans un véhicule, le calculateur étant adapté à appliquer une fonction mathématique à une valeur brute fournie au moyen d'un capteur, pour obtenir une valeur corrigée, dans lequel la fonction est un polynôme d'ordre supérieur ou égal à deux. On prévoit en outre selon l'invention un dispositif pour fournir une valeur représentant une grandeur physique dans un véhicule, comportant un capteur adapté à mesurer une grandeur physique et un calculateur selon l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description suivante d'un mode préféré de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif. Aux dessins annexés : - la figure 1 est un schéma d'un dispositif selon l'invention ; et - la figure 2 représente l'allure de la courbe du polynôme P utilisé dans le dispositif de la figure 1. Sur la figure 1, le dispositif 2 selon le présent mode de réalisation de l'invention est prévu pour fournir une valeur indiquant le niveau de carburant dans un réservoir de carburant de véhicule. Toutefois, l'invention s'appliquera de la même façon à un comptetours, un compteur de vitesse, ou un thermomètre. Le dispositif 2 comporte une jauge ou capteur 4 associé au réservoir et comprenant une résistance variable, de façon connue en soi. Le dispositif comporte une alimentation en énergie électrique, ainsi qu'un filtre analogique d'un type connu, qui ont été symbolisés par le bloc "chaîne analogique" 6. Ce bloc 6 est connecté par son entrée à la jauge 4. Le dispositif comporte un convertisseur analogique/digital 8 à huit bits d'un type connu en soi, connecté au bloc 6 pour convertir la tension de sortie T de ce bloc, qui est une grandeur analogique, en une valeur digitale brute x. Le dispositif comporte un calculateur 10 dont l'entrée est connectée à la sortie du convertisseur 8. Comme on va le voir, le calculateur est adapté à appliquer une fonction polynomiale P à la valeur brute x pour obtenir une valeur corrigée y. Le dispositif comporte enfin un afficheur 12 tel qu'un cadran, situé sur le tableau de bord du véhicule et permettant d'afficher la valeur corrigée y. L'afficheur 12 présente une aiguille mobile entre deux limites associées à des valeurs extrêmes basse et haute du cadran. Le polynôme P associé au calculateur 10 est déterminé en propre pour chaque exemplaire du dispositif après assemblage du bloc 6, du convertisseur 8 et du calculateur 10. Dans le présent exemple, on dispose de trois résistances R,, R1 et R2 de valeurs connues et différentes entre elles. On connaît donc les valeurs y0, y1 et y2 respectives qui devraient être transmises à l'afficheur 12 pour chacune de ces trois résistances en l'absence du calculateur 10 et si le bloc 6 et le convertisseur 8 n'entraînaient aucune dérive. En remplaçant tour à tour la résistance variable 4 par chacune de ces résistances, on relève les valeurs brutes x0, xl et x2 respectivement transmises en sortie par le convertisseur 8. Ainsi, pour trois valeurs brutes x0, x1 et x2, on connaît exactement la valeur corrigée associée y0, y1 et y2. Dans l'intérêt de la précision de la valeur corrigée y fournie pour une valeur brute x quelconque, il importe de choisir, autant que possible, ces valeurs de calibrage y0, y1, y2 pour qu'elles soient bien réparties sur toute la plage de l'afficheur 12. Ainsi, par exemple, on choisira y0 et y2 pour qu'elles soient respectivement voisines des limites haute et basse de l'afficheur 12, la valeur y1 étant choisie pour être distante de ces deux limites. On détermine ensuite le polynôme P, en l'espèce du deuxième degré, qui doit être utilisé en liaison avec les six valeurs précitées pour avoir y1 = P(xi) avec i = 0, 1 ou 2. D'après la formule d'interpolation de Lagrange, ce polynôme est P(x) = ax2 + bx + c où a = g (C0 + C1 + C2) b = g [C0 (x2 + x,) + Cl (x0 + x2) + C2 (x0 + x1)] c = g (C0 . x1 . x2 + C1 . x0 . x2 + C2 . x0 . x1) où y0 C0 = (x0 - x1)(x0 - x2) y1 C1 = (x1 - x0)(x1 - x2) y2 C2 = (x2 - x0)(x2 - x1) et g est une fonction mathématique prédéterminée. La fonction g pourra être la fonction identité I telle que I(x) = x. Mais on utilisera de préférence une fonction g du type E(2#z) g(z) = 2# où E est la fonction partie entière, et n est un nombre entier naturel prédéterminé, en l'espèce égal à 18. Les coefficients a, b et c ainsi calculés sont rentrés dans la mémoire du calculateur 10. Dans le cas le plus général, le polynôme d'ordre n est défini par P(x) = C0 (x - x1) . (x-x2) ... (x - xn) + + C1 (x - x0) . (x - x2) ... (x - xn) + + C2 (x - x0) . (x - x1) . (x - x3) ... (x - xn) +.. ... + Cn (x - x0) . (x - x1) ... (x - xn-1) avec C0 = y0 / [(x0 - x1) . (x0 - x2) ... (x0 - xn)] Cl = y1 / [(x1 - x0) . (x1 - x2) ... (x1 - x)] C2 = y2 / [(x2 - x0) . (x2 - x1) . (x2 - x3) ... (x2 - xn)] Cn = yn / [(xn - x0) . (xn - x1) . (xn - x2) ... (xn - xn-1)] Le dispositif se trouve ainsi calibré et prêt à l'emploi. En fonctionnement normal, la jauge 4 transmet une valeur de tension à l'entrée du bloc 6 qui fournit en sortie une autre valeur de tension T transmise au convertisseur 8. Celui-ci convertit cette tension T sous forme digitale, en une valeur brute x, transmise au calculateur 10. Celui-ci calcule y = P(x), ce qui réalise une correction de x par interpolation polynomiale, et la valeur corrigée y est affichée par l'afficheur 12. Le procédé selon l'invention permet d'employer un convertisseur 8 à huit bits avec un temps de calcul rapide, le calcul de P(x) ne mettant en oeuvre que des additions et des multiplications. Le coût du dispositif est réduit mais la précision de la correction est acceptable. Par comparaison, il faudrait quatorze couples de valeurs xi, yi pour parvenir à une précision comparable avec des interpolations linéaires. Ce procédé permet de compenser les déviations de valeurs dues à la fonction de transfert de l'ensemble bloc 6 et convertisseur 8. L'invention peut être mise en oeuvre indépendamment ou en complément du fait que la dérive propre à la jauge 9 est connue. On pourra employer un polynôme d'ordre supérieur ou égal à 3 (et donc un nombre de valeurs de mesure supérieur ou égal à 4). REVENDICATIONS 1. Procédé pour fournir une valeur à partir d'un capteur (4) dans un véhicule, dans lequel on fournit au moyen d'un capteur (4) une valeur brute (x) représentant une grandeur physique, et on applique une fonction mathématique (P) à la valeur brute (x) pour obtenir une valeur corrigée (y), caractérisé en ce que la fonction est un polynôme (P) d'ordre supérieur ou égal à deux. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le polynôme (P) est d'ordre n, et en ce que, pour n + 1 valeurs corrigées y0, y1 yn, on détermine expérimentalement n + 1 valeurs brutes xo, xl ... xn, puis on applique le polynôme P tel que P(x) = C0 (x - x1) . (x-x2) ... (x - xn) + + C1 (x - x0) . (x - x2) (x - x) + + C2 (x - x0) . (x - x1) . (x - x3) ... (x - xn) +... ...+ Cn (x - x0) . (x - x1) ... (x - xn-1) avec C0 = y0 / [(x0 - x1) . (x0 - x2) ... (x0 - xn)] Cl = y1 / [(x1 - x0) . (x1 - x2) ... (x1 - xn)] C2 = y2 / (x2 - x0) . (x2 - x1) . (x2 - x3) ... (x2 - xn Cn = yn / [(xn - x0) . (xn - x1) . (xn - x2) ... (xn - xn-1)] 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le polynôme (P) est d'ordre deux. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que, pour trois valeurs corrigées y0, y1, et y2, on détermine expérimentalement trois valeurs brutes xo, x1, et x2, puis on applique le polynôme P tel que P = ax2 + bx + c dans lequel a = g (C0 + Cl + C2) b = g [CO (x2.+ x1) + Cl (x0 + x2) + C2 (x0 + x1)] c = g (C0 . x1 . x2 + Cl . x0 . x2 + C2 . x0 . x1) où = Yo (x0 - x1)(x0 - x2) y1 C1 = (x1 - x0)(x1 - x2) y2 C2 = (x@ - x@)(x@ - x@) et g est une fonction mathématique prédéterminée. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que g est une fonction du type E(2#z) g(z) = 2# où E est la fonction partie entière et n est un entier naturel prédéterminé. 6. Procédé selon la revendication 2, 4 ou 5, caractérisé en ce qu'on affiche la valeur corrigée (y) au moyen d'un afficheur (12) présentant des limites haute et basse, les valeurs corrigées yo et y, (par exemple y2) étant voisines des limites haute et basse respectivement, et la valeur corrigée y1 étant distante des limites haute et basse. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le capteur (4) est un compte-tours, un capteur de vitesse, une jauge de niveau de réservoir ou un capteur de température. 8. Calculateur (10) destiné à fournir une valeur (y) à partir d'un capteur (4) dans un véhicule, le calculateur étant adapté à appliquer une fonction mathématique (P) à une valeur brute (x) fournie au moyen d'un capteur (4), pour obtenir une valeur corrigée (y), caractérisé en ce que la fonction (P) est un polynôme d'ordre supérieur ou égal à deux. 9. Dispositif (2) pour fournir une valeur représentant une grandeur physique (y) dans un véhicule, comportant un capteur (4) adapté à mesurer une grandeur physique et un calculateur (10) selon la revendication 8.