Brevet FR2818737A1 — publié le 20020628

La présente invention concerne un procédé de détection d'une singularité d'une pièce rotative comportant à sa périphérie des repè- res angulaires répartis régulièrement ainsi qu'une singularité constituée par la suppression d'au moins deux repères angulaires et/ou d'un inter- valle correspondant entre deux repères angulaires, avec un capteur détectant la pièce rotative munie des repères angulaires et fournissant un signal de sortie essentiellement rectangulaire, qui représente la surface de la pièce rotative et selon lequel on forme entre des flancs de signal A1, A2, A3, A4 des temps tl, t2, t3 dont la combinaison permet de détecter et contrôler la singularité. Etat de la technique Il est connu de détecter une certaine position ou position angulaire d'un arbre par exemple du vilebrequin ou de l'arbre à came d'un moteur à combustion interne en fixant sur cet arbre un disque phonique et en détectant le disque phonique tournant avec l'arbre à l'aide d'un cap- teur fixe. La surface du disque phonique est réalisée pour avoir un grand nombre de repères identiques et un repère de référence qui correspond par exemple à la suppression d'un repère angulaire parmi les repères angulai- res par ailleurs identiques et équidistants. Lors du passage des repères angulaires devant le capteur, ils induisent dans celui-ci des impulsions de tension qui seront ensuite transformées en signaux rectangulaire par un circuit de traitement en aval. Ces signaux rectangulaires sont exploités dans un appareil de commande du moteur à combustion interne pour déterminer le régime (vitesse de rotation) et pour déterminer le repère de référence. Pour déterminer le repère de référence il faut exploiter deux in- tervalles de temps entre des repères angulaires prédéterminés et pour des relations prédéterminées entre les intervalles de temps on conclut à la présence du repère de référence. Un tel dispositif ou procédé de détection d'un repère de ré- férence est par exemple décrit dans le document EP-0 188 433-B1. Dans ce dispositif connu ou dans le procédé connu, on détecte le repère de réfé- rence en déterminant les intervalles de temps entre deux flancs de repère angulaires; on compare ainsi chaque fois trois instants successifs. Les instants o des nombres proportionnels aux instants s'obtiennent en for- mant la différence entre les états de comptage enregistrés aux différents flancs des signaux. Si une comparaison de chiffre ou de temps indique que le premier temps multiplié par un coefficient est inférieur au second temps et si le second temps multiplié par un coefficient est supérieur à un troisième temps, on estime que le repère de référence est détecté et vérifié. Le coefficient n est choisi pour que l'erreur dans la détection du repère de référence soit évitée par une dynamique de vitesse de rotation possible. Le choix optimum de ce coefficient qui est important pour la fiabilité de la détection du repère de référence peut représenter une difficulté. Problèmes de l'invention La présente invention a pour but dans un système connu de détection de repères de référence ou de détection d'une singularité, d'augmenter la fiabilité de la détection et d'éviter des détections erronées des repères de référence. A cet effet, l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus caractérisé en ce qu'on détecte la singularité si une combinaison arithmétique des temps tl, t3 est inférieure au temps t2. Avantages de l'invention Le procédé selon l'invention offre l'avantage de permettre une détection sans équivoque d'une singularité notamment du repère de référence d'un disque phonique d'un moteur à combustion interne et de vérifier en outre cette détection. Il est particulièrement avantageux que le procédé selon l'invention ne nécessite aucune constante, pour compenser une dynami- que de la vitesse de rotation possible. Ces résultats s'obtiennent dans un procédé tel que défini ci-dessus, pour reconnaître et vérifier une singula- rité, dans la mesure o la somme de deux temps réguliers est inférieure au temps produit par le repère de référence. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: - les temps tl, t2, t3 se déterminent à l'aide d'un moyen de comptage qui compte une suite d'impulsions générées par le calculateur ou le micro- processeur entre deux flancs de signal, - la combinaison arithmétique est une somme a.tl + b.t3 dans laquelle a et b sont des paramètres fixes ou dépendants de la vitesse de rotation ou des constantes avec notamment a = b = 1, - on détermine les temps tl, t2, t3 chaque fois entre les flancs de signal A1 et B1, A2 et B2, A3 et B3. Il est avantageux notamment pour la détection des repères de référence d'adapter les flancs sélectionnés des signaux, le cas échéant à certaines exigences. Le procédé est appliqué à un moteur à combustion interne, dont la pièce rotative est reliée au vilebrequin ou à l'arbre à came du mo- teur et comporte 60 moins 2 repères angulaires. Dessins s La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 montre un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, - la figure 2 montre un chronogramme donnant les instants essentiels pour la compréhension de l'invention. Description du mode de réalisation La figure 1 montre un exemple de réalisation pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Cet exemple de réalisation est déjà connu en soi selon le document EP-0 188 433-B1. Dans le détail, l'exemple de réalisation concerne de préférence une pièce rotative 10 reliée au vilebrequin ou à l'arbre à came d'un moteur à combustion interne. La périphérie de cette pièce comporte des repères angulaires 11 identiques et répartis de manière équidistante. Ces repères sont par exemple en forme de dents ou de créneaux. Un repère de référence 12 se réalise par la sup- pression de deux repères angulaires ou par un intervalle plus grand entre les repères angulaires 11 par ailleurs répartis régulièrement. Une réalisa- tion particulière de la pièce rotative 10 comme cela est habituel actuelle- ment dans les véhicules automobiles comporte 60 moins 2 repères angulaires. La pièce rotative 10 est détectée par un capteur 13 qui est par exemple un capteur inductif ou capteur Hall. Ce capteur fournit un signal de sortie transformé par un circuit de traitement 14 en un signal rectangulaire qui reproduit finalement la surface ou la périphérie de la pièce rotative 10. Le repère de référence 12 sur la pièce rotative 10 pré- sente dans la courbe du signal une singularité qui sera détectée en toute sécurité par l'invention. La pièce rotative 12 ainsi que le capteur 13 associé peuvent également travailler selon un autre principe par exemple un principe opti- que capacitif ou à haute fréquence. En principe les repères angulaires peuvent également être réalisés sous la forme de fentes ou de trous. Le capteur 13 peut être installé radialement ou perpendiculairement à la pièce rotative 10. La sortie du circuit de traitement 14 est reliée à l'entrée d'un microprocesseur ou calculateur 15 dont les étages de sortie 16 sont commandés pour commander l'allumage et/ou l'injection de carburant. Le microprocesseur 15 de même que le cas échéant également le circuit de s traitement 14 font partie de l'appareil de commande 15 du moteur à com- bustion interne. Cet appareil de commande 15 reçoit d'autres paramètres nécessaire à la régulation du moteur à combustion interne provenant de capteurs non représentés en détail. La figure 1 montre schématiquement tous ces paramètres ou grandeur sous la référence 20. L'appareil de commande comporte également un moyen de comptage notamment un compteur 17 coopérant avec le micro calculateur ou faisant directement partie de celui-ci ainsi qu'une mémoire active 18 réalisée de préférence comme mémoire RAM. Les composants sont re- liés par un système de bus 19. De manière préférentielle, l'ensemble du dispositif 17-19 est un système interne directement intégré dans le micro calculateur 15. La fréquence d'horloge de comptage pour le compteur 17 est générée habituellement de manière interne au micro calculateur 15 pour être appliquée à l'entrée d'horloge du compteur. La fréquence de comptage (horloge de comptage) est constante et les traits supérieurs à la fréquence de la vitesse de rotation la plus élevée, prévisible sur le capteur 13 ou la fréquence possible pour un capteur approprié du signal rectan- gulaire à exploiter. Le signal fourni par le capteur 13 et transformé par le cir- cuit de traitement 14 en un signal rectangulaire et qui conduit selon le procédé de l'invention à la détection d'une singularité ou à la reconnais- sance d'un repère de référence est représenté à la figure 2. Les temps à exploiter tl, t2, t3 sont définis par des flancs homologues des signaux ou rapportés à la pièce rotative 10 par des flancs angulaires de même type. Le temps tl est celui qui précède le repère de référence. Le temps t2 est le temps comprenant le repère de référence ou la singularité et le temps t3 est celui après le repère de référence. Les flancs des signaux utilisés selon un premier procédé d'exploitation décrit ci-après pour la définition des temps sont représentés à la figure 2 par les références A1, A2, A3, A4. La sélection est donnée à titre d'exemple. On peut également choisir d'autres flancs BI1, B2, B3, et les exploiter ou par une adaptation appropriée de la pièce rotative 10 utiliser également les flancs avant et les flancs arrières pour leur exploitation. L'exploitation du signal rectangulaire peut se faire par exemple selon le principe suivant: pour chaque flanc arrière A1, A2, A3, A4, du fait de l'entrée d'interruption dynamique on génère par exemple un signal d'interruption INT qui fait que l'état de comptage existant à cet s instant dans le compteur 17 est transmis à une cellule de la mémoire 18. La mémoire 18 peut fonctionner alors par exemple à la manière d'un re- gistre à décalage avec chaque fois quatre valeurs de mémoire correspon- dant simultanément à quatre états de comptage. Puis le compteur 17 compte en continu la fréquence d'horloge de comptage qu'il reçoit et pour cela il ne faut pas de synchronisation de compteur avec les flancs des re- pères de référence c'est-à-dire que l'opération de comptage peut se faire indépendamment de l'exploitation des repères angulaires ou des repères de référence. Le compteur 17 fonctionne par exemple comme un compteur en anneau. Pour saisir le repère de référence on détermine les instants tl, t2, t3. La détermination de l'instant se fait en continu. Selon l'invention, le microprocesseur effectue une combinaison des temps tl et t3 avant et après le repère de référence 12 avec le temps t2 comprenant le repère de référence 12. Dans le cas le plus simple on forme la somme tl, t3 que l'on appelle repère de référence si on a la condition tl + t3 a.tl + b.t3 Dans cette relation a et b sont des paramètres fixes ou dé- pendants de la vitesse de rotation ou encore des constantes par exemple égales à 1. Une telle détection de repère de référence est très fiable et conduit aux faibles vitesses de rotation et une dynamique de comptage élevée, mais pour de fortes variations de vitesse de rotation, cela n'aboutit pas à des défauts de détection. L'amélioration de la solution connue selon le document EP-0 188 433-B1 est assurée par le procédé de l'invention car pour une forte variation de vitesse de rotation (régime) à la fois le temps t2 et le temps t3 sont modifiés considérablement par rapport à leur valeur pour le fonctionnement en continu. Lors de cette forte accélération, le temps t3 est raccourci par rapport au temps tl car la pièce rotative tourne plus rapidement que pendant la mesure de t l. En formant la somme tl + t3 on compense les variations en cours d'accélération. Dans le ta- bleau représenté ci-après, on a fait une comparaison entre la solution se- lon le document EP-0 188 433-Bl et le procédé de l'invention. Le tableau explicite qu'avec la présente invention on peut détecter les repères de réfé- rence beaucoup plus sûrement et exclure pratiquement toute détection d'erreur. Pour le tableau, on suppose que la vitesse de rotation (n) en amont de l'intervalle augmente avec une accélération (a). Vitesse de ro- tation de dé- a max L(EP) a max F(EP) a max L(E) a max F(E) part n (T/min sec) (T/min sec) (T/min sec) (T/min sec) (T/min) 192 3600 2250 Infini 768 14400 9000 Infini 1728 32400 20200 Infini 3072 57600 36000 Infini 4800 90000 56000 Infini 6912 129600 81000 Infini Dans ce tableau: a max L(EP): accélération maximale qui peut encore être décelée pour un intervalle (selon EP-0 188 433-B1). a max F(EP): accélération maximale pour laquelle on décèle encore un défaut (selon EP-0 188 433-B1). a max L(E): accélération maximale pour laquelle on détecte encore l'intervalle (pour l'invention) a max F(E): accélération maximale pour laquelle on peut encore déceler un défaut (pour l'invention). Le tableau montre que le procédé selon l'invention permet de reconnaître beaucoup plus sûrement les intervalles de repère de réfé- rence que dans l'état de la technique. Les erreurs de détection sont prati- quement exclues. Des valeurs imprimées en gras se situent en dessous de 5000 T/min sec et sont de ce fait critiques car elles peuvent se produire dans le fonctionnement réel du moteur. L'invention permet d'éviter de tel- les valeurs sauf une. Au contraire dans le procédé connu, jusqu'aux vites- ses de rotation de 100 T/min, les intervalles ne peuvent être reconnus aux accélérations élevées. Le procédé selon l'invention évite tout défaut de détection pour toutes les vitesses de rotation de démarrage possibles. Comme le procédé selon l'invention peut être intégré dans tous les appareils de commande utilisés actuellement, cela permet sans mettre en oeuvre des moyens plus importants notamment sans utiliser d'autres programmes, de permettre une détection particulièrement fiable des repères de réfé- rence. Les valeurs d'horloge nécessaires avant et après le repère de réfé- rence sont de toute façon disponibles dans le processeur ou dans l'appareil de commande. Le procédé selon l'invention convient à la fois pour la pre- mière synchronisation sur le repère de référence et pour un contrôle en continu des intervalles en fonctionnement normal du moteur à combus- tion interne. En cas de repère de référence détecté de manière erronée, on évite une remise à l'état initial de l'appareil de commande et dans le cas le plus défavorable le blocage du fonctionnement du moteur qui existe ha- bituellement dans les véhicules actuels. REVENDICATIONS 1 ) Procédé de détection d'une singularité d'une pièce rotative comportant à sa périphérie des repères angulaires (11) répartis régulièrement ainsi qu'une singularité constituée par la suppression d'au moins deux repères angulaires et/ou d'un intervalle correspondant entre deux repères angu- laires, avec un capteur (13) détectant la pièce rotative (10) munie des repè- res angulaires et fournissant un signal de sortie essentiellement rectangulaire, qui représente la surface de la pièce rotative et selon lequel on forme entre des flancs de signal A1, A2, A3, A4 des temps tl, t2, t3 dont la combinaison permet de détecter et contrôler la singularité, caractérisé en ce qu' on détecte la singularité si une combinaison arithmétique des temps tl, t3 est inférieure au temps t2. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les temps tl, t2, t3 se déterminent à l'aide d'un moyen de comptage (17) qui compte une suite d'impulsions générées par le calculateur ou le mi- croprocesseur (15) entre deux flancs de signal. 3 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la combinaison arithmétique est une somme a.tl + b.t3 dans laquelle a et b sont des paramètres fixes ou dépendants de la vitesse de rotation ou des constantes avec notamment a = b = 1. 4 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on détermine les temps tl, t2, t3 chaque fois entre les flancs de signal A1 et B 1, A2 et B2, A3 et B3. ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il est appliqué à un moteur à combustion interne, dont la pièce rotative (10) est reliée au vilebrequin ou à l'arbre à came (10) du moteur et com- porte 60 moins 2 repères angulaires (11).