Brevet FR2880126A1 — publié le 20060630

Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé pour déterminer la vitesse de rotation du vilebrequin d'un moteur à combustion interne, comportant un disque phonique relié au vilebrequin du moteur à combustion interne, le disque phonique comportant un repère formé par une alternance de dents et d'intervalles de dent, et un premier capteur associé au disque phonique qui fournit un signal électrique qui peut prendre au moins deux niveaux de signal (haut, bas), l'un des ni-veaux de signal (haut, bas) étant associé à une dent et l'autre à un in- tervalle de dent. L'invention concerne également un appareil de commande pour la mise en oeuvre du procédé. Etat de la technique La détermination de la vitesse de rotation pour un pro- cesseur de temps (TPU) se fait de deux manières différentes selon l'état de la technique. D'une part, le processeur de temps utilisant la dernière unité de dent détermine la vitesse de rotation et d'autre part, le processeur reçoit du plan fonctionnel de l'appareil de commande une durée dite de temps. La durée de dent se calcule à partir de la durée d'un segment. Par exemple dans le cas d'un moteur à combustion interne à 6 cylindres, un segment correspond à un angle de vilebrequin égal à 720/6 c'est-à-dire 120 . La vitesse de rotation du vilebrequin et ainsi celle du moteur se calcule selon l'état de la technique entre deux flancs de dent successifs. On mesure ainsi l'intervalle de temps compris entre deux flancs de dent successifs et l'angle du vilebrequin entre deux flancs de dent successifs est connu. Cela permet de déterminer directement la vitesse de rotation du moteur à combustion interne. L'inconvénient du procédé de l'état de la technique est que lorsqu'on forme la durée de la dent à partir du segment de dent on rencontre des erreurs importantes dans la dynamique dans la plage basse des vitesses de rotation alors qu'en cas d'exploitation directe du temps de dent, les tolérances de position et d'accentuation des flancs de dent aux vitesses de rotation élevées, en mode stationnaire se répercu- tent fortement sur la précision de la détermination du nombre de dents. Problèmes de l'état de la technique La présente invention a ainsi pour but d'augmenter la précision de la détermination de la vitesse de rotation. Exposé et avantages de l'invention Le problème ci-dessus est résolu par un procédé caractérisé en ce qu'on détermine la vitesse de rotation du vilebrequin avec l'appareil de commande à partir de l'angle compris entre deux repères (n, n+m), divisé par le temps écoulé entre les deux repères (TZn - TZn+m), d'autres repères (m) peuvent se situer entre les deux repères (n, n+m) et le nombre de repères compris entre les deux repères (n, n+m) dépend de la vitesse de rotation. Ainsi, la vitesse de rotation du vilebrequin se détermine à partir des temps de dent enregistrés pendant une trame de temps pré-définie. La trame de temps pour le calcul est adaptée en fonction de la vitesse de rotation. Le nombre de temps de dent utilisé pour faire la moyenne de la vitesse de rotation est variable. Ainsi, le calcul peut être adapté de manière optimale à deux objectifs d'optimisation. Aux faibles vitesses de rotation, l'erreur angulaire des flancs de dent est faible. On peut alors faire une moyenne sur un petit nombre de flancs de dent ce qui permet une bonne résolution de la dynamique élevée de la vitesse de rotation dans cette plage de vitesses de rotation. Aux vitesses de rotation élevées, la dynamique de rotation possible est beaucoup plus faible. Il est possible de faire une moyenne pour un grand nombre de temps de dent et cela élimine l'influence des erreurs angulaires des flancs de dent. La dernière moyenne des flancs de dent avant la dent d'émission qui définit le point d'injection se fait au plutôt à la distance d'une trame de temps. La dent d'émission désigne la dent correspondant au point d'injection. Les temps de dent sont les instants auxquels le capteur mesure le flanc descendant d'une dent. La moyenne peut être plus actuelle qu'une moyenne faite sur une trame angulaire (synchro ou second synchro). Cela est particulièrement avantageux pour l'injection à l'angle final sur le processeur TPU (ainsi on actualise l'angle de début sur la base de la durée d'injection et la vitesse de rotation sur la dent d'émission). La fonction d'une moyenne faite sur un nombre variable de dents est effectuée dans le plan fonctionnel dans la trame de temps avec la couche d'application de l'appareil de commande. Cela constitue une alternative qui économise les ressources par rapport à des solu- tions compliquées dans le plan du processeur TPU. L'implémentation du procédé selon l'invention peut ainsi se faire avec une mise en oeuvre de moyens relativement réduits. Une conversion comparable du procédé selon l'invention dans le plan du processeur TPU (capsule HW de l'appareil de commande) nécessiterait une mise en oeuvre de moyens comparativement élevés. Selon un développement du procédé de l'invention, le nombre de repères situés entre les deux repères augmente avec la vitesse de rotation. Pour une vitesse de rotation lente, l'erreur liée à la dynamique domine et c'est pourquoi, il suffit d'une faible moyenne dans cette plage. Pour une vitesse de rotation élevée, l'influence de la dynamique s'atténue alors que les tolérances de la roue phonique prennent de l'importance. C'est pourquoi, dans cette plage il est intéressant de faire une moyenne reposant sur un plus grand nombre de dents. Selon un développement du procédé de l'invention, le re- père d'ordre n+m se situe à au moins un repère en avant du repère qui désigne l'injection dans un cylindre du moteur à combustion interne. Ce dernier repère est également appelé dent d'émission. La vitesse de rotation est également déterminée actuellement juste avant l'émission de l'injection de sorte que l'injection peut se faire avec des paramètres adaptés de manière optimale à la vitesse de rotation du moteur à combustion interne. Selon un développement du procédé de l'invention, l'instant et le numéro de repère du repère d'ordre n est enregistré dans une première cellule de mémoire de l'appareil de commande. L'instant et le numéro de repère du repère d'ordre n+m sont enregistrés selon un développement, dans une seconde cellule de mémoire de l'appareil de commande, et selon un autre développement du procédé, après calcul de la vitesse de rotation, le contenu de la première cellule de mémoire est remplacé par le contenu de la seconde cellule de mémoire. Ce moyen optimise l'utilisation des ressources pour la mise en oeuvre du procédé. Selon un développement du procédé de l'invention, les repères sont des flancs de dent de la roue phonique et le capteur me-sure les flancs de dent de manière inductive, à l'aide de l'effet Hall ou de manière capacitive. Les flancs de dent sont de préférence répartis régulière-ment sur la roue phonique et celle-ci comporte en outre un repère zéro par exemple sous la forme d'une dent de largeur double ou d'un intervalle de dent de largeur double (dans ce cas on supprime une dent ou on supprime un intervalle de dent). Le problème évoqué ci-dessus est également résolu par un appareil de commande exécutant un programme de commande mettant en oeuvre le procédé de l'invention. Description d'un mode de réalisation Un disque phonique est monté par exemple directement sur le vilebrequin ou l'arbre à cames ou indirectement par l'intermédiaire d'un élément de transmission pour être lié en rotation au vilebrequin ou à l'arbre à cames. Le disque phonique tourne autour d'un axe. La périphérie du disque phonique comporte des repères. Les repères sont constitués par exemple par des dents réparties de manière équidistante à la périphérie du disque phonique. Entre les dents, il y a des intervalles de dent. Un autre repère présenté par exemple ici sous la forme d'une dent de largeur double ou sous la forme d'un intervalle augmenté entre deux dents ou des moyens analogues constitue le repère de la position zéro du vilebrequin ou de l'arbre à cames. Un cap- teur est associé au disque phonique. Lors de la rotation de l'arbre à cames et ainsi du disque phonique, les dents et le repère passent devant le capteur. Ce passage engendre un signal électrique dans le capteur. Le capteur peut être un capteur inductif, un capteur à effet Hall ou un capteur capacitif. En va- riante, le capteur peut également être un capteur optique qui peut mesurer les variations optiques engendrées par exemple par les dents ou le repère. Le passage alterné de dent et d'intervalles de dent donne un signal de forme rectangulaire à la sortie du capteur. Ce signal prend 35 un niveau haut et un niveau bas. Entre les deux valeurs, le signal varie 10 brusquement avec un flanc montant et un flanc descendant. La résolution angulaire habituelle est de 6 d'angle de vilebrequin (angle KW) et avec un intervalle de deux unités d'angle, on aura 58 paires de dents ou de pôles sur la roue phonique. La détermination de la vitesse de rotation se fait en dé-terminant chaque fois les mêmes plans par exemple ici les flancs descendants. Chacun des flancs, en comptant à partir du repère zéro, on peut associer de manière univoque un flanc de dent de la roue phonique. En commençant par un flanc Tzn, correspondant à la dent Zn, on désigne successivement les flancs par Tzn+1, Tzn+2 et ainsi de suite. Entre deux flancs descendants successifs, la roue phonique tourne de 6 . La vitesse de rotation ou régime nmot de la roue phonique et ainsi du vilebrequin est donnée par la formule suivante: nmot[ 1 / mn]=(Zn - Zn+m) x angle de dent [ ] / (TZn [ms]- TZn+m [ms] ) x (1/0,006 [ xmn/ms] ). Le coefficient 1/0,006 [ xmn/ms] sert à convertir les va-leurs de mesure mesurées en millisecondes en une mesure de vitesse de rotation en 1/minutes. Dans cette formule on a: Nmot régime du moteur, égal à la vitesse de rotation du vilebrequin ou à la vitesse de rotation de la roue phonique, Zn flanc descendant n du signal (n est un nombre entier), Zn+m le flanc descendant d'ordre (n+m) du signal (m est un nombre entier). Ainsi à partir du flanc de signal d'ordre Zn, on compte les m flancs de signal, TZn instant auquel on mesure le flanc de signal Zn, TZn+m instant auquel on mesure le flanc Zn+m du signal, [] ce symbole désigne les unités dans lesquelles on mesure les grandeurs physiques c'est-à-dire [ ] =angle, [ms] = millisecondes, [mn] = minutes. Les instants des flancs négatifs se déterminent dans le plan du processeur de temps (processeur TPU) à partir des signaux fournis par le générateur de vitesse de rotation. Ces instants sont enre- gistrés de façon intermédiaire dans une cellule de mémoire RAM. En plus, on enregistre le nombre de dents. Cette cellule est alors lue par la couche d'application à chaque trame de temps ZR. On a ainsi l'instant et la désignation de la dernière dent qui a été lue. Dans la couche d'application on calcule la vitesse de rotation moyenne. L'instant TZ_anc et le numéro de dent ZN_anc du flanc avant la dernière trame de temps sont enregistrés en mémoire. Les valeurs actuelles TZ_nouv et ZN_nouv sont enregistrées. On aura pour la vitesse de rotation: NMOT = (ZN_nouv - ZN_anc) x angle de dent / (TZ_nouv - TZ_anc) x lo (1/0,006 [ xmn/ms] La vitesse de rotation est envoyée en retour à l'unité TPU. Cette vitesse est valable jusqu'à la trame de temps suivante. Les anciennes valeurs TZ_anc et ZN_anc sont finalement remplacées par les nouvelles valeurs. REVENDICATIONS 1 ) Procédé pour déterminer la vitesse de rotation du vilebrequin d'un moteur à combustion interne, comportant un disque phonique relié au vilebrequin du moteur à combustion interne, le disque phonique comportant un repère formé par une alternance de dents et d'intervalles de dent, et un premier capteur associé au disque phonique qui fournit un signal électrique qui peut prendre au moins deux niveaux de signal (haut, bas), l'un des niveaux de signal (haut, bas) étant associé à une dent et l'autre ro à un intervalle de dent, caractérisé en ce qu' on détermine la vitesse de rotation du vilebrequin avec l'appareil de commande à partir de l'angle compris entre deux repères (n, n+m), divisé par le temps écoulé entre les deux repères (TZn - TZn+m), d'autres repères (m) peuvent se situer entre les deux repères (n, n+m) et le nombre de repères compris entre les deux repères (n, n+m) dépend de la vitesse de rotation. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le nombre de repères compris entre les deux repères (n, n+m) augmente avec la vitesse de rotation. 3 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le repère d'ordre (n+m) se situe à au moins un repère avant le repère qui désigne l'injection dans un cylindre du moteur à combustion interne. 4 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'instant et le numéro du repère d'ordre (n) sont enregistrés dans une première cellule de mémoire de l'appareil de commande. 5 ) Procédé selon la revendication 1, 35 caractérisé en ce que l'instant et le numéro de repère du repère d'ordre (n+m) sont enregistrés dans une seconde cellule de mémoire de l'appareil de commande. 6 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, 5 caractérisé en ce qu' on remplace le contenu de la première cellule de mémoire après calcul de la vitesse de rotation par le contenu de la seconde cellule de mémoire. 7 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les repères sont les flancs des dents de la roue phonique et le capteur mesure les flancs de dent de manière inductive par effet Hall ou de façon capacitive. 8 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les flancs des dents sont répartis d'une manière essentiellement régulière sur la roue phonique et celle-ci comporte en plus un repère zéro. 9 ) Appareil de commande permettant d'exécuter un programme de commande pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.