Brevet FR2888322A1 — publié le 20070112

La présente invention concerne un procédé et un système d'estimation du régime de rotation d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile. Classiquement, le régime du moteur est calculé en fonction de mesures délivrées par un ou plusieurs capteurs dédiés à cette application et agencés au niveau de l'arbre moteur, comme des capteurs à effet Hall ou des encodeurs optiques par exemple. De manière typique, les capteurs sont intrusifs, nécessitent d'être calibrés et sont onéreux. Le but de la présente invention est de résoudre les problèmes mentionnés en proposant un procédé et un système d'estimation du régime d'un moteur à combustion interne qui ne comporte pas de capteurs spécifiquement dédiés à cette estimation. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'estimation du régime de rotation d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, raccordé à un réseau électrique du véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes: - d'acquisition d'au moins un signal du réseau électrique; - de détermination de la fréquence d'une harmonique du signal acquis représentatif du régime du moteur; et - d'estimation du régime du moteur en fonction de ladite fréquence déterminée. Suivant des modes particuliers de réalisation, le procédé comporte une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - le réseau électrique comprend un alternateur et des moyens de stockage d'énergie électrique, et l'étape d'acquisition comprend une étape d'acquisition d'un au moins parmi le courant et la tension de l'alternateur, le courant et la tension des moyens de stockage d'énergie électrique, et le courant et la tension d'organes fonctionnels consommateurs d'énergie électrique; - l'étape de détermination de la fréquence de l'harmonique comprend une étape de calcul de la transformée de Fourier du au moins un signal acquis et de détermination des harmoniques présents dans cette transformée de Fourier; - l'étape d'acquisition consiste à acquérir au moins deux signaux du réseau électrique du véhicule, et l'étape de détermination de la fréquence de l'harmonique comprend une étape d'identification de l'harmonique représentatif du régime moteur comme étant un harmonique commun aux transformées de Fourier des au moins deux signaux acquis; - l'étape d'acquisition consiste à acquérir, pour des régimes de rotation bas, un unique signal du réseau électrique du véhicule, et l'étape de détermination de la fréquence de l'harmonique comprend une étape de détermination de celle-ci comme étant l'harmonique principale de la transformée de Fourier de l'unique mesure; et - l'étape d'estimation du régime du moteur consiste à estimer celui-ci selon la relation: RPM = (60/2)*f où RPM est le régime du moteur exprimé en tours par minute et f est la fréquence de l'harmonique représentatif de celui-ci exprimée en Hertz. Un autre objet de l'invention est un système d'estimation du régime de rotation d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, raccordé à un réseau électrique du véhicule, propre à mettre en oeuvre un procédé du type susmentionné, caractérisé en ce qu'il comprend: - des moyens d'acquisition d'au moins un signal électrique du réseau électrique; - des moyens de détermination de la fréquence d'une harmonique du signal acquis représentatif du régime du moteur; et - des moyens d'estimation du régime du moteur en fonction de ladite 25 fréquence déterminée. Suivant des modes de réalisation particuliers, ce système comporte une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - le réseau électrique comprend un alternateur, et les moyens d'acquisition comprennent un capteur du courant et/ou de la tension de l'alternateur; et - le réseau électrique comprend des moyens de stockage d'énergie électrique, auxquels sont raccordés des organes fonctionnels du véhicule consommateurs d'énergie électrique, et les moyens d'acquisition comprennent un capteur du courant et/ou de la tension des moyens de stockage d'énergie électrique et/ou d'organes fonctionnels consommateurs d'énergie électrique. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en relation avec les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'un système selon l'invention associé à un réseau électrique de véhicule automobile; et - la figure 2 est un organigramme du fonctionnement du système de la figure 1. Sur la figure 1, un réseau électrique de véhicule automobile est illustré sous la référence générale 10. Ce réseau 10 est raccordé à un moteur 12 à combustion interne de véhicule automobile, c'est-à-dire propre à convertir de l'énergie provenant de la combustion d'un carburant en un mouvement mécanique au moyen d'un vilebrequin (non représenté), comme cela est connu en soi. Le réseau 10 comprend un alternateur 14 entraîné en rotation par le moteur 12 et délivrant de l'énergie électrique à une batterie d'accumulateurs 16 pour la charge de cette dernière. La batterie 16 est par ailleurs connectée à des organes fonctionnels 20 18 du véhicule comme le groupe électro-pompe, le groupe moteur- ventilateur, l'éclairage, etc, pour leur alimentation en énergie électrique. Un système d'estimation du régime de rotation du moteur 12 est connecté du réseau électrique 10 et comprend des capteurs 20, 22, 24 propres à mesurer des signaux électriques, tels que des courants ou des tensions, en différents points du réseau 10. Par exemple, le système selon l'invention comprend un capteur 20 du courant circulant entre l'alternateur 14 et la batterie 16, un capteur 22 du courant échangé par la batterie avec son environnement agencé entre la batterie 16 et les organes fonctionnels 18, et un capteur 24 de courant circulant dans un ou plusieurs organes fonctionnels 18, par exemple le groupe électropompe et le groupe moto-ventilateur. En variante, la tension aux bornes d'un ou plusieurs des organes susmentionnés est mesurée à la place ou en plus du courant circulant dans ceux-ci. Le système selon l'invention est propre à estimer à partir de caractéristiques des signaux électriques mesurés, le régime du moteur 12. Plus particulièrement, le système exploite le fait que la rotation du vilebrequin est acyclique et apparaît en tant qu'harmonique dans chacun des signaux électriques mesurés. Le système comprend à cet effet une unité 26 de traitement de signal recevant les signaux acquis au moyen des différents capteurs 20, 22, 24. Les signaux sont délivrés à un module 28 de calcul de la transformée de Fourier de chacun de ces signaux, par exemple une transformée de Fourier rapide. Le module 28 est raccordé à un module 30 de détermination des harmoniques présents dans chacune des transformées de Fourier calculées par le module 28. Un module 32 est raccordé au module 30 pour recevoir les harmoniques déterminés pour chacun des signaux mesurés et pour comparer les harmoniques d'un signal à l'autre. Plus particulièrement, le module 32 est propre à détecter une harmonique commune à l'ensemble des signaux mesurés en comparant les fréquences des harmoniques. Comme cela a été mentionné précédemment, une telle harmonique commune à l'ensemble des signaux mesurés est représentative de la vitesse de rotation du vilebrequin, c'est-à-dire le régime du moteur. La fréquence de l'harmonique commune est délivrée à un module 34 d'estimation propre à estimer en fonction de celle-ci le régime du moteur selon la relation: RPM=(60/2)*f (1) où RPM est le régime du moteur estimé exprimé en tours par minute, et f est la fréquence de l'harmonique commune exprimée en Hertz. La figure 2 est un organigramme du fonctionnement du système de la figure 1. Dans une étape 40, les signaux électriques sont mesurés aux différents points du réseau électrique. Ensuite, en 42, la transformée de Fourier de chacun des signaux est calculée, puis en 44, les harmoniques des transformées de Fourier sont déterminées. Les fréquences des harmoniques sont comparées dans une étape 46, et l'harmonique commune à chacun des signaux est déterminée en 48. Le régime moteur est enfin estimé en 50 selon la relation (1). Il vient d'être décrit un mode de réalisation de l'invention dans lequel plusieurs mesures de signaux électriques sont réalisés afin de déterminer la fréquence de l'harmonique associée au régime moteur. Ce mode de réalisation est particulièrement adapté pour des régimes de rotation élevés qui nécessitent une telle pluralité de mesures pour déterminer avec précision la fréquence de cette harmonique. En variante, pour des régimes de rotation bas, c'est-à-dire proches du ralenti, une seule mesure de signal électrique est réalisée, et l'harmonique associée au régime moteur est déterminée à partir de cette unique mesure, par exemple au moyen d'une transformée de Fourier. En effet, pour de tels régimes, cette harmonique présente la plus forte énergie et elle est déterminée comme étant l'harmonique principale de la transformée de Fourier de la mesure. REVENDICATIONS 1. Procédé d'estimation du régime de rotation d'un moteur à combustion interne (12) de véhicule automobile, raccordé à un réseau électrique du véhicule (10), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes: d'acquisition (en 44) d'au moins un signal du réseau électrique (10) ; de détermination (en 42, 44, 48) de la fréquence d'une harmonique du signal acquis représentatif du régime du moteur; et - d'estimation (en 50) du régime du moteur en fonction de ladite 10 fréquence déterminée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réseau électrique (10) comprend un alternateur (14) et des moyens de stockage d'énergie électrique (16), et en ce que l'étape d'acquisition (en 44) comprend une étape d'acquisition d'un au moins parmi le courant et la tension de l'alternateur (14), le courant et la tension des moyens de stockage d'énergie électrique (16), et le courant et la tension d'organes fonctionnels consommateurs d'énergie électrique. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'étape de détermination de la fréquence de l'harmonique comprend une étape (42) de calcul de la transformée de Fourier du au moins un signal acquis et de détermination des harmoniques présents dans cette transformée de Fourier. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'étape d'acquisition consiste à acquérir au moins deux signaux du réseau électrique du véhicule, et en ce que l'étape de détermination de la fréquence de l'harmonique comprend une étape (44, 46, 48) d'identification de l'harmonique représentatif du régime moteur comme étant un harmonique commun aux transformées de Fourier des au moins deux signaux acquis. 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'étape d'acquisition consiste à acquérir, pour des régimes de rotation bas, un unique signal du réseau électrique du véhicule, et en ce que l'étape de détermination de la fréquence de l'harmonique comprend une étape de détermination de celle-ci comme étant l'harmonique principale de la transformée de Fourier de l'unique mesure. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape (50) d'estimation du régime du moteur consiste à estimer celui-ci selon la relation: RPM = (60/2)*f où RPM est le régime du moteur exprimé en tours par minute et f est la fréquence de l'harmonique représentatif de celui-ci exprimée en Hertz. 7. Système d'estimation du régime de rotation d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, raccordé à un réseau électrique du véhicule (10), propre à mettre en oeuvre le procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens (20, 22, 24) d'acquisition d'au moins un signal électrique du réseau électrique; - des moyens (28, 30, 32) de détermination de la fréquence d'un harmonique du signal acquis représentatif du régime du moteur; et - des moyens (34) d'estimation du régime du moteur en fonction de ladite fréquence déterminée. 10. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que le réseau électrique (10) comprend un alternateur (14), et en ce que les moyens d'acquisition (20, 22, 24) comprennent un capteur du courant et/ou de la tension de l'alternateur (14). 11. Système selon les revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que le réseau électrique (10) comprend des moyens (16) de stockage d'énergie électrique, auxquels sont raccordés des organes fonctionnels du véhicule consommateurs d'énergie électrique, et en ce que les moyens d'acquisition (20, 22, 24) comprennent un capteur du courant et/ou de la tension des moyens (16) de stockage d'énergie électrique et/ou d'organes fonctionnels consommateurs d'énergie électrique.