Brevet FR3083860A1 — publié le 20200117

La présente invention concerne le domaine de la mesure et plus particulièrement des capteurs arbre à cames. Elle vise en particulier un traitement de fiabilisation du signal de mesure par confirmation de la validité d'un front de dent. Il est connu dans l'automobile d'utiliser un capteur arbre à cames pour 5 connaître la position angulaire d'un arbre à came avec précision, notamment pour réaliser le contrôle moteur. Tel qu'illustré à la figure 1, un tel capteur arbre à cames 1 comprend classiquement une roue arbre à cames 2 solidaire en rotation de l'arbre à cames. Cette roue arbre à cames 2 présente un profil particulier connu. Ce profil comprend 10 classiquement un nombre réduit, typiquement quatre, de dents irrégulières, tant dans leur étendue angulaire que dans leur espacement. Le capteur arbre à cames 1 comprend encore un élément sensible 3, fixe relativement au bloc moteur, apte à détecter le profil particulier et disposé à cet effet en regard de la périphérie de la roue arbre à cames 2. Selon un mode de réalisation la roue arbre à cames 2 est métallique et l'élément 15 sensible 3 est apte à détecter le métal, tel un capteur à effet hall. Il est ainsi possible de détecter un front de dent montant (début de dent) ou descendant (fin de dent). En raison du faible nombre de dent, tant les fronts montants que les fronts descendants sont exploités. Avantageusement les longueurs de dent et les longueurs d'espace inter dentaire sont différentes. Ceci permet, de manière connue, d'identifier la roue arbre à 20 cames en quelques tours d'arbre à cames, typiquement par un procédé de reconnaissance de forme. L'identification consiste à déterminer quelle dent est vue par l'élément sensible 3. L'identification permet de connaître lorsqu'un front de dent est détecté par l'élément sensible 3 à quelle dent appartient ledit front de dent. L'identification permet ainsi de connaître avec précision la position angulaire de l'arbre à cames, au 25 moins lors d'une détection de front de dent. Afin de conserver le calage angulaire fourni par l'identification il est indispensable de détecter tous les fronts de dent et rien que les fronts de dent au risque dans le cas contraire de décaler la position angulaire observée de l'arbre à cames. L'élément sensible 3 peut être leurré dans au moins deux cas connus. Dans le 30 premier cas, un parasite électrique fait apparaître un pic sur le signal de mesure qui peut être confondu avec un front de dent. Dans le deuxième cas l'arbre à cames inverse au moins une fois son sens de rotation. L'élément sensible 3 détecte alors un front de dent qui n'est pas le front de dent suivant attendu mais au contraire le front de dent immédiatement précédemment détecté et qui est à nouveau détecté et de type 35 opposé (un front de type montant dans un sens de rotation est détecté comme un front de type descendant lorsque la rotation s'inverse, et réciproquement). 2 Afin de discriminer de tels fronts de dent aberrants, différents procédés de traitement du signal issu de l'élément sensible 3 sont connus. Un premier procédé consiste à continuer à utiliser la méthode employée lors de l'identification pour identifier la roue arbre à cames 2 afin de valider chaque front de 5 dent. Un autre procédé est proposé par FR 2991720. Il utilise un historique des durées de dent (durée entre le front montant et le front descendant d'une dent) pour construire un indicateur temporel et un indicateur angulaire. Si une comparaison de ces deux indicateurs les trouve dans une tolérance donnée, le front de dent est validé. 10 Un autre procédé consiste à mesurer la position angulaire d'un front de dent de la roue arbre à cames 2 au moyen du capteur vilebrequin. Si cette mesure correspond à la valeur théorique, éventuellement assortie d'une tolérance, le front de dent est validé. Tous ces procédés, basés sur un indicateur temporel et ou angulaire, ont en commun un inconvénient. Afin de supporter les fortes variations de vitesse de l'arbre à 15 cames, il convient de largement élargir les tolérances d'acceptation. De plus les indicateurs employés doivent tenir compte des dents ou inter dents courtes et longues. Une tolérance élargie pour s'adapter aux dents ou inter dents courtes devient une tolérance très élargie pour les dents ou inter dents longues. Afin de prendre en compte la variation de vitesse il est classique d'utiliser une 20 tolérance de 200%. Or, la différence de longueur entre un pic parasitaire et une dent présentant une étendue de 200 peut n'être que de 33%0. Il est ainsi possible de confondre un pic parasitaire avec une petite dent. Dans certaines configurations il est possible de confondre un front de dent suivant avec le dernier front de dent détecté, à nouveau détecté en sens inverse. Il en résulte que le ou les procédés perdent leur capacité 25 discriminante. L'objectif de l'invention est de proposer un procédé de traitement permettant à un capteur arbre à cames de vérifier qu'une détection de front de dent, telle que vue sur son signal, correspond bien au front de dent suivant. Cet objectif est atteint en utilisant un nouveau test applicable à chaque 30 détection d'un front de dent et permettant de valider ou non ledit front de dent. Ce test peut être utilisé en lieu et place des tests décrits précédemment ou en complément. L'invention concerne un procédé de traitement pour un capteur arbre à cames du type comprenant une roue arbre à cames dentée et un élément sensible en regard apte à détecter un front de dent, comprenant les étapes suivantes : 35 - détection d'un nouveau front de dent, - calcul d'une vitesse de rotation de la roue arbre à cames pour le nouveau front de dent, 3 - comparaison avec la vitesse de rotation de la roue arbre à cames pour le précédent front de dent, - si la variation de la vitesse de rotation de la roue arbre à cames entre le nouveau front de dent et le précédent front de dent est faible, le nouveau front de dent est validé, sinon le nouveau front de dent est rejeté. Selon une autre caractéristique, une vitesse de rotation est calculée au moyen d'un ratio d'un angle séparant le nouveau front de dent du précédent front de dent à la durée séparant le nouveau front de dent du précédent front de dent. Selon une autre caractéristique, l'angle est pris égal à sa valeur théorique. Selon une autre caractéristique, la variation de la vitesse de rotation est faible si le rapport de la vitesse de rotation pour le nouveau front de dent à la vitesse de rotation pour le précédent front de dent est compris entre un premier seuil et un deuxième seuil, avec préférentiellement le premier seuil et le deuxième seuil inverses l'un de l'autre. Selon une autre caractéristique, le deuxième seuil est compris entre 1 par 15 valeur supérieure et 10, préférentiellement entre 1 et 3, encore préférentiellement entre 1 et 1,5 et encore préférentiellement égal à 1,2. Selon une autre caractéristique, la variation de la vitesse de rotation est faible si la différence entre la vitesse de rotation pour le nouveau front de dent et la vitesse de rotation pour le précédent front de dent est, en valeur absolue, inférieure à un troisième 20 seuil. Selon une autre caractéristique, le troisième seuil est compris entre 200 et 1000 tours/min vilebrequin, préférentiellement sensiblement égal à 500 tours/min vilebrequin. L'invention concerne encore un dispositif apte à implémenter le procédé selon 25 l'une quelconque des revendications précédentes. D'autres caractéristiques et avantages innovants de l'invention ressortiront à la lecture de la description ci-après, fournie à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1, déjà décrite, illustre le principe d'un capteur arbre à cames, 30 - la figure 2 présente un signal arbre à cames en fonction du temps et la validation d'un front de dent, - la figure 3 présente le même signal arbre à cames en fonction du temps et l'invalidation d'un front de dent. Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des 35 signes de référence identiques sur l'ensemble des figures. 4 Le procédé selon l'invention permet de traiter un signal issu d'un capteur arbre à cames 1 pour déterminer si un nouveau front de dent est valide ou non afin de robustifier la mesure. Les figures 2 et 3 illustrent un tel signal de mesure issu d'un capteur arbre à 5 came 1. Ce signal reproduit sensiblement le profil de la roue arbre à cames 2. Le signal présenté comporte 4 dents D1-D4 en fonction du temps T. Un parasite P s'est introduit et pourrait être confondu avec un front dent. Afin de valider un front de dent, le procédé de traitement comprend les étapes suivantes. Au cours d'une première étape un nouveau front de dent est détecté. Ce 10 nouveau front de dent est repéré k de manière relative. Le front de dent précédent est repéré k-1, tandis que le front de dent suivant est repéré k+1. De même les différentes grandeurs sont indexées sur les fronts de dent. Wk est la vitesse de rotation déterminée avec les informations connues lors de la détection du front de dent k. Tk est la « durée de dent » ou temps écoulée entre le précédent front de dent k-1 et le nouveau front de dent k. Ak est l'angle entre le précédent front de dent k-1 et le nouveau front de dent k. Pour le nouveau front de dent k, une vitesse de rotation Wk de la roue arbre à cames 2 est calculée au cours d'une deuxième étape. Au cours d'une troisième étape, cette vitesse de rotation Wk de la roue arbre à cames 2 est comparée avec la vitesse de rotation Wk-1 de la roue arbre à cames 2 20 calculée pour le précédent front de dent k-1, lors de la validation précédente du précédent front de dent k-1. La vitesse de rotation de l'arbre à cames, et donc de la roue arbre à cames 2, présente une certaine régularité du fait notamment d'une accélération bornée. Aussi l'intervalle de temps écoulé entre le précédent front dent k-1 et le nouveau front de dent k 25 étant très court, cette vitesse ne peut présenter une variation trop importante entre les deux fronts de dent k-1, k. Aussi en analysant la variation de la vitesse de rotation Wk de la roue arbre à cames 2 entre le précédent front de dent k-1 et le nouveau front de dent k, il peut être vérifié si cette variation est suffisamment faible pour être plausible, en ce qu'elle est possible au regard des limites de la mécanique. Une variation faible de la 30 vitesse de rotation Wk permet de valider le nouveau front de dent k. Au contraire une variation trop importante conduit à invalider le nouveau front de dent k. Un front de dent pour lequel la variation de vitesse est trop importante ne correspond pas à un front de dent valide. Il s'agit soit d'un parasite, soit d'un front observé suite à une inversion du sens de rotation de l'arbre à came. Aussi il peut être ignoré sans 35 conséquence. La vitesse instantanée Wk de la roue arbre à cames 2 au niveau du nouveau front de dent k est calculée en rapportant un angle Ak séparant le précédent front de dent 5 k-1 du nouveau front de dent k à la durée Tk séparant le précédent front de dent k-1 et le nouveau front de dent k. Une durée Tk ou durée de dent est typiquement extraite du signal du capteur arbre à cames 2, en mesurant la distance temporelle entre le précédent front de dent k-1 5 et le nouveau front de dent k. Un angle Ak est pris égal à sa valeur théorique. Cette valeur théorique est connue puisque la roue arbre à cames 2 a été préalablement identifiée. Aussi le nouveau front de dent k est identifié, de même pour le précédent front de dent k-1, et donc pour leur distance angulaire. 10 Ceci est un avantage du procédé selon l'invention, en ce qu'il n'utilise pas le capteur vilebrequin. Aussi le procédé selon l'invention peut être implémenté dans un mode dégradé mis en oeuvre en cas de défaillance du capteur vilebrequin. Il convient de noter que le temps Tk est le temps séparant le précédent front de dent k-1 du nouveau front de dent k, tel qu'effectivement détecté, que ce nouveau front 15 de dent soit valide ou non. Au contraire l'angle Ak est l'angle séparant le précédent front de dent k-1 du front de dent théoriquement suivant. Dans le cas d'un nouveau front de dent k valide il y a coïncidence. Cependant dans le cas d'un nouveau front de dent k invalide, survenu plus tôt ou plus tard que prévu, l'angle Ak est l'angle séparant le précédent front de dent k-1 du front de dent normalement attendu. Dans le cas d'un nouveau front de dent k survenu plus tôt, le front de dent normalement attendu est le front k+1. Dans le cas d'un nouveau front de dent k survenu plus tard, le front de dent normalement attendu est absent du signal de mesure. En se référant maintenant à la figure 2, le procédé est appliqué à un front de dent valide. Le nouveau front de dent k est le front descendant de la dent D3. La détection par le capteur arbre à cames 1 du nouveau front de dent k permet de déterminer la durée de dent Tk, soit la durée séparant le nouveau front de dent k, ici le front descendant de la dent D3, du précédent front de dent k-1, ici le front montant de la dent D3. L'angle correspondant Ak est connu : il s'agit de la longueur angulaire de la dent D3. La vitesse Wk peut alors être calculée en rapportant l'angle Ak au temps Tk, éventuellement assorti d'un facteur de mise à l'échelle F, soit selon la formule Wk = F. Ak / Tk. Le facteur F permet avantageusement d'exprimer la vitesse Wk dans une unité signifiante telle que rads-1 ou encore tour.min-1. Il peut être précisé qu'un angle est exprimé dans le référentiel vilebrequin. Ce référentiel est classiquement utilisé comme référence dans l'automobile, pour distinguer d'un arbre à cames qui tourne à une vitesse moitié. Cette vitesse Wk peut alors être comparée à la vitesse Wk-1 précédemment déterminée pour le précédent front de dent k-1. Ici on trouve une variation faible de la 6 vitesse entre les deux fronts de dent k-1 et k. Aussi le front descendant de la dent D3 est validé. Il convient de noter que la vitesse Wk-1 précédemment déterminée pour le précédent front de dent k-1 s'entend de la vitesse déterminée pour le front de dent 5 immédiatement précédent mais surtout pour un front de dent validé. Dans tout le procédé, lorsqu'un front de dent est invalidé et rejeté, il est réputé n'avoir jamais existé. Il en est de même pour les grandeurs temps Tk et angle Ak. En se référant maintenant à la figure 3, le procédé est appliqué à un front de dent invalide, ici un front artificiellement causé par un parasite électrique P. 10 Alternativement un front dent invalide pourrait être un front de dent issu d'un changement de sens de rotation de l'arbre à cames et produirait un front de dent se produisant plus tôt ou plus tard qu'attendu. Le nouveau front de dent k est ici le parasite P. La détection par le capteur arbre à cames 1 du nouveau front de dent k permet de déterminer la durée de dent Tk, soit la durée séparant le nouveau front de dent k, ici le parasite P, du précédent 15 front de dent k-1, ici le front descendant de la dent D3. L'angle correspondant Ak est connu. Cependant le nouveau front de dent théoriquement attendu est le front montant de la dent 4. Aussi l'angle Ak est l'angle entre le front descendant de la dent D3 et le front montant de la dent D4. Il ne correspond pas à la durée Tk. La vitesse Wk peut alors être calculée en rapportant l'angle Ak au temps Tk. 20 Cette nouvelle vitesse Wk peut alors être comparée à la vitesse précédemment déterminée pour le précédent front de dent. Ici, la non correspondance de l'angle Ak avec la durée de dent Tk entraîne une variation trop importante de la vitesse entre les deux fronts de dent k-1 et k. Aussi le parasite P n'est pas validé. Au moins deux tests différents sont possibles pour déterminer si la variation 25 de la vitesse de rotation Wk est faible, suffisamment pour que cette variation soit plausible. Selon un premier test, il est déterminé le rapport de la vitesse de rotation Wk pour le nouveau front de dent k à la vitesse de rotation Wk-1 pour le précédent front de dent k-1. La variation de la vitesse est faible si ledit rapport est compris entre un premier 30 seuil Si et un deuxième seuil S2, soit Si REVENDICATIONS1. Procédé de traitement pour un capteur arbre à cames (1) du type comprenant une roue arbre à cames (2) dentée et un élément sensible (3) en regard apte à détecter un front de dent, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - détection d'un nouveau front de dent (k), - calcul d'une vitesse de rotation (Wk) de la roue arbre à cames (2) pour le nouveau front de dent (k), - comparaison avec la vitesse de rotation (Wk-1) de la roue arbre à cames (2) pour le précédent front de dent (k-1), - si la variation de la vitesse de rotation (Wk) de la roue arbre à cames (2) entre le nouveau front de dent (k) et le précédent front de dent (k-1) est faible, le nouveau front de dent (k) est validé, sinon le nouveau front de dent (k) est rejeté. 2. Procédé selon la revendication 1, où une vitesse de rotation (Wk) est calculée au moyen d'un ratio d'un angle (Ak) séparant le nouveau front de dent (k) du précédent front de dent (k-1) à la durée (Tk) séparant le nouveau front de dent (k) du précédent front 15 de dent (k-1). 3. Procédé selon la revendication 2, où l'angle (Ak, Ak-1) est pris égal à sa valeur théorique. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 3, où la variation de la vitesse de rotation (Wk) est faible si le rapport de la vitesse de rotation (Wk) pour le 20 nouveau front de dent (k) à la vitesse de rotation (Wk-1) pour le précédent front de dent (k-1) est compris entre un premier seuil (Si) et un deuxième seuil (S2), avec préférentiellement le premier seuil (Si) et le deuxième seuil (S2) inverses l'un de l'autre. 5. Procédé selon la revendication 4, où le deuxième seuil (S2) est compris entre 1 par valeur supérieure et 10, préférentiellement entre 1 et 3, encore préférentiellement 25 entre 1 et 1,5 et encore préférentiellement égal à 1,2. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, où la variation de la vitesse de rotation (Wk) est faible si la différence entre la vitesse de rotation (Wk) pour le nouveau front de dent (k) et la vitesse de rotation (Wk-1) pour le précédent front de dent (k-1) est, en valeur absolue, inférieure à un troisième seuil (53). 30 7. Procédé selon la revendication 6, où le troisième seuil (S3) est compris entre 200 et 1000 tours/min vilebrequin, préférentiellement sensiblement égal à 500 tours/min vilebrequin. 9 8. Dispositif (4) apte à implémenter le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes.