FR2566912A1

FR2566912A1 - Procede de mesure, par voie electronique, de la vitesse effective de rotation d'un moteur a piston

Info

Publication number: FR2566912A1
Application number: FR8508421A
Authority: FR
Inventors: Franz Butscher
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH; MTU Motoren und Turbinen Union Friedrichshafen GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 1984-06-05
Filing date: 1985-06-04
Publication date: 1986-01-03
Also published as: DE3420870A1; IT8423839A0; ES536926A0; JPS60262056A; GB8502902D0; ES8505789A1; GB2159955A

Abstract

ON DETERMINE LA VITESSE EFFECTIVE DU MOTEUR A PARTIR D'UN TRES GRAND NOMBRE DE MESURES DE SA VITESSE INSTANTANEE, EFFECTUEES PENDANT DES FRACTIONS EGALES D'UN TOUR COMPLET DU VILEBREQUIN 12. APRES CHAQUE MESURE DE LA VITESSE INSTANTANEE 11, 13, 14, 15; 18, 19, 20; 16, ON FORME 21 LA MOYENNE ARITHMETIQUE DE TOUTES LES MESURES INSTANTANEES AU COURS DU OU DES DERNIERS TOURS DU VILEBREQUIN CORRESPONDANT A UN CYCLE COMPLET DU MOTEUR. LES RESULTATS SONT INTRODUITS DANS LA MEMOIRE 23. ILS PEUVENT ETRE AFFICHES OU BIEN L'ECART ENTRE VALEUR REELLE ET VALEUR DE CONSIGNE PEUT ENTRAINER UNE MODIFICATION DE L'ALIMENTATION EN CARBURANT. APPLICATION : MESURE RAPIDE ET PRECISE DE LA VITESSE D'UN MOTEUR A COMBUSTION.

Description

L'invention concerne un procédé pour déterminer la valeur effective de la

vitesse de rotation d'un moteur à i)is;ton(s) à combustion interne, procédé dans lequel on effectue, par voie électronique, à chaque tour du vilebrequin un grand nombre de mesures de la vitesse instantanée. L'électronique permet de déterminer la vitesse de rotation d'une machine déjà après le parcours d'une petite partie d'un tour. Dans les machines à rotation régulière,

cela présente l'avantage de permettre de déduire immédiate-

ment, de ce résultat de mesure, les mesures de régulation à prendre pour correspondre à la valeur de consigne de la vitesse de rotation. Un inconvénient des-moteurs à piston consiste cependant en ce qu'en raison des différences de phase

dans le cycle de travail, la vitesse de rotation varie forte-

ment pendant un tour, ce qui oblige à former à nouveau, à partir d'un grand nombre de mesures individuelles de la vitesse de rotation, une valeur réelle moyenne de cette vitesse de rotation. On perd ainsi en très grande partie

l'avantage de la rapidité de réponse de la mesure électroni-

que de la vitesse de rotation.

On connaît par le brevet EP-0067804 un procédé de mesure de vitesse de rotation selon lequel on détermine pour des positions prédéterminées du vilebrequin à chaque fois la valeur instantanée de la vitesse de rotation ou bien on détermine, toujours pour un angle déterminé parcouru par le vilebrequin, et qui ne représente qu'une partie de tour de ce vilebrequin, une valeur moyenne de la vitesse de rotation. Dans le premier cas, on ne peut donc déterminer qu'une valeur relative de la vitesse de rotation et non pas une valeur effective précise moyenne. Dans le second cas, il faut attendre que le trajet correspondant à la mesure ait été parcouru pour obtenir une valeur. Et cette valeur, elle aussi,

ne représente qu'une valeur relative de la vitesse de rota-

tion réellement présente.

L'invention vise à former, à partir du grand nombre des valeurs instantanées obtenues lors d'un tour de rotation du vilebrequin, une valeur effective précise de la vitesse de rotation et à déceler cependant ainsi, aussi rapidement que possible, tout écart de cette valeur effective de la

vites5e de rotation.

Selon le procédé de l'invention, dans lequel on obtient la valeur effective de la vitesse de rotation, à partir d'un certain nombre de mesures, en formant la moyenne

arithmétique des résultats de ces mesures, on détermine con-

tinuellement, après chaque groupe de mesure de la vitesse instantanée de rotation, la valeur de la vitesse effective de rotation, à partir des résultats de toutes les mesures instantanées de vitesse de rotation faites au cours des derniers tours du vilebrequin correspondent à un cycle du moteur. Ce procédé élimine entièrement, tout d'abord, les

effets des irrégularités du couple de rotation sur la forma-

tion de la valeur effective ou réelle de la vitesse de rota-

tion. Les irrégularités périodiques, comme par exemple les

différences de la pression d'amorçage dans les divers cylin-

dres, sont bien prises en compte mais, si elles n'ont pas varié par rapport à la valeur correspondante mesurée en

dernier lieu, elles ne provoquent à l'instant de leur-appa-

rition aucune modification de la valeur réelle de la vitesse de rotation car, tout simplement, la valeur mesurée en dernier lieu est remplacée par la nouvelle valeur. Gela ne déclenche donc, également, aucun processus de réglage. Mais,

lorsqu'il se produit des variations de la vitesse de rota-

tion, par exemple sous l'effet d'une variation de la charge,

cela produit immédiatement, à l'apparition de la mesure ins-

tantanée suivante, une modification mesurable'de la valeur moyenne, et cette modification peut être par exemple affichée

ou bien déclencher une opération de réglage.

Pour la mise en oeuvre du procédé, on peut utiliser toutes les possibilités connues de mesure électronique de la vitesse de rotation. Il est, par exemple, avantageux de déceler, au moyen d'un détecteur d'impulsions, la fréquence de passage des dents équidistantes d'une couronne dentée montée sur le vilebrequin. Le nombre des dents détermine ainsi le nombre des mesures instantanées de la vitesse de

rotation sur des fractions égales d'un tour du vilebrequin.

La durée qui sépare les impulsions déclenchées par les dents est déterminée, de manière connue, au moyen d'un générateur d'impulsions à fréquence stable et d'un compteur, et la valeur de la vitesse instantanée de rotation, calculée ainsi et à partir de la valeur de l'angle parcouru, est enregistrée dans une mémoire. Dans le cas, par exemple, d'un moteur à piston à quatre temps et d'une roue dentée portant trente et une dents, cette mémoire doit contenir pour la durée d'un

cycle, soit deux tours du vilebrequin, soixante deux empla-

cements ou adresses de mémoire. Chaque fois qu'une nouvelle valeur instantanée de la vitesse de rotation, remplaçant celle qui correspond à la même position angulaire enregistrée

deux tours auparavant, est mise en mémoire, la moyenne arith-

métique obtenue à partir de la somme des valeurs indivi-

duelles introduites, est formée. Ce résultat représente la valeur de la vitesse effective de rotation pendant les deux derniers tours. Cette valeur peut être, par exemple, affichée

ou comparée continuellement à la valeur de consigne prédé-

terminée de la vitesse de rotation, dans le but de régler

cette vitesse.

De cette manière, tout écart entre la valeur réelle

et la valeur de consigne, provoqué par exemple par une varia-

tion de la charge du moteur à piston, est constaté après chaque mesure de la vitesse instantanée suivante de rotation et cet écart est affiché, ou bien il est possible de le

corriger en modifiant l'alimentation en carburant.

Un exemple de mise en oeuvre de l'invention va main-

tenant être décrit plus en détail, à titre illustratif et nullement limitatif, en regard des dessins schématiques annexés sur lesquels: la figure I montre l'obtention, par voie électronique, d'une mesure de la vitesse de rotation; et les figures 2A et 2B montrent l'introduction en

mémoire des résultats du compteur.

Pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, on peut en principe faire appel à toutes les possibilités

électroniques connues pour la mesure d'une vitesse de rota-

tion et vti de déterminer la valeur instantanée de cette

vitesse de rotation. La figure 1 montre la détection, avanta-

geuse à utiliser, de la fréquence de passage des dents d'une roue dentée 11, montée sur le vilebrequin 12 d'un moteur à combustion interne. Cette détermination est effectuée à l'aide d'un capteur 13 d'impulsions. Le nombre des dents

de la roue dentée 11 détermine le nombre des mesures instan-

tanées de la vitesse de rotation par tour du vilebrequin 12.

Les impulsions correspondantes sont transformées, de façon connue, dans une bascule de Schmitt 14 en des impulsions de forme carrée ou rectangulaire et qui sont acheminées à un compteur 16. Dans le compteur 16, ces impulsions sont comptées avec les impulsions 19, à fréquence stabilisée par un quartz 18, d'un générateur 20 d'impulsions (ou horloge

), qui parviennent au compteur 16 entre deux flancs posi-

tifs d'entrée des impulsions 15. Le nombre des impulsions 19 comptées à chaque fois est inversement proportionnel à

la vitesse instantanée de rotation du moteur à combustion.

Le second flanc positif de l'impulsion 15 arrête le processus de comptage dans le compteur 16 et déclenche simultanément une interruption dans un processeur 21. Par l'intermédiaire d'une jonction 22 de transmission de données, le processeur

21 lit le résultat des mesures dans le compteur 16 et trans-

met ces résultats à une mémoire 23 à lecture-écriture. Le nombre des emplacements dans cette mémoire 23 est égal au

produit du nombre des dents de la roue dentée 11 par le nom-

bre de tours de vilebrequin correspondant à un cycle de

fonctionnement du moteur à piston.

Si, par exemple, la roue dentée 11 comporte trente et une dents et s'il s'agit d'un moteur à combustion à quatre temps, la mémoire 23 à lectureécriture doit comporter: - trente et un multiplié pardeux = soixante deux

emplacements dans la mémoire.

Après mémorisation de chaque nouveau résultat prove-

nant du compteur, le processeur forme la moyenne arithmétique

des inverses de tous les résultats mémorisés et, en multi-

pliant cette moyenne par une constante, il calcule la vitesse

moyPr:r,,i, rotation correspondant aux deux derniers tours.

Cette valeur est affichée, à titre de valeur effective de la vitesse de rotation ou est comparée continuellement, pour

le réglage de la vitesse de rotation, à une valeur prédéter-

minée de consigne pour cette vitesse de rotation et, en fonc-

tion du résultat de cette comparaison, le processeur règle

l'alimentation en carburant du moteur à combustion.

Les figures 2A et 2B montrent l'introduction de deux

résultats successifs de comptage dans la mémoire 23 à lecture-

écriture. Dans l'exemple choisi, la mémoire 23 présente soixante deux emplacements, 101 à 162. Sur la figure 2A, les résultats 201 à 262 de comptage sont mémorisés, et le résultat 205 vient juste d'être obtenu à nouveau et a reçu

l'attribution de l'emplacement 101 dans la mémoire.

Sur la figure 2B, le nouveau résultat 204 de comptage est introduit dans l'emplacement 101 de la mémoire et tous les autres résultats, déjà mémorisés, sont reculés d'un

emplacement. Le résultat 204 précédent de comptage est aban-

donné. Le procédé peut s'appliquer aux divers moteurs à

pistons, et notamment aux moteurs Diesel.

Il va de soi que, sans sortir du cadre de l'invention, il est possible d'apporter diverses modifications au procédé

de mesure de la vitesse de rotation, décrit et représenté.

Claims

REVENDICATION

Procédé pour déterminer la valeur effective de la vite-i n dP rotation d'un moteur à piston(s) à combustion interne, procédé dans lequel on effectue, à chaque tour de 5. rotation du vilebrequin de ce moteur, un grand nombre de mesures instantanées de la vitesse de rotation et, à partir

d'un certain nombre de mesures, on obtient la valeur effec-

tive de la vitesse de rotation en formant la moyenne arithmé-

tique des résultats de mesure, procédé caractérisé en ce

que, après chaque mesure instantanée de la vitesse de rota-

tion, on détermine continuellement la valeur de la vitesse effective de rotation du moteur à partir des résultats de toutes les mesures instantanées de vitesse de rotation des derniers tours de vilebrequin, correspondant à un cycle de

fonctionnement du moteur à combustion.