FR2735232A1 - Procede et dispositif de mesure du couple d'un moteur thermique a combustion interne - Google Patents

Abstract

Ce procédé consiste à détecter le passage devant un capteur (22) de chacune des dents (14, 16) du volant d'inertie d'un moteur; mesurer (30) la durée de défilement di de chacune de ces dents; constituer un horizon de mesure débordant de part et d'autre l'intervalle angulaire des explosions; diviser cet horizon de mesure en huit paquets de dents de longueur égale, dont six pour l'intervalle angulaire des explosions; mesurer (36) les durées de défilement de ces huit paquets et à leur affecter un rang dans l'horizon de mesure du-1 , du0 , ..., du5 , du+1 ; calculer (42) la période des explosions T = du0 + du+1 + du2 + du3 + du 4 + du5 ; calculer (46) un terme Qc = 2du0 - du-1 - du2 - du-3 - du+1 + 2du5 ; calculer (50) un terme Dc = p.Qc avec p = vpi/2 nu3, une constante stockée dans une mémoire (52); calculer (54) le couple recherché par la relation Cgc = Ac .D /T**3 + B/T**2 dans laquelle A et B sont des constantes stockées dans une mémoire (56).

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE MESURE DU COUPLE D'UN MOTEUR
THERMIQUE A COMBUSTION INTERNE
L'invention se rapporte à un procédé et à un dispositif de mesure du couple d'un moteur thermique à combustion interne et plus précisément à des perfectionnements au procédé et au dispositif de mesure d'un tel couple décrits dans le brevet français NO 91 11273 déposé par la demanderesse.

Dans ce brevet est décrit un dispositif pour produire une valeur numérique Cg représentative du couple gaz moyen engendré par chaque combustion du mélange gazeux dans les cylindres d'un moteur thermique fonctionnant à bas régime. Ce dispositif comprend - des repères de mesure disposés sur une couronne
solidaire du volant d'inertie du moteur ou du
vilebrequin - des moyens pour définir au moins une référence
d'indexation des repères - un capteur de défilement des repères monté fixe au
voisinage de la couronne - des moyens de calcul pour produire une valeur
numérique primaire di représentative de la durée
instantanée de défilement devant le capteur de chacun
des repères - des moyens de calcul pour élaborer à partir des
valeurs numériques primaires di, une première valeur
numérique secondaire T représentative de la durée
totale de défilement devant le capteur de chaque
série des n repères compris dans l'intervalle
angulaire des combustions dans le moteur - des moyens de calcul pour élaborer une seconde valeur
numérique secondaire D, représentative de la projection sur une ligne de référence de phase des repères, correspondant à l'origine des périodes angulaires des combustions, de l'amplitude de la composante alternative des durées instantanées dj de défilement des repères devant le capteur, à la fréquence des combustions dans le moteur, avec par exemple

ci-après appelée relation initiale - des moyens de calcul pour élaborer la valeur
numérique recherchée Cg à partir de la relation
Cg = A.D/T3 + B/T2, dans laquelle A et B sont des
constantes déterminées expérimentalement.

A titre de variante, ce même brevet propose, pour diminuer les temps de calcul, de regrouper les n repères d'un intervalle angulaire des combustions en trois ou quatre paquets et de calculer le terme D visé plus haut à partir des durées de défilement de ces paquets devant le capteur.

Un premier objet de l'invention est de proposer un procédé et un dispositif de calcul simplifié du terme
D, faisant appel à un petit nombre de paquets de repères et produisant un résultat sensiblement identique à celui fourni par le mode de calcul initial, tout en diminuant considérablement les nombres d'opérations mathématiques effectuées.

Un deuxième objet de l'invention est de proposer un procédé et un dispositif complémentaires soit du procédé de base décrit dans le brevet visé plus haut, soit du procédé et du dispositif selon le premier objet de la présente invention, pour mesurer les variations à basse fréquence du couple résistant appliqué au moteur afin de permettre d'affecter un facteur de qualité à la mesure de couple effectuée.

Un troisième objet de l'invention concerne un procédé et un dispositif dérivés des précédents, pour corriger les perturbations à basse fréquence subies par le couple moteur, notamment celles apportées par les oscillations du véhicule ou par les modifications soudaines de la charge.

Selon le premier objet de l'invention, un procédé pour calculer d'une manière simplifiée le terme D visé plus haut consiste à - établir un horizon de mesure au moins égal à
l'intervalle angulaire entre deux explosions
consécutives dans le moteur ; - regrouper les durées instantanées di de défilement
des repères compris dans cet horizon de mesure en un
nombre relativement petit de durées dug, ..., dum de
défilement de paquets de repères et affecter à ces
durées du leur rang 0 ... m dans chaque horizon de
mesure - combiner ensemble par addition et soustraction un
nombre de durées ayant des rangs déterminés, de
manière à produire une grandeur Q ayant une valeur
moyenne nulle et une réponse fréquentielle non-nulle
à la fréquence d'analyse des explosions du moteur - déterminer une constante de pondération telle que la
réponse fréquentielle du terme D = p.Q, soit au moins
pour ladite fréquence d'analyse et pour la
combinaison des mesures retenue pour Q, identique à
celle obtenue pour un terme D calculé par ladite
relation initiale.

Selon une première forme de mise en oeuvre du procédé précédent, l'horizon de mesure correspondant exactement à l'intervalle angulaire séparant deux explosions consécutives dans le moteur, le nombre de paquets de repères étant six et les six durées mesurées, référencées dug, ..., du5, la grandeur
Q = (dug + du5 - du2 - du3) et la constante p = w/2ç3, lorsque les paquets de repères ont une même longueur angulaire o/6.

Grâce à ce mode de calcul simplifié, la valeur obtenue pour le terme D est sensiblement identique à celle initialement obtenue et cela bien que le nombre d'opérations arithmétiques à effectuer ait été ramené à quatre. Ceci réduit considérablement les spécifications du microprocesseur utilisé pour la réalisation des calculs. Par ailleurs, on notera dès à présent que les formes pratiques de mise en oeuvre des procédés selon l'invention sont déterminées par une analyse systématique des équivalents mathématiques de la relation initiale qui définit D.

Selon le deuxième objet de l'invention, un procédé pour mesurer les variations 6Cg du couple résistant appliqué à un moteur à deux ou quatre cylindres, consiste à - établir un horizon de mesure au moins égal à
l'intervalle angulaire entre deux explosions
consécutives dans le moteur - regrouper les durées instantanées di de défilement
des repères compris dans cet horizon de mesure en un
nombre relativement petit de durées dug, ..., dum de
défilement de paquets de repères et identifier ces
durées du par leur rang 0 ... m dans chaque horizon
de mesure en cours d'analyse, les valeurs angulaires
des paquets des durées de rangs 0 et m étant égales ;; - affecter la référence du -1 à la durée du dernier
paquet de repères du dernier horizon de mesure
précédemment analysé et la référence du+1 à la durée
du premier paquet de repères du prochain horizon de
mesure à analyser - combiner quatre de ces données du suivant la relation
q = 6u = (dUo-du-l+dum-du+l) - élaborer le terme SCg recherché suivant la relation
6Cg = a.q.A/T3, dans laquelle a est une nouvelle
constante dépendant de la valeur angulaire des quatre
paquets de repères concernés.

Selon une première forme de mise en oeuvre de ce procédé, la longueur angulaire de chaque paquet de repères est 7r/6 et la constante a = v/2ç3.

Selon le troisième objet de l'invention, un procédé pour produire une valeur du terme Q défini ci-dessus, corrigée des perturbations à basses fréquences affectant le moteur du fait des variations du couple résistant appliqué à ce moteur, consiste lorsque l'horizon de mesure comprend six paquets de repères de longueurs angulaires égales à o/6, à calculer cette valeur selon la relation Qc = Q + q = (2du0 - du,l du2 + 2du5 - du3 - du+1).

La mise en oeuvre de ce troisième procédé est particulièrement simple et efficace et cela résulte des considérations ci-après.

Le calcul du couple gaz moyen Cg exprimé par la relation de base Cg = A.D/T3 + B/T2 demeure valable tant que la charge appliquée au moteur est découplée pour la fréquence d'analyse considérée. Or, aux bas régimes de rotation, la fréquence d'analyse se rapproche des fréquences d'oscillation de la charge.

Dans le cas de fortes variations de charge (demande soudaine de couple, oscillations du véhicule sur mauvaise route, mise en résonance de la transmission), le calcul du couple gaz moyen est perturbé selon la relation
Cg corrigé = Cg mesuré -k.dCC/d8, avec C c le couple résistant appliqué au moteur (la charge) et k, une constante égale au rapport entre le couple gaz moyen et la composante du couple gaz instantané à la fréquence d'analyse. Dans le cas où l'horizon de mesure est un demi-tour ou un tour, les extrémités de cet horizon correspondent à des points morts pour tous les cylindres. Le couple exercé sur le vilebrequin par la pression régnant dans les cylindres est donc nul puisque les bras de levier sont nuls à cet instant.La charge appliquée au vilebrequin peut alors être calculée en mesurant l'accélération du volant autour de ces points morts.

Soient d- et d+, les durées correspondant à un angle do de part et d'autre d'un point mort. La charge appliquée au volant vaut alors C c = J.# /d#.(d+ - d-)/T3, avec
J l'inertie totale du volant et du vilebrequin. En appelant Cc~ et Cc+ les couples ainsi calculés respectivement au début et à la fin d'un horizon de mesure, la variation instantanée du couple de charge affectant le couple Cg mesuré est 6Cg = k. (Cc+ - Cc)/7T
Cg corrigé = Cg mesuré - k. (Cc+ - Cc~)/X.

A partir des durées des paquets de longueur angulaire o/6 et, compte-tenu que le terme A de la relation définissant Cg et les termes k et J ci-dessus sont liés, la variation du couple de charge peut s'écrire avec une bonne précision 6Cg = (#/2#3).(du0+du5-du-1-du+1).A/T .

Toute valeur non-nulle de ce terme 6Cg est un facteur affectant d'une manière négative la qualité de toute mesure Cg faite à cet instant.

A partir de la valeur de ECg, on peut, en outre, directement appliquer une correction sur le terme D visé plus haut et écrire
Dc P Qc = ir/23.(2du0-du1-du2+2du5-du3-du+1) et Cgc = ADC/T3 + B/T2.

Dans ces conditions, moyennant un calcul complémentaire simple, le couple gaz moyen corrigé Cg calculé à partir du terme corrigé Qc est insensible aux variations à basse fréquence du couple résistant aussi longtemps que l'approximation de ce couple par une parabole demeure valable à l'intérieur de l'horizon de mesure. Cela est le cas aussi longtemps que la valeur du terme 6Cg demeure relativement faible, ce qui correspond à l'absence soit de fortes perturbations du couple résistant appliqué au moteur soit de brusques changements de grandes amplitudes affectant ce couple.

Le terme dCg peut bien évidemment être produit indépendamment du terme D. Dans ce cas, il constitue un facteur négatif de qualité du couple Cg, quelle que soit la manière dont ce couple est calculé.

Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de manière plus précise de la description d'une forme de réalisation particulière de l'invention faite ci-après à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est un schéma des différents éléments
constitutifs d'un dispositif de mesure selon l'invention - la figure 2 représente les réponses fréquentielles de
deux termes D respectivement calculés au moyen de la
relation initiale et de la relation simplifiée - la figure 3 représente quatre profils de réalisation
et d'exploitation de durées de paquets de dents
repères.

Selon la figure 1, est représenté un circuit 10 de mesure de couple gaz moyen Cgc, corrigé des perturbations à basse fréquence produit par chaque combustion du mélange gazeux dans un moteur thermique à quatre temps et quatre cylindres, équipé d'une couronne de mesure dentée 12 solidaire du volant d'inertie d'un moteur à allumage électronique. A titre d'exemple, la couronne 12 comporte sur sa périphérie cinquante-six dents identiques régulièrement espacées telles celle formée par le plein 14 et le creux 16, réparties en deux séries de vingt-huit dents séparées par deux dents de référence diamétralement opposées, telles celle formée par le plein 18 et le creux 20, qui ont une largeur double de celle des autres dents. En fait, le couronne 12 comporte (2x28 + 2x2) = 60 repères équidistants constitués par des dents réelles ou virtuelles de même module.Les deux dents larges diamétralement opposées servent de référence ou d'origine d'indexation afin de permettre de numéroter chacune des dents et notamment d'identifier la dent do qui sera définie ci-après.

Avec le moteur thermique à quatre temps et quatre cylindres visé dans l'exemple ci-dessus, on notera dès à présent que la période angulaire des combustions concerne trente dents et est égale à la moitié de la période de rotation du vilebrequin.

A la couronne 12 est associé un capteur fixe 22, par exemple à réluctance variable, adapté à délivrer un signal alternatif 24 de fréquence proportionnelle à la vitesse de défilement des dents de la couronne, c'est à-dire proportionnelle à la vitesse instantanée du volant.

La position angulaire de ce capteur 22 par rapport aux dents d'indexation 18 au moment où le piston d'un cylindre est au point mort haut, est connue ou relevée.

Cela permet d'identifier la dent do comme étant celle qui défile devant le capteur pendant le passage du piston du cylindre concerné à son point mort haut de combustion. Le signal délivré par le capteur 22 est appliqué à l'entrée d'un circuit de mise en forme 26 adapté à délivrer des signaux 28 à flancs raides, de période égale à la période instantanée di des signaux incidents 24, l'indice i variant de 0 à 29 au fur et à mesure que les dents défilent devant le capteur. Chaque période di du signal ainsi produit correspond à la durée de passage d'une dent, soit un plein et un creux, devant le capteur 22. Pour ce qui concerne les signaux incidents produits par les dents de référence 18, le circuit de mise en forme 26 les transforme de la même façon en un signal à flancs raides, de durée exactement double de celle des signaux afférents aux autres dents.

Les signaux 28 sont appliqués à un étage 30 de mesure et de calcul des périodes instantanées di de défilement des dents réelles et virtuelles de la couronne de mesure 12 devant le capteur 22.

L'étage de mesure et de calcul 30 comprend des circuits de comptage qui reçoivent des impulsions chronométriques de fréquence élevée (10 MHz par exemple) produites par une horloge à quartz 32 et il délivre en sortie des valeurs numériques représentatives des nombres d'impulsions d'horloge comptées entre deux transitions creux-plein des signaux à flancs raides produits par l'étage de mise en forme 26. Pour ce qui est du traitement de chaque signal 28 produit par l'une des dents longues d'indexation 18-20 dans le cadre de l'exemple décrit, sa valeur sera divisée par deux (décalage d'un bit) et le résultat affecté aux deux dents virtuelles correspondantes.De la sorte, l'étage 30 de mesure et de calcul des périodes di adresse à une mémoire-tampon 34 des séries successives de trente valeurs numériques di, respectivement associées à trente nombres consécutifs allant de 0 à 29 définissant le rang i de chacune des dents réelles ou virtuelles comprises dans un horizon de mesure.

La mémoire-tampon 34 est connectée à un étage de calcul 36 adapté à regrouper par paquets de cinq les trente durées instantanées di comprises entre deux dents de référence. De la sorte, l'étage 36 produit successivement six durées de défilement de paquets de cinq dents-repères, respectivement numérotées duo, ....

du5 au fur et à mesure de leur production. Ces six durées et leurs six numéros de rang sont représentés à la ligne I de la figure 3. Ces durées et ces numéros sont ensuite transmis à une mémoire tampon 38 placée sous le contrôle d'un étage de commande de transfert 40 adapté par ailleurs à recevoir les durées dug, ..., du5 et à identifier le rang de la durée duo.

La mémoire-tampon 38 est adaptée à contenir trois suites successives de six durées de paquets-repères une suite centrale qui définit l'horizon de mesure en cours d'analyse, une suite avant qui précède cette suite centrale dans le temps et une suite arrière qui la suit. A l'arrivée d'une nouvelle durée dug, l'étage de commande de transfert 40 est adapté à transférer aux étages suivants les six durées référencées duo, ....

du5 de la suite centrale ainsi que, sous la référence dru~1, la durée du5 du dernier paquet de la suite précédente et sous la référence du+1, la durée du0 du premier paquet de la suite qui vient d'arriver. Cela est représenté à la ligne II de la figure 3.

Un premier étage de calcul 42 qui reçoit ces huit durées successives est programmé pour sélectioner les six durées référencées dug, ... du5 et pour en calculer la somme, laquelle est la période instantanée T d'un intervalle angulaire des combustions. Chaque nouvelle valeur T ainsi calculée est adressée à une mémoiretampon 44 où elle remplace la valeur précédemment calculée.

Un deuxième étage de calcul 46, qui reçoit ces huit durées successives (du~1, dug, ..., du5, du+1) est programmé pour sélectionner les quatre durées suivantes : dug, du2, du3, du5 et pour les combiner selon la relation représentée aux signes et pondérations à la ligne II de la figure 3
Q = (du0 - du2 + du5 - du3).

Un troisième étage de calcul 47 qui reçoit ces mêmes huit durées est programmé pour sélectionner les quatre durées du~1, dug, du5 et du+1 et pour les combiner suivant la relation q = #u = (du0 - du-1 + du5 - du+1).

Les termes Q et q ainsi calculés sont adressés à une mémoire-tampon 48 dans laquelle ils demeurent jusqu'à l'arrivée de nouvelles valeurs de Q et q. La mémoiretampon 48 est reliée à un quatrième étage de calcul 50 qui reçoit par ailleurs d'une mémoire 52, la constante de pondération p = a = o/2ç3. L'étage de calcul 50 est adapté à calculer la somme Qc = Q + q puis le produit
Dc = p.Q et à l'appliquer à un cinquième étage de calcul 54.

Cet étage de calcul 54 reçoit en outre d'une mémoire 56, deux constantes A et B déterminées expérimentalement et, de la mémoire-tampon 44, le terme
T. A partir de ces quatre grandeurs, l'étage 54 calcule le couple gaz moyen , corrigé des perturbations à basse fréquence, selon la relation Cg = A.DC/T3 + B/T2. En conséquence de ce qui a été dit plus haut, on notera que cette valeur Cg ainsi calculée n'est valable que pour les moteurs à deux ou quatre cylindres, dans lesquels les points morts hauts ou bas se produisent tous les tours ou tous les demi-tours de vilebrequin suivant qu'ils sont à deux temps ou à quatre temps.

Pour des moteurs à six ou huit cylindres par exemple, la correction du couple gaz moyen vis-à-vis des perturbations à basse fréquence ne sera pas possible.

Dans ce cas, la mémoire-tampon 38 sera limitée à une série de six paquets de dents-repères et l'étage de calcul 42 adapté à n'effectuer que le calcul de
Q = (dug - du2 - du3 + du5).

Avec Qc = Q + q, le couple gaz moyen corrigé Cgc, calculé comme indiqué plus haut, comprend deux éléments, à savoir le couple Cg mesuré selon la relation simplifiée utilisant le terme
Q = (dug - du2 - du3 + du5) et une correction 6Cg à ce couple Cg ainsi mesuré, utilisant le terme q = (duo - du,l du+1 + du5).

En conséquence, la précision de la mesure du couple Cg, effectuée à partir de la relation simplifiée utilisant le terme Q, se retrouve entièrement dans la mesure du couple Cg corrigé des perturbations à basse fréquence.

Par contre, il n'en est rien pour ce qui concerne des perturbations à des fréquences très supérieures à la fréquence des combustions. Pour ces perturbations à haute fréquence, ni le mode de calcul initial, ni le mode de calcul simplifié selon le premier objet de la présente invention ne permet de les corriger, le mode de calcul simplifié étant dans ce cas plus mauvais que le mode calcul initial. Ces différents résultats apparaissent clairement sur la figure 2 qui représente les réponses fréquentielles de deux termes D respectivement calculés selon les deux modes en question. En effet, ces réponses fréquentielles sont identiques jusqu'à quatre fois la fréquence d'un horizon de mesure 2So (Ro étant la fréquence de rotation d'un moteur à quatre temps et quatre cylindres).Au-delà, la réponse fréquentielle du terme
D, obtenu par le mode de calcul simplifié, présente des maxima d'amplitude très supérieurs à ceux du terme D obtenus par le mode de calcul initial. Ce qui signifie que les perturbations à fréquences élevées a sont davantage prises en compte par le mode de calcul simplifié que par le mode initial.

Comme cela a été dit dans le préambule de la présente description, la formule utilisée pour le calcul du couple gaz moyen, à savoir Cg = A.D/T3 + B/T2 n'est valable que pour des moteurs fonctionnant à bas régimes. Dans le cas d'un moteur fonctionnant à haut régime, une correction doit être apportée au coefficient A en question, comme cela est indiqué dans le brevet visé dans ce préambule. Pour ce faire, le coefficient A est remplacé par A c = A (1 - z) avec z = (fi/fr)2. Dans cette relation fi = 1/T, la fréquence instantanée des combustions et fr est la fréquence de résonance en torsion, de la liaison vilebrequin/volant d'inertie.Pour mettre en oeuvre cette correction dans le cadre de la présente invention, la mémoire 56 contiendra le terme constant fr et l'étage de calcul 54 calculera fi = 1/T puis z = (fi/fr)2 puis Ac = A(1 - z) puis finalement la valeur recherchée cgc = AC.D/T3 + B/T2, laquelle sera dans ce cas à la fois valable à bas et à haut régimes du moteur et corrigé des perturbations à basses fréquences.

L'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite en référence à la figure 1 et aux lignes I et II de la figure 3. En effet, il est possible de remplacer les huit durées pondérées des paquets-repères de la ligne II de la figure 3 par les huit autres durées pondérées de la ligne III de cette même figure.

Dans ce cas, les durées non prises en compte dans le calcul de Q'ct à savoir du1 et du4, concernent six dents et les autres durées, sept dents. De ce fait, les durées duo et du5 concernent chacune deux dents à l'intérieur de l'intervalle angulaire séparant deux points morts hauts consécutifs et cinq dents à l'extérieur de cet intervalle. La relation reliant aux durées du,l, duo, ..., du5, du+1, représentées à la ligne III de la figure 3, est la même que celle reliant Q c à ces mêmes durées représentées à la ligne II de cette figure. Ces deux relations sont illustrées avec signes et pondérations à ces lignes II et III.De même, à la ligne IV de la figure 3, est représentée une suite continue de quatre durées de paquets-repères dug, du3 concernant chacune huit dents , les durées duo et du5 incluant chacune une dent à l'extérieur de l'intervalle angulaire séparant deux points morts hauts consécutifs.

Dans le cas de la ligne III de la figure 3, les nombres de dents des paquets pris en compte et ceux des paquets non pris en compte, ainsi que les pondérations et les signes des durées des paquets pris en compte sont déterminés pour que le terme de calcul simplifié
Q' = (dug - du2 - du3 + du5) présente une valeur moyenne nulle au cours d'un horizon de mesure et une réponse fréquentielle non-nulle à la fréquence de cet horizon. Un coefficient de pondération constant p' est ensuite appliqué au terme Q' de manière que la réponse fréquentielle du terme D = p'.Q' à la fréquence de l'horizon de mesure soit identique à celle fournie pour ce terme D obtenu par le mode de calcul initial.Les trois paramètres visés plus haut (nombres de dents, pondérations et signes des paquets) sont en outre déterminés pour que la réponse fréquentielle du terme
D = p'.Q' aux fréquences supérieures à la fréquence de l'horizon de mesure soit aussi faible que possible.

Par ailleurs, pour le calcul du terme q' de correction des perturbations à basse fréquence, l'expression définissant q' est identique à celle de q visée plus haut et les nombres des dents des paquets dont les durées sont référencées par du,l et du+1, sont les mêmes que ceux des durées référencées duo et du5, comme cela apparaît sur la ligne III de la figure 3.

L'ensemble des considérations ci-dessus qui concernent
Q' et p' s'applique à l'exemple de réalisation présenté à la ligne IV de la figure 3, la valeur de Q' étant alors Q' = (dug - du1 - du2 + du3).

Dans les deux cas illustrés aux lignes III et IV de la figure 3, la préparation des grandeurs nécessaires au calcul de la période angulaire T des combustions du moteur sera modifiée pour tenir compte du fait que l'horizon de mesure déborde de part et d'autre l'intervalle angulaire concerne. Cette préparation consistera à calculer en plus des durées nécessaires au calcul de Q' et Q'cf des durées dugt et du5t (pour l'exemple de la ligne III) ou du3t (pour celui de la ligne IV) qui sont des durées dug, du5 ou du3 tronquées limitées aux seules dents comprises dans cet intervalle angulaire. Pour ce faire, l'étage 36 de mesure des durées des paquets et d'identification de leurs rangs décrit ci-dessus calculera en plus ces durées tronquées et leur affectera une identification adéquate.L'étage 42 de calcul de la période T sera programmé en conséquence.

A titre de variante, on notera que les deux paquets de durées du2 et du3 dans les cas des lignes I, II et III de la figure 3 et ceux de durées du1 et du2 dans le cas de la ligne IV peuvent être rassemblés en un seul paquet par l'étage 36. Les calculs de T et de Qc qui suivent seront modifiés en conséquence.

On notera que l'intervalle angulaire définissant la largeur des paquets de rang 0 et m détermine la précision de la mesure de scg. Lorsque cet intervalle est relativement petit, cette précision diminue.

Lorsqu'il devient relativement grand, la mesure devient sensible aux pressions dans les cylindres. Cela, parce que les bras de levier des bielles ne sont plus négligeables et que, dans ce cas, le paquet de rang m de l'horizon de mesure précédemment analysé (sa durée est référencée dru~1) et celui de rang 0 de l'horizon suivant (sa durée est référencée du+1) sont notablement éloignés des deux points morts hauts consécutifs qui déterminent les frontières théoriques de l'horizon de mesure en cours d'analyse. Pour corriger cet effet négatif de l'élargissement des paquets de rang 0 et m, on peut introduire un léger décalage angulaire de l'horizon de mesure en cours d'analyse, en avançant quelque peu par les frontières de cet horizon de mesure par rapport aux deux points morts hauts qui les définissent théoriquement. Cela afin de s'éloigner des effets de la combustion.

On rappellera que le calcul du facteur négatif de qualité SCg du couple Cg peut être effectué quelle que soit la manière, simplifiée ou non, dont est calculé le terme Cg et en outre être, en tant que tel, mis à la disposition de l'utilisateur. Pour ce faire, un étage de calcul supplémentaire 55 sera prévu qui reçoit a de la mémoire 52, q de la mémoire 48, A de la mémoire 56 et T de la mémoire 44 et qui calcule ECg = a.q.A/T3.

Claims (16)

REVENDICATIONS

1. Procédé pour produire une valeur numérique Cg représentative du couple gaz moyen engendré par chaque combustion du mélange gazeux dans les cylindres d'un moteur thermique comprenant - des repères de mesure (14, 16) disposés sur une

couronne (12) solidaire du volant d'inertie du moteur

ou de son vilebrequin - des moyens (18, 20) pour définir au moins une

référence d'indexation des repères - un capteur (22) de défilement des repères (14, 16),

monté fixe au voisinage de la couronne (12) ; - ledit procédé consistant à

- produire (26, 30) une valeur numérique primaire di

représentative de la durée instantanée de défilement

devant le capteur (22) de chacun des repères (14,

16) ;;

- élaborer (42), à partir des valeurs numériques

primaires di, une première valeur numérique

secondaire T représentative de la durée totale de

défilement devant le capteur (22) de chaque série de

n repères définissant l'intervalle angulaire des

combustions dans le moteur

- élaborer (46) une seconde valeur numérique

secondaire D, représentative de la projection sur la

ligne de référence de phase des repères (18, 20)

correspondant à l'origine des périodes angulaires des

combustions, de l'amplitude de la composante

alternative des durées instantanées di de défilement

des repères (14, 16) devant le capteur (22) à la

fréquence des combustions dans le moteur, ladite

valeur D étant notamment définie par une relation

dite initiale

pour un terme D calculé par ladite relation initiale.

retenue pour exprimer Q, identique à celle obtenue

fréquence d'analyse et pour la combinaison des durées

une réponse fréquentielle, au moins pour ladite

le terme D = p.Q obtenu par un calcul simplifié ait

- déterminer une constante de pondération p telle que

explosions du moteur

fréquentielle non-nulle à la fréquence d'analyse des

ayant une valeur moyenne nulle et une réponse

déterminés, de manière à produire une grandeur Q

(46), un nombre donné de durées ayant des rangs

- combiner ensemble, par addition et soustraction

chaque horizon de mesure en cours d'analyse ;;

identifier ces durées du par leur rang 0 ... m dans

mesure en un nombre relativement petit de durées dug, ..., dum de défilement de paquets de repères et

défilement des repères compris dans cet horizon de

- regrouper (36) les durées instantanées di de

consécutives dans le moteur

l'intervalle angulaire entre deux explosions

- établir (36) un horizon de mesure au moins égal à

également à

expérimentalement, - ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste

laquelle A et B (56) sont des constantes déterminées

partir de la relation Cg = A.D/T3 + B/T2 dans

- élaborer (54) la valeur numérique recherchée Cg à

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que - le nombre de paquets compris dans un horizon de

mesure est un nombre pair, - les longueurs angulaires de ces paquets sont égales, - le nombre des durées de paquets combinées pour

produire Q est un nombre pair au moins égal à quatre.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la réponse fréquentielle du terme D = p.Q est jusqu'à quatre fois ladite fréquence d'analyse, sensiblement identique à celle initialement obtenue.

4. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'horizon de mesure comprend, outre l'intervalle angulaire séparant deux explosions consécutives dans le moteur, un petit nombre de repères situés de part et d'autre de cet intervalle.

5. Procédé selon l'une des revendications (1, 3, 4), caractérisé en ce que les paquets de repères d'un horizon de mesure ne sont pas de longueurs exactement identiques.

6. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que - l'horizon de mesure est exactement défini par

l'intervalle angulaire séparant deux explosions dans

le moteur - le nombre de paquets de repères est six et les six

durées mesurées référencées dug, ..., du5 ; - la grandeur Q = (dug - du2 - du3 + du5) et la

constante de pondération p = r/2ç3, lorsque les six

paquets ont la même longueur angulaire n/6.

7. Procédé pour produire une première valeur numérique

Cg représentative du couple gaz moyen engendré par chaque combustion du mélange gazeux dans les cylindres d'un moteur thermique et une seconde valeur numérique ECg représentative des variations du couple résistant appliqué à un moteur à deux ou quatre cylindres - ledit moteur comprenant

- des repères de mesure (14, 16) disposés sur une

couronne (12) solidaire du volant d'inertie du moteur

ou de son vilebrequin

- des moyens (18, 20) pour définir au moins une

référence d'indexation des repères

- un capteur (22) de défilement des repères (14, 16),

monté fixe au voisinage de la couronne (12) ;; - ledit procédé consistant à

- produire (26, 30) une valeur numérique primaire di

représentative de la durée instantanée de défilement

devant le capteur (22) de chacun des repères (14,

16)

- élaborer (42), à partir des valeurs numériques

primaires di, une première valeur numérique

secondaire T représentative de la durée totale de

défilement devant le capteur (22) de chaque série de

n repères définissant l'intervalle angulaire des

combustions dans le moteur

- élaborer (46) une seconde valeur numérique

secondaire D, représentative de la projection sur la

ligne de référence de phase des repères (18, 20)

correspondant à l'origine des périodes angulaires des

combustions, de l'amplitude de la composante

alternative des durées instantanées di de défilement

des repères (14, 16) devant le capteur (22) à la

fréquence des combustions dans le moteur

- élaborer (54) la valeur numérique recherchée Cg à

partir de la relation Cg = A.D/T3 + B/T2 dans

laquelle A et B (56) sont des constantes déterminées

expérimentalement - le procédé pour produire ladite seconde valeur 6Cg

étant caractérisé en ce qu'il consiste à

- établir (36) un horizon de mesure au moins égal à

l'intervalle angulaire entre deux explosions

consécutives dans le moteur

- regrouper (36) les durées instantanées di de

défilement des repères compris dans cet horizon de

mesure en un nombre relativement petit de durées

duo, ..., dum de défilement de paquets de repères et

identifier ces durées du par leur rang 0 ... m dans

chaque horizon de mesure en cours d'analyse, les

valeurs angulaires des paquets des durées de rang 0

et m étant égales ; ;

- affecter (38-40) la référence du1 à la durée du

dernier paquet de repères du dernier horizon de

mesure précédemment analysé et la référence du+1 à la

durée du premier paquet de repères du prochain

horizon de mesure analysé

- combiner (47) quatre de ces durées du suivant une

relation q = (dug - du 1 + dum - du+1)

- élaborer (55) le terme 6Cg recherché suivant la

relation SCg = a.q.A/T3, dans laquelle a est une

nouvelle constante dépendant de la valeur angulaire

des quatre paquets de repères concernés.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que - l'horizon de mesure est exactement défini par

l'intervalle angulaire séparant deux explosions dans

le moteur - le nombre de paquets de repères dans l'horizon de

mesure est six et la valeur angulaire de chaque

paquet est o/6 - la constante a = o/2ç3.

9. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'intervalle angulaire des paquets de repères de durées référencées duo et dum étant relativement important pour produire un terme ECg plus précis, les horizons de mesure présentent une légère avance de phase vis-à-vis des intervalles des points morts hauts du moteur.

10. Procédé selon les revendications 6 et 8, caractérisé en ce que pour produire un terme Q, corrigé des perturbations à basse fréquence engendrées par les variations du couple résistant appliqué au moteur, ce terme est calculé (50) selon la relation Q = (Q + q) = (2du0 - du,l du2 - du3 - du+1 + 2du5).

11. Dispositif pour produire une valeur numérique Cg représentative du couple gaz moyen engendré par chaque combustion du mélange gazeux dans les cylindres d'un moteur thermique fonctionnant à bas régime, - ledit moteur comprenant

- des repères de mesure (14, 16) disposés sur une

couronne (12) solidaire du volant d'inertie ou du

vilebrequin,

- des moyens (18, 20) pour définir au moins une

référence d'indexation des repères

- un capteur (22) de défilement des repères (14, 16)

monté fixe au voisinage de la couronne (12) ;; - ledit dispositif comprenant - des moyens de calcul (30) pour produire une valeur numérique primaire di représentative de la durée instantanée de défilement devant le capteur (22) de chacun des repères (14, 16) - des moyens de calcul (42) pour élaborer à partir des valeurs numériques primaires di une première valeur numérique secondaire T représentative de la durée totale de défilement devant le capteur (22) de chaque série de n repères définissant l'intervalle angulaire séparant deux combustions consécutives dans le moteur - des moyens de calcul (46) pour élaborer une seconde valeur numérique D représentative de la projection, sur la ligne de référence de phase des repères (18, 20) correspondant à l'origine des périodes angulaires des combustions, de l'amplitude de la composante alternative des durées instantanées di de défilement des repères (14, 16) devant le capteur (22) à la fréquence des combustions dans le moteur, ladite valeur D étant notamment définie par une relation dite initiale

calculé à partir de ladite relation initiale.

d'analyse, identique à celle obtenue pour un terme D

réponse fréquentielle, au moins pour ladite fréquence

terme D ainsi obtenu par un calcul simplifié ait une

exprimer Q ayant été déterminées de manière que le

valeur de p et la combinaison des durées retenue pour

expérimentalement et stocké dans une mémoire (52), la

et d'un coefficient de pondération p déterminé

D = p.Q à partir de la valeur Q précédemment calculée

- des moyens de calcul (50) pour produire un terme

à la fréquence d'analyse des explosions du moteur ;

moyenne nulle et une réponse fréquentielle non-nulle

manière à produire une grandeur Q ayant une valeur

durées de paquets ayant des rangs déterminés, de

par addition et soustraction, un nombre donné de

- des moyens de calcul (46) pour combiner ensemble,

mesure

par leur rang (0 ... m) dans chaque horizon de

paquets de repères et pour identifier ces durées du

petit de durées dug, ... ,dum de défilement de

dans cet horizon de mesure en un nombre relativement

instantanées di de défilement des repères compris

intervalle angulaire, pour regrouper les durées

établir un horizon de mesure au moins égal audit

- des moyens de traitement et de calcul (36) pour

comprend également

dans une mémoire (56) - ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il

constantes expérimentalement déterminées, contenues

Cg = A.D/T3 + B/T2 dans laquelle A et B sont des

numérique recherchée Cg à partir de la relation

- des moyens de calcul (54) pour élaborer la valeur

12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que, pour produire une valeur numérique Cg représentative du couple gaz moyen engendré par chaque combustion du mélange gazeux dans les cylindres d'un moteur thermique fonctionnant à bas et à haut régimes, - la mémoire (56) contient outre les constantes A et B,

une constante fr définie par la fréquence de

résonance en torsion de la liaison vilebrequin/volant

d'inertie du moteur - les moyens de calcul (54) sont en outre adaptés à

calculer la fréquence instantanée des explosions

fi = 1/T, à calculer un facteur de correction

z = (f i/fr)2 puis une constante A corrigée

Ac = A(1 - z) avant de procéder au calcul de la

valeur Cg corrigée selon la relation

Cg = AC.D/T3 + B/T2.

13. Dispositif selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que - les moyens de traitement de calcul (36) sont adaptés

à établir un horizon de mesure exactement défini par

l'intervalle angulaire des explosions et à regrouper

dans cet horizon de mesure les durées instantanées di

de défilement de repères en six durées de défilement

duo, ..., du5 de paquets de repères - les moyens de calcul (46) sont adaptés à calculer la

grandeur Q selon la relation

Q = (dug - du2 - du3 + du5), - la mémoire (52) contient une constante de pondération

dont la valeur p = ir/23, lorsque les six paquets de

repères ont la même longueur angulaire o/6.

14. Dispositif pour produire une première valeur numérique Cg représentative du couple gaz moyen engendré par chaque combustion du mélange gazeux dans les cylindres d'un moteur thermique fonctionnant à bas régime et une seconde valeur numérique 6Cg représentative des variations du couple résistant appliqué à un tel moteur comportant deux ou quatre cylindres - ledit moteur comprenant

- des repères de mesure (14, 16) disposés sur une

couronne (12) solidaire du volant d'inertie ou du

vilebrequin,

- des moyens (18, 20) pour définir au moins une

référence d'indexation des repères

- un capteur (22) de défilement des repères (14, 16)

monté fixe au voisinage de la couronne (12) ;; - ledit dispositif comprenant

- des moyens de calcul (30) pour produire une valeur

numérique primaire di représentative de la durée

instantanée de défilement devant le capteur (22) de

chacun des repères (14, 16)

- des moyens de calcul (42) pour élaborer à partir

des valeurs numériques primaires di une première

valeur numérique secondaire T représentative de la

durée totale de défilement devant le capteur (22) de

chaque série de n repères définissant l'intervalle

angulaire séparant deux combustions consécutives dans

le moteur

- des moyens de calcul (46) pour élaborer une seconde

valeur numérique D représentative de la projection,

sur la ligne de référence de phase des repères (18,

20) correspondant à l'origine des périodes angulaires

des combustions, de l'amplitude de la composante

alternative des durées instantanées di de défilement

des repères (14, 16) devant le capteur (22) à la

fréquence des combustions dans le moteur

- des moyens de calcul (54) pour élaborer la première

valeur numérique recherchée Cg à partir de la

relation Cg = A.D/T3 + B/T2 dans laquelle A et B sont

des constantes expérimentalement déterminées

contenues dans une mémoire (56) - ledit dispositif pour produire ladite seconde valeur

ECg étant caractérisé en ce qu'il comprend également

- des moyens de traitement et de calcul (36) pour

constituer un horizon de mesure au moins égal à

l'intervalle angulaire entre deux explosions

consécutives dans le moteur, pour regrouper les

durées instantanées di de défilement des repères

compris dans cet horizon de mesure en un nombre

relativement petit de durées dug, ..., de

défilement de paquets de repères et pour identifier

ces durées du par leur rang 0 ... m dans chaque

horizon de mesure en cours d'analyse, les valeurs

angulaires des paquets de repères des durées de rang

0 et m étant égales

- des moyens (38) pour mémoriser les durées duo, ....

angulaire des quatre paquets de repères concernés.

laquelle a est une constante dépendant de la valeur

recherché selon la relation ECg = a.q.A/T3, dans

- des moyens (55) pour élaborer le terme 6Cg

relation q = (dug - du 1 + dum - du+1)

- des moyens (47) pour produire un terme q selon la

affecter la référence du+1

du prochain horizon de mesure analysé et pour lui

d'autre part, la durée du premier paquet de repères

analysé et pour lui affecter la référence du,l et,

de repères du dernier horizon de mesure précédemment

dum ainsi que, d'une part, la durée du dernier paquet

15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que les moyens de traitement et de calcul (36) opèrent, de manière que - l'horizon de mesure soit exactement défini par

l'intervalle angulaire séparant deux explosions dans

le moteur - le nombre de paquets de repères dans l'horizon de

mesure soit six et la valeur angulaire de chaque

paquet soit o/6 - une mémoire (52) contient une constante a = o/2ç3.

16. Dispositif selon les revendications 13 et 15 en combinaison, pour produire une valeur numérique Cgc2 représentative du couple moyen engendré par chaque combustion du mélange gazeux dans les cylindres d'un moteur thermique à deux ou quatre cylindres et corrigé des perturbations à basse fréquence affectant le couple résistant appliqué au moteur, caractérisé en ce que l'étage de calcul (50) effectue l'opération préliminaire suivante

Dc = p(Q+q) = p(2duo - duel - du2 - du3 - du+1 + 2pu5) la constante p = a = o/2ç3 étant stockée dans la mémoire (52).