FR3014139A1 - Procede de determination de la position angulaire instantanee d'une cible vilebrequin - Google Patents

Abstract

- Procédé de détermination de la position angulaire instantanée d'une cible vilebrequin d'un moteur thermique, la cible comportant plusieurs dents, dans lequel : - on acquiert au moyen d'un capteur au moins un signal représentant le passage de chaque dent devant le capteur en fonction du temps ; on augmente la résolution angulaire du signal en interpolant le signal sur chaque période de dent au moyen de l'algorithme de Bresenham, de façon à générer par interpolation un signal haute résolution représentant le passage de fractions de dent devant le capteur en fonction du temps ; - on détermine la position angulaire instantanée de la cible au moyen du signal haute résolution.

Description

La présente invention concerne le domaine du contrôle moteur et de l'acquisition de données synchrones avec la révolution du vilebrequin moteur. Plus particulièrement l'invention concerne le domaine des méthodes de prédiction angulaire permettant de déterminer la position géométrique précise du vilebrequin.

L'invention peut trouver des applications dans les laboratoires d'étude des motoristes pour aider à la conception des systèmes de commande de moteurs d'automobiles. Il peut être intégré également dans les systèmes de commande de moteurs au sein d'un véhicule de série.

Durant le cycle de fonctionnement d'un moteur à combustion interne, de nombreuses actions doivent être synchronisées sur la position géométrique du vilebrequin. C'est le cas du contrôle de l'injection de carburant, du pilotage des bougies d'allumage, et de la gestion des organes de distribution. La commande d'actionneurs tels que les injecteurs de carburant ou les bobines d'allumage doit se faire sur des positions angulaires particulières du cycle moteur. L'industrialisation, de plus en plus fréquentes sur véhicule de série, d'algorithmes de traitement permettant d'optimiser les performances des moteurs, nécessite de réaliser des acquisitions de signaux sur des fenêtres angulaires précises, ainsi que de mesurer la vitesse instantanée du moteur. Par exemple, il est nécessaire de connaître la position angulaire du vilebrequin et sa vitesse instantanée, dans le cadre de systèmes de commande permettant d'optimiser le point de fonctionnement d'un moteur à combustion interne par le traitement, en temps réel, de paramètres significatifs de son fonctionnement, tels que la pression régnant dans les différentes chambres de combustion à une série d'instants successifs de chaque cycle de combustion. Pour réaliser ces différentes actions, un moteur est équipé d'un calculateur qui doit disposer d'une information précise concernant la position du vilebrequin. Pour satisfaire ces besoins, le vilebrequin est équipé d'une roue dentée et d'un capteur qui détecte le passage des dents dans l'objectif d'en informer le calculateur en charge du pilotage des organes de contrôle et/ou de commande. Cette roue dentée s'appelle une "cible moteur". Cette dernière est un disque généralement placé au niveau du volant moteur. Des dents sont usinées sur la périphérie de ce disque de manière régulière. Pour assurer une synchronisation tour, il est commun de créer une singularité en supprimant une ou plusieurs dents. On nomme ces dents "dents manquantes". Une cible très souvent rencontrée en Europe comporte 58 dents sur sa périphérie. Il s'agit en fait d'un usinage régulier de 60 dents, ayant chacune une largeur de 6°V et d'une singularité définie par l'absence de 2 dents. Cette topologie est communément appelée 58X, voire 60-2. Pour généraliser, on peut considérer qu'une cible vilebrequin peut comporter plusieurs singularités sur sa périphérie. L'intervalle entre chaque singularité étant nommé secteur. 10 Chaque secteur est constitué d'une série de dents régulières suivie par une singularité de n dents. On peut exprimer la cible sous la forme : p * (m - n) avec - p : Nombre de secteurs par tour moteur où la géométrie (m-n) est définie - m : Nombre de dents régulières que comporterait le secteur sans singularité - n : Nombre de dents manquantes sur le secteur (taille de la singularité) 15 Pour reprendre l'exemple de la cible 58X, elle est définie sous la forme "1 * (60 - 2)". Cependant, pour se servir d'une cible moteur, il faut pouvoir positionner une dent numérotée 1 avec une position parfaitement connue, c'est-à-dire que l'on doit être capable, à 20 partir du signal du capteur, de déterminer l'instant précis où une dent particulière (la dent 1) passe devant le capteur. La détection de la singularité caractérisée, comme décrit ci-dessus, par l'absence d'une ou plusieurs dents, permet d'avoir une référence absolue, indiquant ainsi la position précise du vilebrequin. Par définition, on peut fixer la dent 1 comme étant celle qui suit les deux dents manquantes. 25 Les cibles moteurs sont associées à un capteur qui a pour but de détecter le passage des dents. Ce signal délivré par ce capteur est analogique dans le cas d'un capteur à réluctance variable et doit être conditionné pour pouvoir être exploité. Le résultat de ce conditionnement est un signal (CS) dans lequel un front montant ou descendant est le reflet du milieu d'une 30 dent. Dans le cas d'un capteur à effet hall, le signal numérique délivré peut être directement exploité. C'est précisément sur la détection de ce front montant ou descendant que les calculateurs se basent pour synchroniser le fonctionnement du moteur. En complément d'une information provenant d'un capteur instrumenté sur l'arbre à cames (AAC), la connaissance exacte de la position géométrique du vilebrequin permet de positionner précisément sur un cycle moteur les fenêtres d'injections et/ou d'allumage pour chacun des cylindres.

Cependant, la commande des actionneurs des moteurs thermiques nécessite une résolution angulaire de l'ordre de 0.1°, donc bien supérieure à celle obtenue par le signal brut (CS) délivré par le capteur vilebrequin (6° pour une cible de type 1*(60-2)). Pour obtenir une information haute résolution sur la position angulaire de la cible 10 vilebrequin, il est connu de réaliser une interpolation du signal brut (CS) permettant d'augmenter la résolution angulaire. La méthode utilisée consiste à utiliser un PLL numérique (« Phase-locked loop », appelée aussi boucle à verrouillage de phase ou boucle à phase asservie) dont on programme la 15 période de fonctionnent égale à la période de la fraction de dent à générer. Cette dernière est obtenue par une division de la période d'une dent que l'on souhaite interpoler, par le nombre de fractions de dent que l'on souhaite générer. On est amené à faire une division fractionnaire et à gérer par accumulations successives les parties fractionnaires pour ne pas perdre en précision. 20 L'objet de l'invention concerne un procédé de détermination de la position angulaire instantanée d'une cible vilebrequin à partir d'un signal vilebrequin s'affranchissant des problèmes des techniques antérieures. Le procédé selon l'invention y parvient en augmentant la résolution angulaire du signal au moyen d'une interpolation basée sur 25 l'algorithme de Bresenham. Ainsi, le procédé permet de générer par interpolation un signal haute résolution représentant le passage de fractions de dent devant le capteur en fonction du temps. Un avantage de cet algorithme est de pouvoir générer un signal haute résolution en 30 consommant peu de ressources matérielles dans une logique programme, un asic ou un SoC. Un ASIC (acronyme de l'anglais « Application-Specific Integrated Circuit », littéralement « circuit intégré propre à une application ») est un circuit intégré spécialisé. Un SoC (« system-on-chip », ou système sur silicium), est un asic qui intègre processeur(s), interfaces, mémoires, etc., totalisant plusieurs millions de portes logiques. Les SoC sont 35 donc des asics qui assurent la quasi-totalité des fonctions de la carte.

De plus, grâce à ce procédé, on est capable de générer la position angulaire malgré l'apparition d'une dent manquante parasite.

Le procédé selon l'invention De façon générale, l'invention concerne un procédé de détermination de la position angulaire instantanée d'une cible vilebrequin d'un moteur thermique, la cible comportant plusieurs dents, dans lequel on acquiert au moyen d'un capteur au moins un signal représentant le passage de chaque dent devant ledit capteur en fonction du temps. Puis, on augmente la résolution angulaire du signal en interpolant le signal sur chaque période de dent au moyen de l'algorithme de Bresenham, de façon à générer par interpolation un signal haute résolution représentant le passage de fractions de dent devant ledit capteur en fonction du temps, et on détermine la position angulaire instantanée de la cible au moyen dudit signal haute résolution.

Selon l'invention, on peut générer le signal haute résolution sur une période X d'une dent n, en générant des pulses pour chaque fraction de dent. Ainsi, on peut générer le signal haute résolution sur une période X d'une dent n, en réalisant les étapes suivantes : ii. On choisit un paramètre Y définissant la résolution souhaitée ; et iii. On interpole ledit signal en appliquant l'algorithme suivant : Conditions initiales : y = 0; erreur = -X pour chaque incrément le long de l'axe des temps x erreur = erreur + 2*Y si erreur > 0 alors y = y + 1 erreur = erreur - 2X fin si fin pour Le paramètre définissant la résolution souhaitée est par exemple un nombre de fractions de dents à générer par période de dent. Selon un mode de réalisation, on choisit un paramètre définissant la résolution supérieur à la résolution souhaitée. On peut déterminer la période X de la dent n, à partir de la période de la dent précédente n-1 ou à partir d'une mesure interne, ou d'une information venant d'un dispositif externe.

Le signal acquis est de préférence le signal mesuré en temps réel par un capteur vilebrequin. Selon l'invention, on peut détecter au moins une singularité à partir dudit signal haute 5 résolution, lorsque le nombre de pulses générés depuis la dernière détection de dents est supérieur à un seuil donné. Selon un mode de réalisation, la singularité est au moins une dent manquante et la cible est constituée de m dents et n singularités, l'intervalle entre deux singularités définissant un 10 secteur. On reconstruit alors un cycle moteur en réalisant les étapes suivantes : i. on détermine la position d'au moins une dent manquante sur la cible à partir dudit signal haute résolution ; ii. on détermine la position d'au moins un secteur à partir de la position de ladite dent manquante ; 15 iii. on identifie parmi les n secteurs, le secteur dont on a déterminé la position, ainsi que le numéro de révolution du cycle au moyen d'un mécanisme de synchronisation par compteurs. On peut déterminer le numéro de secteur et le numéro de révolution à partir d'un signal 20 arbre à came, en réalisant les étapes suivantes : - on définit une fenêtre d'analyse du signal arbre à came ; - on définit des profils de signal arbre à came et l'on associe à chacun, et de manière unique, un numéro de secteur et un numéro de révolution pour un cycle moteur ; - on détermine le numéro de secteur et le numéro de révolution en identifiant au moins 25 un profil sur ledit signal arbre à came au sein de ladite fenêtre. Un profil peut être composé d'une série de fronts du signal arbre à cames. L'invention concerne également un procédé de contrôle moteur muni d'une cible 30 vilebrequin comportant plusieurs dents, dans lequel on acquiert au moyen d'un capteur au moins un signal représentant le passage de chaque dent devant ledit capteur en fonction du temps. Le procédé comporte les étapes suivantes : i. on détermine la position angulaire instantanée de la cible vilebrequin au moyen du procédé selon l'invention ; ii. on commande des actionneurs en fonction de la position angulaire instantanée du moteur.

D'autres caractéristiques et avantages du procédé selon l'invention, apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'exemples non limitatifs de réalisations, en se référant aux figures annexées et décrites ci-après. Présentation succincte des figures - La figure 1 décrit le procédé selon l'invention pour déterminer la position angulaire instantanée d'une cible vilebrequin d'un moteur thermique. - La figure 2A illustre le signal vilebrequin (CS) obtenu à partir de la sortie d'un capteur vilebrequin pour une cible 58X (l'axe des abscisses représentant le temps, et l'axe des ordonnées représentant l'amplitude du signal du capteur). - La figure 2B est un zoom du rectangle en pointillé de la figure 2A, et illustre en plus, le signal haute résolution générée par l'invention (TOP FTTH), ainsi que la position angulaire instantanée (POS CYCLE FTTH) sous forme d'un angle entre 0 et 719°. Une résolution du signal haute résolution a été fixée à 1° afin de rendre la figure lisible. - La figure 3 rappelle le principe de l'algorithme de Bresenham. - La figure 4 présente le principe de détection d'une dent manquante. - La figure 5 présente le principe de détection de deux dents manquantes. - La figure 6 présente les différentes étapes de synchronisation du procédé. - La figure 7 décrit en détail le module de reconstruction cible. - La figure 8 présente, sur un cas particulier de signal AAC, le principe de synchronisation pour obtenir le numéro de secteur et le numéro de révolution. Description détaillée du procédé On se réfère maintenant à la figure 1 qui décrit le procédé selon l'invention pour déterminer la position angulaire instantanée d'une cible vilebrequin d'un moteur thermique, la cible comportant plusieurs dents. On appelle position angulaire instantanée, l'angle entre un repère fixe sur la cible vilebrequin (dent n °1 par exemple) et un repère fixe en dehors de la cible (capteur vilebrequin), à un instant t. Ce procédé comporte les étapes suivantes : 1. on acquiert (ACQ) au moyen d'un capteur au moins un signal brut (CS), représentant le passage de chaque dent devant le capteur en fonction du temps ; 2. on augmente (SHR) la résolution angulaire du signal brut en interpolant ce signal sur chaque période de dent au moyen de l'algorithme de Bresenham ; et 3. on détermine la position (DetPOS) angulaire instantanée de la cible au moyen du signal haute résolution. 1. Acquisition (ACQ) d'un signal brut d'un capteur de passage de dent Au cours de cette étape, on acquiert en temps réel au moyen d'un capteur au moins un signal représentant le passage de chaque dent devant le capteur en fonction du temps.

Pour ce faire, il est commun d'exploiter les informations provenant d'un capteur placé sur le volant moteur nommé capteur vilebrequin. On appelle signal vilebrequin, le signal obtenu à partir de la sortie d'un capteur vilebrequin et provoqué par le passage des dents de la cible vilebrequin devant ce capteur.

Le capteur vilebrequin est, en général, de type réluctance variable ou effet hall. Il est placé à proximité d'une cible vilebrequin dont il va suivre l'évolution. Le signal (CS) issu d'un tel capteur est représenté sur les figures 2A et 2B, dans le cas d'une cible 58X. Un front montant ou descendant du signal vilebrequin est le reflet d'une dent. C'est précisément sur la détection de ce front montant ou descendant que les calculateurs se basent pour synchroniser le fonctionnement du moteur. Le premier front montant qui suit la singularité indique donc le milieu de la première dent (dent numérotée 1) pour un capteur à réluctance variable ou le début de la première dent (dent numérotée 1) pour un capteur à effet hall de la cible vilebrequin. Le deuxième front correspond naturellement à la deuxième dent et ainsi de suite jusqu'à la 581ème dent. 2. Augmentation de la résolution angulaire du signal brut (SHR) Au cours de cette étape, on augmente la résolution angulaire du signal brut (CS).

Pour ce faire, on interpole le signal brut (CS) sur chaque période de dent au moyen de l'algorithme de Bresenham. On appelle période de dent (ou durée de dent), l'intervalle de temps entre la détection de deux dents consécutives.

De cette façon on génère par interpolation un signal haute résolution (TOP FTTH) représentant le passage de fractions de dent devant le capteur en fonction du temps. Une fraction de dent est représentée par la période d'un pulse du signal haute résolution obtenu à partir du signal vilebrequin.

Principe A partir d'une information sur la période de la dent à considérer, on cherche à générer des événements correspondant à des fractions de dents (ftth). Le nombre de fractions de dents à générer par période de dent constitue un paramètre définissant la résolution souhaitée pour le signal haute résolution.

Le nombre de fractions permet donc d'ajuster la résolution en fonction du profil de la cible vilebrequin. Par exemple, pour une cible 1*(60-2), on peut choisir de générer 60 fractions de dent par dent pour avoir une résolution de 0.1°.

L'origine de l'information période peut directement découler de la mesure de la période de la dent précédente ou être le résultat d'un calcul cherchant à corriger des défauts d'usinage de dents ou d'acyclisme moteur. Pour générer un signal haute résolution, représentatif de fractions de dents (ftth), on 25 génère des pulses à partir du signal brut, pour chaque fraction de dent (voir figure 2B). Pour ce faire, on s'appuie sur l'algorithme de Bresenham qui, à l'origine, a été utilisé pour dessiner des segments de droites sur l'écran d'un ordinateur ou une image calculée pour l'impression. 30 La figure 3 rappelle le principe de l'algorithme de Bresenham. Pour chaque x de l'axe des abscisses, on cherche à calculer la coordonnée y de l'axe des ordonnées permettant de tracer le segment de droite (0, M) avec M ayant pour coordonnées (X,Y). En supposant que Y < X , l'algorithme de base dans un quart de quadrant s'exprime sous la forme suivante : Conditions initiales : y = 0; erreur = 0 pour chaque incrément le long de l'axe des x erreur = erreur + Y/X si erreur > 0.5 alors y = y + 1 erreur = erreur - 1 fin si fin pour Après quelques optimisations en vue de supprimer les nombres fractionnaires difficiles à traiter simplement, on arrive à : Conditions initiales : y = 0; erreur = -X pour chaque incrément le long de l'axe des x erreur = erreur + 2*Y si erreur > 0 alors y = y + 1 erreur = erreur - 2X fin si fin pour En posant X, la période de la dent sur laquelle générer les fractions de dent, et Y le nombre de fractions de dents à générer, et en appliquant cet algorithme, on génère Y pulses représentatifs de fractions de dents pendant la période X.

Un avantage de cet algorithme est de pouvoir réaliser un procéder de génération de signal haute résolution en consommant peu de ressources dans une logique programme, un asic ou un SoC. La période X de la dent n, peut être déterminée à partir de la période de la dent 30 précédente n-1, ou à partir d'une mesure interne, ou d'une information venant d'un dispositif externe. Selon un mode de réalisation, on choisit un paramètre définissant la résolution supérieur à la résolution souhaitée. En effet, la génération de pulse directement à partir de ce mécanisme peut générer un bruit de quantification. Une manière de réduire ce bruit de quantification est de faire une interpolation sur le nombre de fraction de dents à générer par dent (multiplier par une variable le nombre de fractions de dent par tour), on obtient alors des signaux interpolés. On reconstruit ensuite le signal par décimation. Le type de la variable de décimation est de préférence une puissance binaire de manière à simplifier l'implantation matérielle dans une logique programmable, un asic ou un SoC. 3. Détermination (DetPOS) de la position angulaire instantanée de la cible.

Au cours de cette étape, on détermine la position angulaire instantanée (POS CYCLE FTTH) de la cible au moyen dudit signal haute résolution (TOP_FTTH). Dans un premier temps, pour déterminer la position angulaire de la cible vilebrequin, on détecte au moins une dent manquante (POSDM).

Pour ce faire, on compte le nombre de pulses générés depuis la dernière détection de dents, et l'on fixe un seuil de nombre de pulses. Ainsi, lorsque le nombre de pulses générés depuis la dernière détection de dents est 20 supérieur à un seuil donné, alors une dent manquante est détectée. Grâce au signal haute résolution (TOP_FTTH) ainsi généré, on peut suivre la largeur de la dent courante. En effet, à partir de la période de la dent (X) on génère des pulses de manière régulière. A chaque début de dent, on charge un premier décompteur (dcnt iftth) avec le nombre de fractions de dent à générer. Pendant la dent n+1, on génère des pulses en exploitant la période mesurée sur la dent n. Si la vitesse du moteur est constante et parfaitement régulière, le décompteur arrive à 0 au moment de la détection de la nouvelle dent. En cas de décélération ou d'accélération, la période de la dent n+1 est différente de celle de la dent n (supérieure en cas de décélération, inférieure en cas d'accélération). Dans ces cas, le décompteur n'arrive pas à 0. Pour une accélération, la valeur du décompteur est positive. Pour une décélération, elle est négative (le décompteur étant signé, il peut traiter 25 30 les nombres négatifs). La figure 4 présente le principe de détection d'une dent manquante. La ligne du haut illustre la position des dents (TTH). La ligne suivante indique la valeur du décompteur (dcnt iftth), de 0 à 60 fractions de dents, en fonction du temps. La ligne du bas indique la présence (1) ou non (0) d'une dent manquante (MISSING_TTH). Par principe, le décompteur (dcnt_iftth) continue à se décrémenter tant qu'une nouvelle dent n'a pas été détectée. Sur le front de la dent n °3, le module démarre la génération de fractions de dents en prenant comme référence la dernière période mesurée : la période t2. Au terme de ce temps et faute de détecter la dent n °4, le décompteur continue de se décrémenter. La valeur fournie par ce décompteur est suivie, et lorsque cette valeur arrive à un seuil (missing tth thr) que l'on peut fixer à l'équivalent d'une demi-dent en négatif, on considère que l'on est en présence d'une dent manquante. On recharge le décompteur (dcnt_iftth) du nombre de fractions de dents à générer sur une dent, ce qui rend positive la valeur de ce dernier. Lorsque la dent n°5 est détectée, le système reprend un cycle normal. La période t prise en compte comme base de temps est la moyenne de t3' et t4'. La figure 5 présente le principe de détection de deux dents manquantes. La ligne du haut illustre la position des dents (TTH). La ligne suivante indique la valeur du décompteur (dcnt iftth), de 0 à 60 fractions de dents, en fonction du temps. La ligne du bas indique la présence (1) ou non (0) d'une dent manquante (MISSING_TTH). Le mécanisme de détection de la première dent manquante est similaire à ce qui a été présenté précédemment. Par contre, faute de détecter la dent n ° 5, et comme pour la première dent manquante, le décompteur (dcnt_iftth) continue de se décrémenter jusqu'à atteindre une nouvelle fois le seuil équivalent à une demi-dent négative. On considère que l'on est en présence d'une nouvelle dent manquante et l'on recharge à nouveau le décompteur (dcnt_iftth). Lorsque la dent n°6 est détectée, le module reprend un cycle normal. La période t prise en compte comme base de temps est la moyenne des pseudos périodes t3', t4' et t5'.

Ce mécanisme peut ainsi détecter d'autres dents manquantes consécutives. Ainsi, le procédé est capable de détecter une série de dents manquantes. En comparant un compteur interne de dents manquantes à un paramètre défini, on peut facilement signaler la détection de la singularité. Ce mécanisme peut également détecter toute dent manquante ou groupe de dents manquantes. L'origine des dents manquantes pouvant être volontaire : suppression de une ou plusieurs dents sur la cible définissant une singularité utile à l'indentification de la première dent (dent1), ou involontaire : perte du signal sur au moins une dent due à un défaut sur la chaine de mesure (cible, capteur, mise en forme).

Il est commun de masquer pendant un certain temps le signal vilebrequin pour se protéger de perturbations externes. En particulier, dans le cas de capteurs à réluctance variable, il peut se produire des détections parasites sur l'autre front du signal. Avec la méthode proposée, la génération de la durée de masquage est simplement obtenue par un comparateur placé sur la sortie du décompteur (dcnt iftth). Pour obtenir une position absolue, on reconstruit le cycle moteur à partir du signal haute résolution (TOP FTTH). Pour ce faire, et lorsque la cible est constituée de m dents et n singularités, l'intervalle entre deux singularités définissant un secteur, on réalise les étapes 15 suivantes : i. on détermine la position d'au moins une dent manquante sur la cible à partir du signal haute résolution (POSDM) ; ii. on détermine la position d'au moins un secteur à partir de la position de cette 20 dent manquante (POSSECT) ; iii. on identifie parmi les n secteurs, le secteur dont on a déterminé la position, ainsi que le numéro de révolution du cycle au moyen d'un mécanisme de synchronisation (SYNC). Ce mécanisme pouvant exploiter le signal d'un capteur 25 placé sur un des arbres à cames. La synchronisation de la position angulaire sur le cycle moteur comporte les étapes suivantes (figure 6) : 30 i. La synchronisation dent Dès que le moteur se met en rotation, on mesure la période de chaque dent (TTH PERIOD). Afin de rejeter la probabilité de "tomber" sur une singularité (SING) lors de cette étape, on prend en compte plusieurs périodes consécutives. Puis, on détecte au moins une singularité (SING), c'est-à-dire une ou plusieurs dents manquantes. ii. La synchronisation secteur La singularité est caractérisée par une période plus longue entre deux dents consécutives (typiquement, le triple lorsque l'on a deux dents manquantes). Une fois la singularité détectée, on possède une information sur la position angulaire d'un secteur, mais s'il existe plusieurs secteurs sur le cycle, ce qui est généralement le cas, on ne sait pas sur quel secteur on se trouve. A ce stade, on est capable de fournir une information "sectorpos" valide, représentant la position angulaire absolue du moteur sur un secteur. Cette information peut être utilisée pour la détection de la cible arbre à cames (AAC). iii. La synchronisation cycle La synchronisation cycle consiste à identifier le numéro du secteur et de révolution sur lequel on se trouve. Pour cela, on a besoin d'une information supplémentaire venant de la détection d'arbre à cames ou d'une commande logicielle lorsque le moteur n'est pas équipé de capteur arbre à cames. Après synchronisation cycle, on est capable de fournir une information "cyclepos" valide, représentant la position angulaire absolue du moteur sur un cycle. La figure 6 présente les différentes étapes de synchronisation A : Phase de synchronisation dent (Tooth Syncho) B : Phase de synchronisation secteur (Sector Syncho) C : Phase de synchronisation cycle (Cycle Syncho) D : système synchronisé De haut en bas de la figure 6 sont représentés : TTH : la position des dents de la cible TOP FTTH : le signal haute résolution généré selon l'invention SECTOR_POS : la position angulaire sur un secteur SECTOR VALID : un signal indiquant à d'autres modules que le signal SECTOR_POS est valide donc exploitable CAMSHAFT SYN : un signal symbolisant l'instant de synchronisation cycle CYCLE_POS : la position angulaire sur le cycle CYCLE VALID : un signal indiquant à d'autres modules que le signal CYCLE_POS est valide donc exploitable Le symbole R signifie « représentatif » et donc que le signal est exploitable par d'autres modules. Le symbole NR signifie « non représentatif » et donc que le signal n'est pas exploitable.

On reconstruit le cycle moteur au moyen d'une cascade de compteurs gérant chacun un élément du cycle : un cycle moteur est constitué d'un nombre de tours moteur, chacun d'eux constitué d'un nombre de secteurs, chacun d'eux constitué d'un nombre de dents, chacune d'elles constituée d'un nombre de fractions de dent, chacune d'elle constituée d'un nombre de sous-fractions de dents. Tous ces compteurs sont forcés à leurs conditions initiales, tant que l'on n'a pas détecté la première singularité lors de la phase de synchronisation secteur, la détection de la singularité intervenant sur la détection du front de la première dent qui suit la singularité. Ce front sert 15 de référence absolue à la position angulaire (le 0 de la position angulaire). On se réfère maintenant à la figure 7 : Un compteur "cnt iffth" s'incrémente à chaque pulse "top iftth" délivré par le bloc "iftth gen". Modulo la valeur interpolée de ftth, il délivre un pulse "top ftth". 20 Un compteur "cnt ftth" s'incrémente tous les "top ftth". Modulo nb ftth_per tth (nombre de fractions de dent par dent), il délivre un pulse "top-tth" toutes les dents. Un compteur "cnt tth" s'incrémente tous les "top tth". Modulo nb tth_per sec (nombre de 25 dents par secteur, il délivre un pulse "top sec" tous les secteurs. Un compteur "cnt sect" s'incrémente tous les "top sec". Modulo "nb sec_per rev", il délivre un pulse "top rev" tous les tours moteur. 30 Un compteur "cnt rev" s'incrémente tous les tours. Il gère le numéro de tour sur le cycle moteur. Une configuration liée au type de moteur (4 temps/2 temps) et au type de cible (nombre de secteurs par tour, nombre de dents par secteur, nombre de fraction de dent par dent) définit les limites d'incrément de ces compteurs. Leur taille est définie par la plage d'application que l'on se fixe au niveau des cibles. Le compteur "cnt_sec_ftth" s'incrémente à chaque événement "top ftth". Il délivre la 5 position angulaire du moteur sur un secteur. Il est remis à zéro à chaque événement "top sect". Le compteur "cnt cycle ftth" s'incrémente à chaque événement de "top ftth". Il délivre la position angulaire du moteur sur un cycle complet. Il est remis à zéro à chaque événement 10 "reset rev". Sa sortie représente la position angulaire absolue instantanée du moteur. Le compteur "tth nr" s'incrémente sur chaque événement de "top tth". Il délivre le numéro de la dent sur un cycle complet ("tth number"). Il est remis à zéro à chaque événement "reset rev". 15 Libérés au moment de la détection de la singularité, les compteurs "cnt iftth", "cnt ftth", "cnt tth" et "cnt sect ftth" permettent de suivre la position angulaire par rapport à un secteur. Cette information, directement fournie par "cnt_sec_ftth" est exploitée par un module (CAM) traitant le signal arbre à cames en vue de délivrer une synchronisation cycle. 20 La synchronisation cycle s'applique aux compteurs "cnt sect", "cnt rev" et "cnt cycle ftth". Elle est signalée par un pulse "cycle synchro" accompagné des variables de mise à jour de ces compteurs (cycle sec, cycle rev, cycle cycle ftth). Ces informations sont générées par le module CAM suite à la détection d'un profil particulier sur le signal arbre 25 à cames (signal AAC) permettant d'identifier le numéro de secteur et la révolution courants. Le principe de cette indentification est décrit ci-après. Pour se synchroniser sur un cycle moteur ayant plus d'un secteur, on utilise une information supplémentaire. Cette information se compose de trois signaux : 30 un signal de demande de synchronisation. un signal indiquant sur quelle révolution du cycle se synchroniser. un signal indiquant sur quel secteur se synchroniser. L'ensemble de ces signaux peut être fourni par un système exploitant le signal AAC comme le module CAM, ou par un autre système capable de fournir ces informations suite à l'analyse de phénomènes particuliers sur le cycle moteur. A partir de la connaissance de la position relative de l'arbre à cames par rapport à la référence angulaire issue du vilebrequin, et en exploitant la position secteur ("pos sector ftth"), on génère une fenêtre d'analyse (temps ou angulaire) au cours de laquelle on cherche à identifier un profil particulier du signal AAC. Un profil permet d'identifier de manière unique sur un cycle moteur la position sur laquelle on se trouve (secteur et révolution).

Un profil est composé d'une série de fronts du signal AAC. Les paramètres de détection sont multiples. On peut par exemple avoir un profil du type : série de n fronts consécutifs (montants ou descendants) dont le premier est un front montant ; série de n fronts consécutifs (montants ou descendants) dont le premier est un front descendant ; série de n front montants ; série de n fronts descendants ; état du signal durant la fenêtre.

Les paramètres d'un profil sont : type de détection ; nombre de fronts attendus dans la fenêtre ; type du premier front ou état du signal attendu ; Le numéro de secteur correspondant au profil ; Le numéro de révolution correspondant au profil ; En fonction de la constitution des cibles vilebrequin et arbre à cames, il est possible de définir plusieurs profils différents. La détection de l'un deux pendant la fenêtre d'analyse provoque la génération d'une demande de synchronisation accompagnée des paramètres de 30 position angulaire (numéro de secteur et de révolution) du profil concerné. La figure 8 présente, sur un cas particulier de signal AAC le principe de fonctionnement en supposant que l'on est en présence d'une cible vilebrequin n'ayant qu'un secteur par tour moteur.

On définit une fenêtre d'analyse par son début (B) et sa fin (E) par rapport à la position angulaire du secteur.

La configuration d'un premier profil (profil 0) est : on s'intéresse à tous les fronts du signal, le premier est « front montant » et l'on a deux fronts durant la fenêtre. La configuration d'un second profil (profil 1) est : on s'intéresse à tous les fronts du signal, le premier est « front montant » et l'on a un front durant la fenêtre.

D'autres profils disponibles ne sont pas utilisés. La détection du profil 0 à la fin de la première fenêtre et la détection du profil 1 à la fin de la seconde, sont deux sources d'informations permettant de synchroniser au plus vite le 15 système complet sur un cycle moteur.

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de détermination de la position angulaire instantanée d'une cible vilebrequin d'un moteur thermique, la cible comportant plusieurs dents, dans lequel on acquiert au moyen d'un capteur au moins un signal représentant le passage de chaque dent devant ledit capteur en fonction du temps, caractérisé en ce que l'on augmente la résolution angulaire dudit signal en interpolant le signal sur chaque période de dent au moyen de l'algorithme de Bresenham, de façon à générer par interpolation un signal haute résolution représentant le passage de fractions de dent devant ledit capteur en fonction du temps, et on détermine la position angulaire instantanée de la cible au moyen dudit signal haute résolution.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on génère le signal haute résolution sur une période X d'une dent n, en générant des pulses pour chaque fraction de dent.
3. 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel on génère le signal haute résolution sur une période X d'une dent n, en réalisant les étapes suivantes : ii. On choisit un paramètre Y définissant la résolution souhaitée ; et iii. On interpole ledit signal en appliquant l'algorithme suivant : Conditions initiales : y = 0; erreur = -X pour chaque incrément le long de l'axe des temps x erreur = erreur + 2*Y si erreur > 0 alors y = y + 1 erreur = erreur - 2X fin si fin pour
4. 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel le paramètre définissant la résolution souhaitée est un nombre de fractions de dents à générer par période de dent.
5. 5. Procédé selon l'une des revendications 3 et 4, dans lequel on choisit un paramètre définissant la résolution supérieur à la résolution souhaitée.
6. 6. Procédé selon l'une des revendications 2 à 5, dans lequel on détermine la période X dela dent n, à partir de la période de la dent précédente n-1 ou à partir d'une mesure interne, ou d'une information venant d'un dispositif externe.
7. 7. Procédé selon l'une revendications précédentes, dans lequel le signal acquis est le signal mesuré en temps réel par un capteur vilebrequin.
8. 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel on détecte au moins une singularité à partir dudit signal haute résolution, lorsque le nombre de pulses générés depuis la dernière détection de dents est supérieur à un seuil donné.
9. 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel la singularité est au moins une dent manquante et la cible est constituée de m dents et n singularités, l'intervalle entre deux singularités définissant un secteur, et dans lequel on reconstruit un cycle moteur en réalisant les étapes suivantes : i. on détermine la position d'au moins une dent manquante sur la cible à partir dudit signal haute résolution ; ii. on détermine la position d'au moins un secteur à partir de la position de ladite dent manquante ; iv. on identifie parmi les n secteurs, le secteur dont on a déterminé la position, ainsi que le numéro de révolution du cycle au moyen d'un mécanisme de synchronisation par compteurs.
10. 10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel on détermine le numéro de secteur et le numéro de révolution à partir d'un signal arbre à came et en réalisant les étapes suivantes : - on définit une fenêtre d'analyse du signal arbre à came ; - on définit des profils de signal arbre à came et l'on associe à chacun, et de manière unique, un numéro de secteur et un numéro de révolution pour un cycle moteur ; - on détermine le numéro de secteur et le numéro de révolution en identifiant au moins un profil sur ledit signal arbre à came au sein de ladite fenêtre.
11. 11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel un profil est composé d'une série de fronts du signal arbre à cames.
12. 12. Procédé de contrôle moteur muni d'une cible vilebrequin comportant plusieurs dents, dans lequel on acquiert au moyen d'un capteur au moins un signal représentant le passage de chaque dent devant ledit capteur en fonction du temps, caractérisé en ce que : i. on détermine la position angulaire instantanée de la cible vilebrequin au moyen du procédé selon l'une des revendications 1 à 11 ; ii. on commande des actionneurs en fonction de la position angulaire instantanée du moteur.10