FR3042276A1 - METHOD FOR DETERMINING THE ACYLIC OF AT LEAST ONE COMPONENT OF A CINEMATIC CHAIN OF A MOTOR VEHICLE - Google Patents
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Abstract
Procédé de détermination de l'acyclisme d'au moins un élément d'une chaîne cinématique d'un véhicule automobile. Au moins un élément en rotation de la chaîne cinématique est muni d'un repère à dents par fixation solidaire, un capteur étant associé à chaque repère de sorte à mesurer la vitesse de rotation de l'élément par détection du passage d'au moins une dent du repère devant le capteur. Le procédé comprend les étapes suivantes : Pour chaque capteur, On mesure une tension alternative en sortie du capteur, On détermine un seuil de tension maximale positive d'une alternance, On détermine le temps entre deux alternances consécutives en déterminant le temps écoulé entre l'apparition de deux occurrences successives de la tension maximale positive On détermine la fréquence entre deux alternances consécutives en fonction du temps écoulé entre l'apparition de deux occurrences successives de la tension maximale positive, On détermine la vitesse instantanée de rotation de l'élément en fonction de la fréquence et du nombre de dents du repère, On détermine la vitesse moyenne de rotation de l'élément en réalisant la moyenne glissante d'un échantillon d'autant de vitesses instantanées que de dents du repère, puis On détermine la présence d'acyclisme au niveau de l'élément de la chaîne cinématique pour lequel la vitesse est mesurée en comparant l'écart entre la vitesse instantanée et la vitesse moyenne à au moins un seuil prédéterminé.Method for determining the acyclism of at least one element of a kinematic chain of a motor vehicle At least one rotating element of the kinematic chain is provided with a fixed-fastening tooth marker, a sensor being associated with each marker so as to measure the speed of rotation of the element by detecting the passage of at least one tooth of the mark in front of the sensor. The method comprises the following steps: For each sensor, an AC voltage is measured at the output of the sensor, a maximum positive voltage threshold of an alternation is determined, the time between two consecutive alternations is determined by determining the time elapsed between the occurrence of two successive occurrences of the positive maximum voltage The frequency between two consecutive alternations is determined as a function of the time elapsed between the appearance of two successive occurrences of the positive maximum voltage. The instantaneous speed of rotation of the element according to the invention is determined. of the frequency and the number of teeth of the marker, the average speed of rotation of the element is determined by realizing the sliding average of a sample of as many instantaneous speeds as of teeth of the marker, then the presence of acyclism at the level of the kinematic chain element for which speed is measured by comparing the art between the instantaneous speed and the average speed to at least a predetermined threshold.
Description
Procédé de détermination de l’acyclisme d’au moins un élément d’une chaîne cinématique d’un véhicule automobile. L’invention a pour domaine technique le contrôle de groupes moteurs munis d’au moins une chaîne cinématique, et plus particulièrement le contrôle de l’acyclisme de tels groupes.Method for determining the acyclism of at least one element of a kinematic chain of a motor vehicle The technical field of the invention is the control of motor groups provided with at least one kinematic chain, and more particularly the control of the acyclism of such groups.
Les phénomènes d’acyclisme d’une chaîne cinématique doivent être détectés et confirmés par la mise en place d’un capteur (vitesse, accélération) puis modélisés par un calcul prédictif de l’emballement du phénomène.The phenomena of acyclism of a kinematic chain must be detected and confirmed by the installation of a sensor (speed, acceleration) then modeled by a predictive calculation of the runaway of the phenomenon.
Toutefois cette solution n’est pas acceptable. En effet, l’ajout de capteurs présente un coût industriel élevé, est source de pannes ce qui induit une augmentation du coût en après-vente.However this solution is not acceptable. Indeed, the addition of sensors has a high industrial cost, is a source of breakdowns which leads to an increase in the cost after-sales.
De plus, les capteurs, notamment l’accéléromètre présentent des imprécisions ou pollutions des signaux de mesures et des dérives.In addition, the sensors, particularly the accelerometer, have inaccuracies or pollution of the measurement signals and drifts.
Enfin, la détection d’acyclisme par capteur ne permet pas d’obtenir des mesures à la fréquence des taches logicielles.Finally, detection of sensor acyclism does not make it possible to obtain measurements at the frequency of the software stains.
De l’état de la technique antérieure, on connaît le document JPS 57 86 506 décrivant une méthode d’évaluation du niveau de défaillance dans un système de turbines en fonction des mesures de plusieurs capteurs de vibration.From the state of the prior art, JPS 57 86 506 describes a method of evaluating the level of failure in a turbine system as a function of the measurements of several vibration sensors.
Il existe un besoin pour une détermination de l’acyclisme résolvant les problèmes mentionnés ci-dessus. L’invention a pour objet un procédé de détermination de l’acyclisme d’au moins un élément d’une chaîne cinématique d’un véhicule automobile. Au moins un élément en rotation de la chaîne cinématique est muni d’un repère à dents par fixation solidaire, un capteur étant associé à chaque repère de sorte à mesurer la vitesse de rotation de l’élément par détection du passage d’au moins une dent du repère devant le capteur.There is a need for a determination of acyclism solving the problems mentioned above. The invention relates to a method for determining the acyclism of at least one element of a kinematic chain of a motor vehicle. At least one rotating element of the kinematic chain is provided with a fixed-fastening tooth marker, a sensor being associated with each marker so as to measure the speed of rotation of the element by detecting the passage of at least one tooth of the mark in front of the sensor.
Le procédé comprend les étapes suivantes. Pour chaque capteur, on mesure une tension alternative en sortie du capteur, on détermine un seuil de tension maximale positive d’une alternance, on détermine le temps entre deux alternances consécutives en déterminant le temps écoulé entre l’apparition de deux occurrences successives de la tension maximale positive, on détermine la fréquence entre deux alternances consécutives en fonction du temps écoulé entre l’apparition de deux occurrences successives de la tension maximale positive, on détermine la vitesse instantanée de rotation de l’élément en fonction de la fréquence et du nombre de dents du repère, on détermine la vitesse moyenne de rotation de l’élément en réalisant la moyenne glissante d’un échantillon d’autant de vitesses instantanées que de dents du repère, puis on détermine la présence d’acyclisme au niveau de l’élément de la chaîne cinématique pour lequel la vitesse est mesurée en comparant l’écart entre la vitesse instantanée et la vitesse moyenne à au moins un seuil prédéterminé.The method comprises the following steps. For each sensor, an AC voltage at the output of the sensor is measured, a maximum positive voltage threshold of an alternation is determined, the time between two consecutive alternations is determined by determining the time elapsed between the appearance of two successive occurrences of the positive maximum voltage, the frequency is determined between two consecutive alternations as a function of the time elapsed between the appearance of two successive occurrences of the positive maximum voltage, the instantaneous speed of rotation of the element is determined as a function of the frequency and the number of the reference mark, the average rotational speed of the element is determined by realizing the sliding average of a sample of as many instantaneous speeds as of reference teeth, then the presence of acyclism at the level of the kinematic chain element for which speed is measured by comparing the gap between the speed inst and the average speed to at least one predetermined threshold.
Pour confirmer la présence d’acyclisme de l’élément à l’instant de mesure, on peut initialiser au moins un compteur, on peut déterminer si la valeur absolue de l’écart entre la vitesse instantanée et la vitesse moyenne est supérieure à au moins un seuil,To confirm the presence of acyclism of the element at the measurement instant, it is possible to initialize at least one counter, it is possible to determine whether the absolute value of the difference between the instantaneous speed and the average speed is greater than at least a threshold,
Lorsque tel est le cas, on incrémente le compteur associé au seuil franchi, puis on détermine si au moins un compteur est supérieur à un seuil, et si tel est le cas, on détermine que l’élément fait preuve d’acyclisme à l’instant de mesure.When this is the case, the counter associated with the crossed threshold is incremented, then it is determined whether at least one counter is greater than a threshold, and if this is the case, it is determined that the element exhibits acyclism to the moment of measurement.
On peut remettre à zéro les compteurs si le calculateur est remis à zéro et/ou si on perd le signal de mesure du capteur.The counters can be reset if the computer is reset and / or if the measurement signal of the sensor is lost.
On peut calculer ensuite une courbe de tendance de la valeur absolue de l’écart entre la vitesse instantanée et la vitesse moyenne en fonction du temps par régression, on peut déterminer ensuite le gradient de la courbe de tendance, puis on peut déterminer si la valeur déterminée du gradient est supérieure à une valeur de seuil, et si tel est le cas, on peut déterminer que l’élément présente un acyclisme persistant. D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif.Then we can calculate a trend curve of the absolute value of the difference between the instantaneous velocity and the average velocity as a function of time by regression, we can then determine the gradient of the trend curve, then we can determine if the value The gradient determined is greater than a threshold value, and if so, it can be determined that the element exhibits persistent acyclism. Other objects, features and advantages of the invention will appear on reading the following description, given solely by way of non-limiting example.
On considère une chaîne cinématique de BVA (acronyme pour « Boîte à Vitesse Automatique ») comprenant plusieurs éléments en rotation dont on souhaite étudier ou contrôler le fonctionnement, notamment la tendance à l’acyclisme. On rappelle que l’acyclisme est la variation de vitesse instantanée d’une pièce en rotation alors que la vitesse moyenne demeure constante.We consider a kinematic chain of BVA (acronym for "Automatic Speed Box") comprising several rotating elements whose operation we wish to study or control, especially the tendency to acyclism. Recall that acyclism is the instantaneous speed variation of a rotating part while the average speed remains constant.
On place un ensemble capteur/repère sur un des éléments de la chaîne cinématique. Le capteur délivre un signal brut sous la forme d’une tension. Le capteur peut être de type magnétique ou optique. Le repère est adapté au type de capteur, magnétique ou optique. En d’autres termes, l’élément de la chaîne cinématique mesuré par le capteur comprend un repère permettant de déterminer sa vitesse de rotation ou son accélération de rotation.A sensor / marker assembly is placed on one of the elements of the drive train. The sensor delivers a raw signal in the form of a voltage. The sensor may be magnetic or optical type. The marker is adapted to the type of sensor, magnetic or optical. In other words, the element of the kinematic chain measured by the sensor comprises a marker for determining its rotational speed or its rotation acceleration.
Un tel repère comprend en général des dents disposées uniformément sur sa circonférence, comprises dans un plan perpendiculaire à l’axe de rotation de l’élément de la chaîne cinématique mesuré par le capteur. Le capteur délivre alors une tension en rapport avec le passage des dents du repère. Dans le cas d’un capteur de vitesse, la tension est proportionnelle à la vitesse de rotation des dents du repère.Such a mark generally comprises teeth arranged uniformly on its circumference, included in a plane perpendicular to the axis of rotation of the kinematic chain element measured by the sensor. The sensor then delivers a voltage in relation to the passage of the reference teeth. In the case of a speed sensor, the voltage is proportional to the speed of rotation of the reference teeth.
La fréquence d’apparition est proportionnelle à la vitesse de rotation du repère. A chaque passage de dents face au capteur, un signal alternatif est produit. L’occurrence de ce signal est naturellement en phase avec le passage de chaque dent. Le temps de passage de chaque dent est proportionnel à la vitesse circonférentielle ou autrement dit au régime de rotation de la cible.The frequency of appearance is proportional to the speed of rotation of the marker. At each passage of teeth facing the sensor, an alternating signal is produced. The occurrence of this signal is naturally in phase with the passage of each tooth. The passage time of each tooth is proportional to the circumferential speed or in other words to the rotational speed of the target.
La fréquence d’apparition ou autrement dit, le nombre de passage de dent ou le nombre de sinusoïdes est proportionnel à la vitesse circonférentielle ou régime de la cible.The frequency of occurrence, or in other words, the number of tooth passes or the number of sinusoids is proportional to the circumferential velocity or target speed.
Le procédé de détermination de l’acyclisme d’au moins un élément d’une chaîne cinématique d’un véhicule automobile comprend des étapes suivantes.The method for determining the acyclism of at least one element of a driveline of a motor vehicle comprises the following steps.
On détermine le seuil de tension maximale positive d’une alternance. Une alternance correspond au passage d’un front de dent du repère au front suivant.The maximum positive voltage threshold of an alternation is determined. An alternation corresponds to the passage of a tooth front from the marker to the next front.
On détermine le temps t entre deux alternances consécutives en déterminant le temps écoulé entre l’apparition de deux occurrences successives de la tension maximale positive.The time t between two consecutive alternations is determined by determining the time elapsed between the appearance of two successive occurrences of the positive maximum voltage.
On détermine la fréquence f entre deux alternances consécutives en appliquant la définition d’une fréquence :The frequency f between two consecutive alternations is determined by applying the definition of a frequency:
(Eq. 1)(Eq. 1)
On détermine la vitesse instantanée VI en fonction de la fréquence f et du nombre N de dents du repère, par application de l’équation suivante :The instantaneous speed VI is determined as a function of the frequency f and the number N of teeth of the marker, by applying the following equation:
(Eq. 2)(Eq 2)
Avec : N : nombre de dents du repèreWith: N: number of teeth of the reference
On détermine la vitesse moyenne V MOY en réalisant la moyenne glissante d’un échantillon de N vitesses instantanées VI N sur un tour, soit N dents du repère par application de l’équation suivante :The average velocity V MOY is determined by realizing the sliding average of a sample of N instantaneous velocities VI N on one revolution, ie N teeth of the reference mark by application of the following equation:
(Eq. 3) L’échantillon de N vitesses instantanées VI N correspond à N valeurs successives de vitesses instantanées VI. A chaque passage de dents, la vitesse instantanée est calculée. Sur une cible de soixante dents, on a donc soixante valeurs de vitesse instantanée pouvant être différentes.(Eq.3) The sample of N instantaneous velocities VI N corresponds to N successive values of instantaneous velocities VI. At each passage of teeth, the instantaneous speed is calculated. On a target of sixty teeth, there are therefore sixty instantaneous speed values that can be different.
La vitesse moyenne est calculée à la fin de chaque tourThe average speed is calculated at the end of each lap
Compte tenu du calcul de la vitesse instantanée pour chaque dent, la vitesse moyenne est calculée en prenant bien en compte ces vitesses sur un tour, soit sur soixante dents, soixante valeurs de vitesse instantanées consécutives.Given the calculation of the instantaneous speed for each tooth, the average speed is calculated by taking into account these speeds on one turn, or on sixty teeth, sixty consecutive instantaneous speed values.
On procède ensuite à une détection d’acyclisme. La détection se fait pour chaque tour de repère effectué. Le principe fondamental est de comparer la vitesse instantanée d’un point donné par rapport à la vitesse moyenne du tour précédent. L’écart entre la vitesse instantanée par rapport à la vitesse moyenne informe sur l’ampleur de l’acyclisme. L’expérience montre que pour une vitesse moyenne identique calculée consécutivement sur plusieurs tours, de grandes divergences de vitesses instantanées peuvent tout de même exister. Ces divergences sont en rapport avec le phénomène d’acyclisme.An acyclic detection is then carried out. The detection is done for each round of reference made. The basic principle is to compare the instantaneous speed of a given point with the average speed of the previous lap. The difference between the instantaneous speed compared to the average speed informs on the extent of the acyclism. Experience shows that for an identical average speed calculated consecutively over several revolutions, large instantaneous speed differences can still exist. These differences are related to the phenomenon of acyclism.
Cette différence significative est exprimée selon trois grades de sévérité, calibrés selon le besoin technique du système à contrôler.This significant difference is expressed according to three severity grades, calibrated according to the technical need of the system to be controlled.
La confirmation de présence d’acyclisme sous Grade 1, 2 ,3 est matérialisée par un compteur d’occurrence, respectivement Compt Occu Gradel, Compt_Occu_Grade2, Compt_Occu_Grade3.The confirmation of presence of acyclism under Grade 1, 2, 3 is materialized by an occurrence counter, respectively Compt Occu Gradel, Compt_Occu_Grade2, Compt_Occu_Grade3.
Chaque compteur d’occurrence est incrémenté chaque fois que l’on détermine que la valeur absolue de l’écart entre la vitesse instantanée VI et la vitesse moyenne V MOY est supérieur à un seuil spécifique à chaque grade, nommés respectivement SeuilComptOccuGradel, Seuil_Compt_Occu_Grade2,Each occurrence counter is incremented each time it is determined that the absolute value of the difference between the instantaneous speed VI and the average speed V MOY is greater than a threshold specific to each grade, named respectively ThresholdComptOccuGradel, Threshold_Compt_Occu_Grade2,
Seuil_Compt_Occu_Grade3, sinon le compteur est remis à zéro.Threshold_Compt_Occu_Grade3, otherwise the counter is reset.
Si chaque compteur ComptOccuGradel,If every ComptOccuGradel counter,
Compt_Occu_Grade2, Compt_Occu_Grade3 dépasse un seuil prédéterminé spécifique à chaque grade, nommés respectivement Seuil_Acy_Gradel, Seuil_Acy_Grade2, Seuil_Acy_Grade3, on détermine qu’un acyclisme respectivement de grade 1, 2, 3 est établi à l’instant t.Compt_Occu_Grade2, Compt_Occu_Grade3 exceeds a predetermined threshold specific to each rank, named respectively Seuil_Acy_Gradel, Threshold_Acy_Grade2, Seuil_Acy_Grade3, one determines that acyclisme respectively of grade 1, 2, 3 is established at time t.
Le compteur permet d’éviter les phénomènes dits de « pompage software » (activation / dé activation en chaîne) également appelés hystérésis.The counter makes it possible to avoid so-called "pumping software" phenomena, also called hysteresis.
Par ailleurs, on remet à zéro les compteurs et les niveaux de grades si le calculateur est remis à zéro et/ou si on perd le signal de mesure du capteur.In addition, counters and grade levels are reset if the computer is reset and / or if the measurement signal of the sensor is lost.
On calcule ensuite une courbe de tendance de la valeur absolue de l’écart entre la vitesse instantanée VI et la vitesse moyenne V MOY en fonction du temps. Une telle courbe peut être obtenue par régression, notamment régression polynomiale à partir des points obtenus lors des calculs de grade.A trend curve of the absolute value of the difference between the instantaneous speed VI and the average speed V MOY as a function of time is then calculated. Such a curve can be obtained by regression, in particular polynomial regression from the points obtained during the rank calculations.
On détermine ensuite le gradient Gradi Acy de la courbe de tendance, puis on détermine si la valeur déterminée du gradient Gradi_Acy est supérieure à une valeur de seuil Seuil Gradi Acy.The gradient Gradi Acy of the trend curve is then determined, then it is determined whether the determined value of the gradient Gradi_Acy is greater than a threshold value Threshold Gradi Acy.
Si tel est le cas, on confirme la tendance d’apparition de l’acyclisme.If this is the case, we confirm the tendency of appearance of acyclism.
Le calcul de tendance permet de déterminer l’installation d’un acyclisme et d’anticiper le lancement d’un procédé de correction adapté.The trend calculation makes it possible to determine the installation of an acyclism and to anticipate the launch of a suitable correction method.
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