FR3064357A1 - Procede de correction du signal d'un capteur de pression - Google Patents
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Abstract
La présente invention a pour objet un procédé de correction d'un signal de pression comprenant la mise en œuvre d'étapes de: - réception d'un signal de pression d'un capteur de pression lors d'au moins deux cycles de combustion, et d'un signal de position angulaire d'un vilebrequin correspondant auxdits cycles, - sélection, de deux fenêtres du signal de pression correspondant à une phase de compression de chaque cycle de combustion du moteur, lesdites fenêtres correspondant à une plage de positions angulaires identique du vilebrequin lors des deux cycles, - détermination, dans chaque fenêtre, d'une erreur de mesure du capteur de pression à partir d'une hypothèse de compression adiabatique dans la chambre de combustion, - détermination, à partir des erreurs de mesure calculées pour les deux cycles, d'une fonction d'erreur du capteur de pression, tenant compte d'une dérive temporelle dudit capteur, et - correction du signal du capteur de pression à partir dudit signal du capteur de pression et de la fonction d'erreur.
Description
Titulaire(s) : CONTINENTAL AUTOMOTIVE FRANCE Société par actions simplifiée, CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH.
Demande(s) d’extension
Mandataire(s) : CONTINENTAL AUTOMOTIVE FRANCE Société par actions simplifiée.
FR 3 064 357 - A1 (54/ PROCEDE DE CORRECTION DU SIGNAL D'UN CAPTEUR DE PRESSION.
©) La présente invention a pour objet un procédé de correction d'un signal de pression comprenant la mise en oeuvre d'étapes de:
- réception d'un signal de pression d'un capteur de pression lors d'au moins deux cycles de combustion, et d'un signal de position angulaire d'un vilebrequin correspondant auxdits cycles,
- sélection, de deux fenêtres du signal de pression correspondant à une phase de compression de chaque cycle de combustion du moteur, lesdites fenêtres correspondant à une plage de positions angulaires identique du vilebrequin lors des deux cycles,
- détermination, dans chaque fenêtre, d'une erreur de mesure du capteur de pression à partir d'une hypothèse de compression adiabatique dans la chambre de combustion,
- détermination, à partir des erreurs de mesure calculées pour les deux cycles, d'une fonction d'erreur du capteur de pression, tenant compte d'une dérive temporelle dudit capteur, et
- correction du signal du capteur de pression à partir dudit signal du capteur de pression et de la fonction d'erreur.
L’invention concerne un procédé de correction d’un signal de pression mesuré par un capteur de pression dans une chambre de combustion d’un moteur à combustion interne, ce procédé étant mis en œuvre par une unité électronique de contrôle du moteur. L’invention s’applique avantageusement aux moteurs diesel mais peut aussi s’appliquer aux moteurs à essence pourvus de capteurs de pression dans la chambre de combustion.
L’invention concerne également une unité électronique de contrôle configurée pour mettre en œuvre le procédé.
Un moteur à combustion interne comporte de manière classique des cylindres dans lesquels coulissent des pistons, définissant chacun une chambre de combustion dans laquelle du carburant est injecté puis allumé pour fournir au moteur l’énergie mécanique nécessaire à son fonctionnement.
Les pistons sont eux-mêmes reliés à un vilebrequin qui est rotatif autour de son axe pour permettre le mouvement de translation des pistons. Deux tours d’un vilebrequin, c’est-à-dire une rotation de 720°, coirespondent à un cycle de combustion du moteur. La position angulaire du vilebrequin est mesurée par un capteur dédié du moteur.
Il est également connu d’équiper le moteur à combustion interne d’un capteur de pression pour au moins une chambre de combustion, le capteur étant généralement de type piézo-électrique. Ainsi le capteur, sensible à la pression, fournit un signal exprimé en volts représentatif de la pression au sein de la chambre de combustion.
Ce signal de pression est ensuite communiqué à une unité électronique de contrôle du moteur (ou ECU pour « Engine Control Unit >> en anglais), qui lui permet d’ajuster au mieux les paramètres de réglages du moteur tels que les paramètres d’injection de carburant ou de post traitement des émissions polluantes.
Sur les figures 1a à 1c, les courbes commentées ci-après ont pour abscisse une position angulaire du vilebrequin en degrés et pour ordonnée la pression en bars dans la chambre de combustion.
En référence à la figure 1a, le signal de pression dans la chambre de combustion fourni par le capteur de pression doit normalement présenter la forme d’une droite de valeur constante (par exemple y = 0 V, correspondant à une pression dans la chambre égale à la pression atmosphérique), interrompue régulièrement par des pics correspondant aux phases de compression puis de combustion qui surviennent dans la chambre au cours d’un cycle moteur.
Or, comme visible sur la figure 1b, le signal fourni par le capteur de pression ne correspond pas réellement à la courbe de la pression dans la chambre de combustion pour plusieurs raisons.
D’une part, le signal mesuré par le capteur de pression suit une dérive lente qui est liée notamment à des variations de températures subies par le capteur au voisinage de la combustion. Cette dérive est une erreur variant linéairement avec le temps, de sorte que le signal fourni par le capteur prend en réalité la forme, en dehors des pics de pression, d’une droite croissante, ou dans certains cas décroissante. On appelle « erreur de dérive >> (ou en anglais « drift »), l’erreur sur la mesure de pression du capteur liée à cette dérive.
D’autre part, les valeurs fournies par un capteur de pression sont relatives et peuvent être différentes pour une même valeur de pression dans la chambre de combustion, ces variations étant par exemple dues à des variations d’altitude lors de l’utilisation du capteur. Pour obtenir la valeur absolue de la pression dans la chambre il faut recaler les valeurs du signal généré par le capteur.
Il est donc nécessaire de corriger le signal de pression généré par le capteur pour accéder à la valeur réelle de la pression dans la chambre de combustion.
Or, plusieurs méthodes de correction ont déjà été proposées.
Comme les capteurs de pression utilisés dans les moteurs sont classiquement équipés de circuits intégrés de type ASIC (acronyme anglais de « Application - Spécifie Integrated Circuit >>), une première méthode couramment employée est de mettre en œuvre une correction de la dérive du capteur par le capteur lui-même, au moyen de son circuit intégré. La correction de la dérive est réalisée au moyen d’un filtrage passe-haut qui permet non seulement de corriger la dérive, mais également de ramener la valeur moyenne de la tension du signal à 1 V pour éviter de saturer les composants du circuit intégré du capteur.
Le signal corrigé est ensuite transmis à l’unité électronique de contrôle du moteur qui réalise le recalage des données en valeur absolue.
Comme visible sur la figure 1c, qui représente la courbe de pression mesurée par le capteur et la courbe d’erreur qui est soustraite de la courbe de pression par le filtre passe-haut, cette méthode pose néanmoins l’inconvénient que le filtrage passe-haut réalisé pour corriger la dérive supprime aussi une partie du signal pertinent lors des pics de pression des cycles de combustion. On voit en effet que la courbe de tension qui est soustraite au signal mesuré du capteur n’est pas une droite linéaire qui supprime seulement la dérive, mais comprend aussi des pics qui correspondent à une partie des pics de pression mesurés par le capteur.
Cette méthode induit donc une erreur sur le signal de pression exploité par l’unité électronique de contrôle, ce qui provoque une baisse de précision sur la valeur du couple généré par le moteur déduite par l’unité électronique de contrôle.
On connaît également du document EP2898306 une méthode alternative qui comprend la correction, par le circuit intégré du capteur de pression, de l’erreur de dérive, en exploitant deux fenêtres temporelles correspondant à la même phase de deux cycles de combustion. En effet, pour deux mêmes phases de deux cycles de combustion, la valeur de pression mesurée par le capteur doit être identique. Or en réalité, la pression mesurée par le capteur n’est pas identique, et la variation résulte de la dérive. II est donc possible, pour le circuit intégré, de calculer une erreur de dérive linéaire avec le temps à partir de la variation de pression entre les deux cycles.
Le signal corrigé de l’erreur de dérive est ensuite transmis à l’unité électronique de contrôle qui réalise ensuite le recalage du signal du capteur.
Cette autre méthode est difficilement exploitable en pratique, car le circuit intégré ne dispose pas d’une référence temporelle pour déterminer deux phases identiques dans deux cycles de combustion différents. II est ainsi nécessaire de calculer une dérivée seconde du signal pour pouvoir déterminer ces phases. Ces calculs sont lourds pour le circuit intégré qui est doté de moyens de calculs limités, et par conséquents ne peuvent pas être réalisés à une fréquence suffisante par rapport à la rapidité des cycles moteurs.
II existe donc un besoin pour une solution alternative.
L’invention a pour but de pallier les manques de l’art antérieur, en proposant un procédé de correction du signal de pression mesuré par un capteur de pression de mise en oeuvre plus simple et permettant d’obtenir un résultat plus précis que l’art antérieur.
A cet égard, l’invention a pour objet un procédé de correction d’un signal de pression d’une chambre de combustion d’un moteur à combustion interne comprenant :
• au moins ladite chambre de combustion, • au moins un capteur de pression adapté pour générer un signal de pression dans ladite chambre de combustion, • un capteur de position angulaire d’un vilebrequin, adapté pour fournir un signal de position angulaire du vilebrequin, et • une unité électronique de contrôle, en communication avec ledit capteur de pression et ledit capteur de position du vilebrequin, le procédé comprenant la mise en oeuvre, par ladite unité électronique de contrôle, des étapes suivantes:
• réception d’un signal de pression généré par le capteur de pression lors d’au moins deux cycles de combustion du moteur, et d’un signal de position angulaire du vilebrequin correspondant aux dits cycles, • sélection, à partir de la position angulaire du vilebrequin, de deux fenêtres du signal de pression correspondant respectivement à une phase de compression de deux cycles de combustion du moteur, lesdites fenêtres correspondant à une plage de positions angulaires identique du vilebrequin lors des deux cycles de combustion, • détermination, dans chaque fenêtre du signal de pression, d’une erreur de mesure du capteur de pression à partir d’une hypothèse de compression adiabatique dans la chambre de combustion, • détermination, à partir des erreurs de mesure calculées pour les deux cycles moteurs, d’une fonction d’erreur du capteur de pression, tenant compte d’une dérive temporelle dudit capteur, et • correction du signal du capteur de pression à partir dudit signal du capteur de pression et de la fonction d’erreur du capteur.
Avantageusement, mais facultativement, le procédé selon l’invention peut en outre comprendre au moins l’une des caractéristiques suivantes :
• les deux cycles de combustion sont au plus espacés d’un troisième cycle de combustion, • en notant respectivement EmA et EmB l’erreur de mesure déterminée pour chaque fenêtre du signal de pression, et 0mA une position angulaire médiane du vilebrequin de la première fenêtre, la fonction d’erreur Em(0) du capteur de pression est calculée par :
Emo — EmA
Em(0) = EmA + —B—-(0-0m,A) où Δ0 est le nombre de degrés du vilebrequin écoulé entre les deux fenêtres du signal de pression, • la détermination d’une erreur de mesure EmA, EmB du capteur de pression dans chaque fenêtre comprend :
- pour deux positions angulaires θι, 02 du vilebrequin dans ladite fenêtre, centrées sur une position angulaire médiane de la fenêtre 0m, la détermination d’un volume Vb V2 de la chambre de combustion et d’une pression correspondante Pj, P’2 de la chambre de combustion obtenue à partir du signal du capteur de pression, et
- en notant Pi, P2 la pression corrigée de l’erreur e pour chacune des deux positions angulaires du vilebrequin telle que :
P'1 = + Em
P' 2 = Pr + Em le calcul de l’erreur Em par :
F = ητη
+ P'
2· • la pression Pj, P’2 obtenue à partir du signal du capteur de pression pour chaque instant ti, t2 est une moyenne de pressions mesurées par le capteur pendant une période de temps centrée respectivement sur chaque instant ti, t2.
• la correction du signal comprend la soustraction de l’erreur de dérive au signal de pression généré par le capteur de pression, et l’enregistrement du dernier cycle moteur du signal corrigé dans une mémoire de l’unité électronique de contrôle.
• le capteur de pression comprenant un circuit de traitement intégré, et étant étalonné pour fournir un signal en tension compris entre 0 et 5 V représentatif de la pression dans la chambre de combustion, le procédé dans lequel le signal de pression généré par le capteur et acquis par l’unité électronique de traitement est préalablement moyenné à 1 V par le circuit de traitement intégré au capteur.
L’invention a également pour objet un produit programme d’ordinateur, comprenant des instructions de code pour la mise en œuvre du procédé selon la description qui précède, quand il est exécuté par un calculateur.
L’invention porte également sur une unité électronique de contrôle, comprenant un calculateur et une mémoire, caractérisée en ce qu’elle est configurée pour la mise en œuvre du procédé selon la description qui précède.
Un autre objet de l’invention est un moteur à combustion interne, comprenant :
• au moins une chambre de combustion, • au moins un capteur de pression adapté pour générer un signal de pression dans ladite chambre de combustion, • un vilebrequin, • un capteur de position angulaire du vilebrequin, et • une unité électronique de contrôle selon l’invention, en communication avec ledit capteur de pression et ledit capteur de position angulaire du vilebrequin.
Le procédé selon l’invention permet dans une même opération de corriger l’erreur de dérive d’un capteur de pression, et de supprimer l’erreur de mesure en recalant les valeurs fournies par le capteur à la valeur absolue de la pression dans la chambre. Comme l’erreur calculée pour tenir compte de l’erreur de dérive est une erreur linéaire, la correction du signal du capteur ne supprime pas d’information pertinente sur la valeur de la pression dans la chambre.
En outre, le fait que la détermination et la correction des erreurs soient réalisées par l’unité électronique de contrôle permet de pouvoir exploiter la position angulaire du vilebrequin mesurée par un capteur prévu à cet effet, et donc de déterminer facilement deux phases de deux cycles de combustion correspondant à une même position angulaire du vilebrequin. Il n’est donc pas nécessaire de réaliser des traitements complexes du signal pour trouver ces phases.
Au surplus, comme l’unité électronique de contrôle bénéficie d’une puissance de calcul plus élevée que le circuit intégré d’un capteur de pression, ces calculs peuvent être effectués à une fréquence suffisante par rapport à la fréquence des cycles de combustion du moteur.
D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
- La figure 1a représente un exemple de signal de pression théorique généré par un capteur, correspondant à la pression réelle dans une chambre de combustion,
- La figure 1b représente un exemple de signal de pression erroné généré par un capteur, le signal comprenant des erreurs de dérive et de mesure en valeur absolue,
- La figure 1c représente un exemple d’erreur soustraite du signal de pression par un filtre passe-haut,
- La figure 2 représente schématiquement un moteur de combustion interne,
- La figure 3a représente, une courbe C1 d’un exemple de signal mesuré par un capteur de pression, et une courbe C2 de l’erreur de dérive calculée conformément à l’invention à partir du signal de la courbe C1,
- La figure 3b représente les courbes confondues du signal corrigé du capteur de pression et de la pression réelle dans la chambre de combustion.
- La figure 4 représente l’erreur entre le signal mesuré par le capteur et la pression réelle lors d’une phase de compression d’un cycle de combustion.
- La figure 5 représente schématiquement les étapes d’un procédé conforme à un mode de mise en œuvre de l’invention.
En référence à la figure 2, on a représenté partiellement et schématiquement un moteur à combustion interne 1 comprenant au moins un cylindre 10, et au moins un piston 11 coulissant dans le cylindre, le cylindre et le piston définissant une chambre de combustion 12.
Le moteur à combustion interne 1 comprend en outre un capteur 20 de pression adapté pour générer un signal représentatif de la pression dans la chambre de combustion 12. Le capteur 20 est avantageusement un capteur de type piézo-électrique délivrant une valeur de tension comprise par exemple entre 0 et 5 V. Le capteur 20 peut comprendre un circuit intégré 21, par exemple de type ASIC, adapté pour traiter le signal généré par le capteur. De préférence le circuit intégré 21 est configuré pour ramener la valeur moyenne du signal de pression à 1 V pour éviter la saturation des composants dudit circuit intégré.
Le moteur à combustion interne 1 comprend également un vilebrequin 13 relié à chaque piston 11, ainsi qu’un capteur 14 de position angulaire Θ du vilebrequin 13, adapté pour générer un signal représentant la position angulaire Θ du vilebrequin 13.
Ce capteur 14 présente une fréquence d’échantillonnage suffisante pour acquérir une variation de position angulaire d’un degré du vilebrequin. Le capteur de pression 20 présente quant à lui une fréquence d’échantillonnage supérieure ou égale à celle du vilebrequin, c’est-à-dire permettant une mesure de pression au moins à chaque degré du vilebrequin. Typiquement, cette fréquence d’échantillonnage peut être de l’ordre de 5 kHz pour un régime moteur de 1000 tours par minute ou rpm (pour « révolutions per minute » en anglais), à 20 kHz pour un régime moteur de 4000 rpm.
Sur la figure 2, le moteur à combustion interne 1 comprend également une unité électronique contrôle 30, comprenant un calculateur 31, par exemple un processeur, ou un microprocesseur, un contrôleur, un microcontrôleur, etc. L’unité électronique de contrôle 30 ECU comprend en outre une mémoire 32, avantageusement de type RAM.
L’unité électronique de contrôle 30 est en communication avec le capteur de pression 20 et le capteur 14 de position angulaire du vilebrequin, pour recevoir les signaux acquis par lesdits capteurs.
Le calculateur 31 de l’unité électronique de contrôle 30 est configuré pour mettre en œuvre le procédé de correction du signal généré par le capteur de pression 20 décrit ci-après.
Le procédé de correction du signal de pression généré par le capteur de pression 20 est mis en œuvre par l’unité électronique de contrôle 30 ECU, et décrit en référence aux figures 3a et 3b. Sur ces figures et la figure 4, les courbes représentées ont pour abscisse une position angulaire du vilebrequin exprimée en degré, et pour ordonnée la pression en bars dans la chambre de combustion.
Lors d’une étape 100, l’unité électronique de contrôle 30 reçoit, du capteur de pression 20, un signal de pression dans la chambre de combustion, généré par ledit capteur lors d’au moins deux cycles de combustion de carburant dans ladite chambre. Sur la figure 3a, on a représenté par la courbe C1 un exemple dudit signal généré par le capteur et transmis à l’unité électronique de traitement.
Lors de la même étape, l’unité électronique de contrôle 30 reçoit également un signal de position angulaire du vilebrequin généré par le capteur 14 de position angulaire du vilebrequin pendant lesdits cycles de combustion, ce signal étant transmis par ledit capteur 14.
Avantageusement, le calculateur 31 de l’unité électronique de contrôle 30 met en œuvre, lors d’une étape 150, un filtrage passe-bas du signal de pression généré par le capteur pour supprimer le bruit de mesure du signal.
Le procédé comprend ensuite une étape 200 de sélection de deux fenêtres temporelles A,B du signal de pression dans la chambre de combustion, correspondant à des moments identiques d’une phase de compression de deux cycles distincts de combustion de carburant (figure 3a).
Avantageusement, les deux cycles de combustion de carburant sont séparés d’au plus un cycle de combustion, et de préférence les deux cycles sont successifs. En effet, au-delà d’un cycle de combustion d’écart entre les deux cycles considérés, une inversion de la dérive pourrait survenir, par exemple en cas d’inversion du gradient de charge du moteur (ou couple moteur) et qui ne serait pas détectée, de sorte que la correction effectuée ne serait pas pertinente.
Pour assurer que les deux fenêtres A, B temporelles du signal de pression correspondent à des moments identiques de la compression, l’unité électronique de contrôle 30 met en relation le signal de position angulaire du vilebrequin avec le signal de pression dans la chambre de combustion.
En sélectionnant des plages de positions angulaires identiques du vilebrequin pour deux cycles de combustion différents, on garantit des plages de positions identiques du piston dans le cylindre, et donc des phases identiques de la compression. Par conséquent, théoriquement la courbe de pression acquise par le capteur de pression 20 dans ces deux fenêtres est identique, et une différence de signal du capteur entre les deux fenêtres correspond à une erreur de dérive du capteur. La dérive étant un phénomène linéaire en temps, il est alors possible de déduire de l’écart entre les pressions et du laps de temps écoulé entre les deux fenêtres (soit le nombre de cycles de combustion), l’erreur de dérive du capteur de pression.
Avantageusement les deux fenêtres A, B sélectionnées couvrent une plage de positions angulaires du vilebrequin de l’ordre de 40°, de préférence la plage des positions angulaires comprises entre 80° et 40° avant le poirh mort haut. Une telle plage couvre une période temporelle variable en fonction du régime moteur du véhicule, de l’ordre de 6,7 ms pour un régime moteur de 1000 rpm, et de 1,7 ms pour un régime moteur de 4000 rpm.
De plus, comme le signal de pression acquis par le capteur de pression 20 fournit une valeur relative de pression, il est nécessaire de le recaler. On appelle « erreur de mesure >> Em la différence entre la valeur de pression relative fournie par le capteur de pression 20 et la valeur réelle de pression dans la chambre de combustion. Cette erreur de mesure inclut l’erreur de dérive et le décalage de la mesure du capteur de pression.
On a représenté cette erreur sur la figure 4, qui est le décalage entre la courbe Ce qui représente le signal acquis par le capteur, et donc non corrigé, et la courbe Ce, qui représente le signal corrigé.
Le procédé de correction du signal de pression du capteur 20 comprend ensuite une étape 300 de détermination de l’erreur de mesure du capteur de pression dans chacune des deux fenêtres A, B sélectionnées.
Pour déterminer cette erreur, on fait l’hypothèse que d’une part la variation de l’erreur de dérive dans une fenêtre sélectionnée est négligeable, car la dérive du capteur 20 est un phénomène relativement lent par rapport à la durée d’un cycle moteur. Dans ce cas, l’erreur de mesure du capteur dans une fenêtre est une constante qui correspond au décalage du signal généré par le capteur par rapport à la pression réelle. On note respectivement EmA et EmB l’erreur de mesure correspondant respectivement à la fenêtre A et la fenêtre B.
On fait également l’hypothèse que la phase de compression d’un cycle de combustion du carburant est une compression adiabatique, c’est-à-dire au cours de laquelle la chambre de combustion n’échange pas de chaleur avec l’extérieur.
En référence à la figure 4, le calcul de l’erreur de mesure du capteur de pression 20 se fait, dans chaque fenêtre, en sélectionnant deux instants ti, t2 de la fenêtre correspondant à deux positions angulaires θι, θ2 du vilebrequin. De préférence, ces deux positions angulaires sont centrées sur une position angulaire médiane 0m du vilebrequin dans la fenêtre de manière à obtenir une erreur de mesure correspondant à cette position angulaire médiane.
L’unité électronique de contrôle 30 détermine ensuite, à chacune des positions angulaires θι, θ2, le volume Vi, V2, de la chambre de combustion correspondant, ainsi que la pression Pj, P’2 mesurée par le capteur correspondant.
De préférence, pour obtenir des valeurs fiables Pj, P’2 de mesures par le capteur pour les positions angulaires θι et 02 malgré un éventuel bruit de mesure restant, le calculateur 31 de l’unité électronique de contrôle sélectionne un nombre de valeurs de pression, par exemple une dizaine de valeurs, mesurées par le capteur de pression 21 autour de chaque instant θι, θ2, et établit une moyenne de ces valeurs pour obtenir respectivement P j et P’2.
D’après l’hypothèse d’erreur de mesure constante du capteur dans une même fenêtre, les relations suivantes s’appliquent :
P'i = P1A + EmA P'2,a = P2.A + PmA
Où Pi et P2 sont les valeurs réelles de pression dans la chambre de combustion, et l’indice A désigne les valeurs de pressions correspondant à la fenêtre A. Les mêmes relations s’appliquent dans la fenêtre B.
De plus, d’après l’hypothèse de compression adiabatique, les relations suivantes s’appliquent :
PÎ.A-Vl,A=P2,A-V2,A (P\A - EmA). VYA = (P’2,A - EmA). VYA
Où y est le rapport de la constante thermique à pression constante de l’air, et de la constante thermique à volume constant de l’air.
Dans chaque fenêtre A, B, l’erreur de mesure EmA, EmB est donc calculée comme suit :
P'2A-p'iA EmA = ^-1-^- + Pl2,A
EmK = (^d)y _ ! vl, A P' 2,B ~ P'i,B
V?B (FT)y -1 + P’
2,B
1,B
Or, l’écart entre les erreurs de mesure EmA et EmB des deux fenêtres A et B provient, comme on l’a dit, de la dérive du capteur de pression 20.
Par conséquent, la dérive étant considérée comme linéaire avec le temps, le procédé comprend une étape 400 au cours de laquelle l’unité électronique de traitement 30 calcule une fonction de l’erreur de mesure, liée à la dérive du capteur de pression 20, à partir des erreurs de mesure EmA et EmB, l’erreur étant calculée par :
EmB — EmA
Em(&) = EmA +
Δ0 avec Δ0 est le nombre de degrés du vilebrequin écoulé entre les deux positions angulaires médianes 0mA et des fenêtres A et B, qui se déduit facilement du nombre de cycles (1 ou 2) de combustion écoulé entre ces deux fenêtres.
On a représenté sur la figure 3a par la courbe C2 l’erreur ainsi calculée. Cette erreur est exprimée en fonction de la position angulaire du vilebrequin car les mesures de pression sont synchronisées avec le capteur de position angulaire, toutefois on comprend que cette erreur traduit une évolution temporelle car le capteur de position du vilebrequin est un indicateur temporel du cycle de combustion moteur.
Enfin, une fois cette erreur Em(0) calculée, l’unité électronique de traitement 30 corrige lors d’une étape 500 le signal du capteur de pression en une seule opération en la retranchant au dit signal. Le signal corrigé du capteur est représenté sur la figure 3b.
Ainsi cette étape de correction permet simultanément de recaler la mesure du capteur de pression, mais aussi de corriger l’erreur de dérive.
Avantageusement, comme la mémoire 32 de l’unité électronique de traitement 30 ne présente qu’une capacité de stockage limitée, l’unité électronique de traitement enregistre dans la mémoire 32 seulement la partie du signal corrigé correspondant au dernier cycle de combustion du moteur, c’est-à-dire le cycle où l’on a sélectionné la fenêtre B.
Plus précisément, cela signifie que l’erreur Em(ff) est calculée de préférence pour Θ compris entre 360° avant le point mort haut du cyde de combustion correspondant à la fenêtre B et 360° après le point mort haut du même cycle de combustion.
Ce procédé est répété à chaque cycle moteur pour réévaluer en permanence l’erreur et ainsi obtenir une mesure fiable de pression dans la chambre de combustion.
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Procédé de correction d’un signal de pression d’une chambre de combustion d’un moteur à combustion interne comprenant :• au moins ladite chambre de combustion (12), • au moins un capteur de pression (20) adapté pour générer un signal de pression dans ladite chambre de combustion, • un capteur (14) de position angulaire d’un vilebrequin (13), adapté pour fournir un signal de position angulaire du vilebrequin, et • une unité électronique de contrôle (30), en communication avec ledit capteur de pression (20) et ledit capteur (14) de position du vilebrequin, ledit procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend la mise en œuvre, par ladite unité électronique de contrôle (30), des étapes suivantes:• réception (100) d’un signal de pression généré par le capteur de pression (20) lors d’au moins deux cycles de combustion du moteur, et d’un signal de position angulaire du vilebrequin correspondant auxdits cycles, • sélection (200), à partir de la position angulaire du vilebrequin, de deux fenêtres (A, B) du signal de pression correspondant respectivement à une phase de compression de deux cycles de combustion du moteur, lesdites fenêtres correspondant à une plage de positions angulaires identique du vilebrequin lors des deux cycles de combustion, • détermination (300), dans chaque fenêtre du signal de pression, d’une erreur de mesure (Eitia, Επίβ) du capteur (20) de pression à partir d’une hypothèse de compression adiabatique dans la chambre de combustion, • détermination (400), à partir des erreurs de mesure (Επγια, Ειόβ) calculées pour les deux cycles moteurs, d’une fonction d’erreur (Em(0)) du capteur de pression, tenant compte d’une dérive temporelle dudit capteur, et • correction (500) du signal du capteur de pression à partir dudit signal du capteur de pression et de la fonction d’erreur du capteur.
- 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les deux cycles de combustion sont au plus espacés d’un troisième cycle de combustion.
- 3. Procédé selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel, en notant respectivement Eitia et Eitib l’erreur de mesure déterminée pour chaque fenêtre (A, B) du signal de pression, et 0mA une position angulaire médiane du vilebrequin de la première fenêtre, la fonction d’erreur Em(0) du capteur de pression est calculée par , . E mB — EmA = EmA + --Δ (θ-θηΑ) où ΔΘ est le nombre de degrés du vilebrequin écoulé entre les deux fenêtres du signal de pression.
- 4. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel la détermination d’une erreur de mesure EmA, EmB du capteur de pression dans chaque fenêtre comprend :• Pour deux positions angulaires θι, θ2 du vilebrequin dans ladite fenêtre, centrées sur une position angulaire médiane de la fenêtre 0m, la détermination d’un volume Vi, V2 de la chambre de combustion et d’une pression correspondante P’i, P’2 de la chambre de combustion obtenue à partir du signal du capteur de pression, et • En notant Pi, P2 la pression corrigée de l’erreur e pour chacune des deux positions angulaires du vilebrequin telle que := Px + Em P'2 = ?i + Em le calcul de l’erreur Em par :P'2 - P'î p — _£ _i_ p' cm — μ t r 2.Φκ-ι
- 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel la pression P’1, P’2 obtenue à partir du signal du capteur de pression pour chaque instant ti, t2 est une moyenne de pressions mesurées par le capteur pendant une période de temps centrée respectivement sur chaque instant ti, t2.
- 6. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la correction (500) du signal comprend la soustraction de l’erreur de dérive au signal de pression généré par le capteur de pression, et l’enregistrement du dernier cycle moteur du signal corrigé dans une mémoire (32) de l’unité électronique de contrôle (30).
- 7. Procédé selon l’une des revendications précédentes, le capteur (20) de pression comprenant un circuit de traitement intégré (21 ), et étant étalonné pour fournir un signal en tension compris entre 0 et 5 V représentatif de la pression dans la chambre de combustion, le procédé dans lequel le signal de pression généré par le capteur et acquis par l’unité électronique de traitement est préalablement moyenné à 1 V par le circuit de traitement intégré au capteur.
- 8. Produit programme d’ordinateur, comprenant des instructions de code pour la mise en œuvre du procédé selon l’une des revendications qui précèdent, quand il est5 exécuté par un calculateur (31 ).
- 9. Unité électronique de contrôle (30), comprenant un calculateur (31) et une mémoire (32), caractérisée en ce qu’elle est configurée pour la mise en œuvre du procédé selon l’une des revendications 1 à 7.
- 10. Moteur (1 ) à combustion interne, comprenant :• au moins une chambre de combustion (12), • au moins un capteur de pression (20) adapté pour générer un signal de pression dans ladite chambre de combustion (12), • un vilebrequin (13), • un capteur de position angulaire du vilebrequin (14), et • une unité électronique (30) selon la revendication 9, en communication avec ledit capteur (20) de pression et ledit capteur (13) de position angulaire du vilebrequin.1/4
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- 2017-03-24 FR FR1752466A patent/FR3064357B1/fr active Active
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