FR3082969A1 - Procede de mesure d'une grandeur physique par un capteur numerique - Google Patents

Procede de mesure d'une grandeur physique par un capteur numerique Download PDF

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Abstract

Procédé de commande d'une unité électronique de contrôle (1) de véhicule automobile pour l'acquisition de la mesure d'une grandeur physique par un capteur numérique (2) connecté à l'unité électronique de contrôle (1), procédé dans lequel le capteur (2) émet des données numériques de mesure selon une période d'émission et l'unité électronique de contrôle (1) traite ces données de mesure selon une période de traitement (Tt), la période d'émission (Te) étant inférieure à la période de traitement (Tt). À la fin de chaque période de traitement, la valeur moyenne de la grandeur physique mesurée est déterminée sur un intervalle de N périodes de traitement précédentes.

Description

L’invention concerne le domaine de l’automobile et concerne plus particulièrement les procédés permettant de mesurer des grandeurs physiques au sein d’un véhicule automobile.
Un véhicule automobile comporte couramment de multiples capteurs coopérant par exemple avec le moteur du véhicule, avec sa transmission, avec ses portières et éléments ouvrants, etc. Ces capteurs permettent de mesurer des grandeurs physiques telles que la température, la pression, le débit d’un fluide, la présence de certains composants dans un fluide, les vibrations, la présence ou non d’un objet dans une zone, etc. Dans les véhicules automobiles récents, ces capteurs sont couramment des capteurs numériques, c’est-à-dire des capteurs aptes à émettre une trame de signaux numériques discrets représentatifs de la grandeur physique mesurée. Ces capteurs numériques permettent avantageusement un traitement par les outils informatiques des signaux représentatifs des grandeurs physiques mesurées.
Les capteurs numériques d’un véhicule automobile sont généralement connectés à des unités électroniques de contrôle qui sont des dispositifs électroniques comportant des moyens de traitement tels que des microprocesseurs. Les trames de données numériques émises par un capteur numérique sont ainsi reçues par une unité électronique de contrôle et traitées par cette dernière de manière à acquérir la valeur de la grandeur physique mesurée à un instant donné. L’unité électronique de contrôle est de plus connectée à des actionneurs de sorte que, en réponse aux informations de grandeurs physiques envoyées par les capteurs numériques, l’unité électronique de contrôle pilote ces actionneurs pour la gestion d’une des fonctions du véhicule automobile.
L’unité de contrôle moteur d’un véhicule automobile est un exemple d’une telle unité électronique de contrôle. L’unité de contrôle moteur est destinée à piloter le fonctionnement du moteur à combustion interne, notamment les séquences d’injection et éventuellement d’allumage du moteur du véhicule. Cette unité électronique de contrôle reçoit des informations de capteurs numériques tels que des capteurs indiquant la position angulaire du vilebrequin ou des arbres à cames, la température des différents éléments, les débits de fluide à l’admission ou à l’échappement du moteur, etc. Ces capteurs numériques envoient les données de mesure à l’unité électronique de contrôle qui, sur la base de ces informations, pilote les injecteurs de carburant et les éventuelles bougies d’allumage, au moment adéquat du cycle de combustion.
Les capteurs numériques au sein d’un véhicule automobile étant de plus en plus nombreux, et les moyens de calcul dont disposent les unités électroniques de contrôle étant limités, une attention particulière est portée sur les procédés de commande des unités électroniques de contrôle pour permettre d’acquérir une information la plus précise possible sur la base des données de mesure transmises par les capteurs numériques, et ce en employant un minimum de ressources de traitement de l’unité électronique de contrôle.
Ainsi, il arrive que certains capteurs numériques adaptés à émettre des données numériques de mesure selon une période d’émission déterminée, soient associés à des unités électroniques de contrôle qui sont adaptées à traiter ces données selon une période de traitement qui est supérieure à la période d’émission du capteur numérique. Autrement dit, certains capteurs numériques émettent des données numériques de mesure à une fréquence supérieure à la fréquence de traitement dont est capable l’unité électronique de contrôle. Cette situation, courante dans certaines applications automobiles, conduit à prévoir des procédés de commande des unités électroniques de contrôle permettant de gérer ce décalage entre la fréquence d’émission des données de mesure par les capteurs numériques et la fréquence de traitement par l’unité électronique de contrôle.
Jusqu’à présent, les procédés de commande des unités électroniques de contrôle permettant la gestion de ce décalage consistent à ne prendre en compte qu’une seule donnée de mesure émise par le capteur pour chaque période de traitement de l’unité électronique de contrôle. L’unité électronique de contrôle dispose ainsi d’une donnée de mesure pour chaque période de traitement et détermine une valeur moyenne de la grandeur physique mesurée sur un certain nombre de périodes de traitement en faisant simplement la moyenne des données numériques sur ces périodes de traitement.
Ces procédés de l’art antérieur conduisent à considérer que la valeur de la grandeur physique mesurée est constante sur une période de traitement et qu’elle varie par palier d’une période de traitement à l’autre. La moyenne obtenue sur cette base est donc imprécise et ne tient pas compte des variations continues d’une grandeur physique, ce qui est particulièrement préjudiciable quand la grandeur physique présente des variations importantes au cours d’une période de traitement.
L’invention propose d’améliorer la précision dans l’acquisition de la mesure d’une grandeur physique par un capteur numérique dont la période d’émission est inférieure à la période de traitement d’une unité électronique de contrôle, et ce en optimisant les ressources de calcul de l’unité électronique de contrôle.
À cet effet, l’invention vise un procédé de commande d’une unité électronique de contrôle de véhicule automobile pour l’acquisition de la mesure d’une grandeur physique par un capteur numérique connecté à l’unité électronique de contrôle, procédé dans lequel le capteur émet des données numériques de mesure selon une période d’émission et l’unité électronique de contrôle traite ces données de mesure selon une période de traitement, la période d’émission étant inférieure à la période de traitement. À la fin de chaque période de traitement, la valeur moyenne de la grandeur physique mesurée est déterminée sur un intervalle de N périodes de traitement précédentes. Le procédé comporte les étapes suivantes :
• stocker, dans une mémoire tampon de capacité de stockage égale à N+2 données de mesure, une donnée de mesure assignée pour chaque période de traitement ; la donnée de mesure assignée à une période de traitement étant définie comme la dernière donnée de mesure reçue par l’unité électronique de contrôle sur cette période de traitement ;
• avec chaque donnée de mesure assignée qui est stockée dans la mémoire tampon, stocker également l’âge de la donnée de mesure assignée ; l’âge d’une donnée de mesure étant définie comme la durée s’étendant entre la réception de la donnée de mesure par l’unité électronique de contrôle et la fin de la période de traitement correspondante ;
• à la fin de chaque période de traitement, déterminer une courbe d’interpolation des données de mesure assignées qui sont stockées dans la mémoire tampon ;
• à partir de la courbe d’interpolation, déterminer la valeur moyenne, sur un intervalle de N périodes de traitement, de la grandeur physique mesurée.
L’invention permet de faire une estimation fine du comportement dynamique de la grandeur physique mesurée au cours du temps et de se baser sur cette estimation pour déterminer sa valeur moyenne sur un intervalle donné. La détermination de la courbe d’interpolation des données de mesure qui sont stockées dans la mémoire tampon permet de prendre en compte l’évolution de la grandeur physique mesurée au sein d’une période de traitement bien que l’unité électronique de contrôle ne dispose que d’une donnée de mesure, pour cette période de traitement. La détermination de la courbe d’interpolation vise à utiliser les données de mesure des périodes de traitement entourant une période de traitement déterminée pour faire une estimation de l’allure dynamique de la courbe représentant la grandeur physique mesurée au sein de cette période de traitement déterminée. Ainsi, pour connaître la moyenne de la grandeur physique mesurée sur un intervalle donné, des données de mesure situées à l’extérieur de cet intervalle sont utilisées pour déterminer la variation de la grandeur physique mesurée à l’intérieur de cet intervalle, bien que ces données de mesure à l’extérieur de cet intervalle ne participent pas directement au calcul de la moyenne (les données de mesure à l'extérieur participent seulement à l'interpolation).
L’estimation fine du comportement dynamique de la grandeur physique mesurée permet de déterminer des valeurs moyennes, sur un intervalle donné, très précises et bien plus proches de la réalité que les procédés de l’art antérieur. Cette moyenne dont la précision est améliorée est obtenue sans nécessiter de capacité de calcul supérieure et donc sans faire peser de charge supplémentaire sur les moyens de traitement du signal, tels que les microprocesseurs, dont dispose l’unité électronique de contrôle.
Une précision accrue dans l’obtention des valeurs de la grandeur physique mesurée permet un pilotage également plus précis, et plus sûr, des actionneurs commandés par l’unité électronique de contrôle.
Le procédé de commande de l’unité électronique de contrôle peut comporter les caractéristiques additionnelles suivantes, seules ou en combinaison :
• l’unité électronique de contrôle mesure le temps entre la réception d’une donnée de mesure et la fin de la période de traitement au cours de laquelle cette donnée de mesure est reçue, cette mesure de temps étant réinitialisée à chaque fin de période de traitement, après avoir été stockée dans la mémoire tampon comme âge de la donnée de mesure correspondante ;
• la mémoire tampon stocke de manière tournante les données de mesure successivement assignées, par une gestion de type file d’attente ;
• la moyenne de la grandeur physique mesurée est déterminée sur un intervalle de N périodes de traitement précédentes, la mémoire tampon ayant une capacité de stockage de N+2 données de mesure assignées et de leur âge respectif ; une valeur préférée de N est 2 ;
• à la fin de chaque période de traitement, la moyenne de la grandeur physique mesurée est déterminée sur un intervalle excluant la période de traitement considérée ;
• la détermination de la courbe d’interpolation des données de mesure assignées est réalisée en déterminant une fonction d’interpolation correspondant à cette courbe d’interpolation ;
• la détermination de la fonction d’interpolation est réalisée à partir de l’identification d’un vecteur de données et d’un vecteur temporel, le vecteur de données étant constitué des N+2 valeurs des données de mesure assignées qui sont stockées dans la mémoire tampon et le vecteur temporel étant constitué des N+2 valeurs de l’âge de chacune des données de mesure assignées qui sont stockées dans la mémoire tampon ;
• le vecteur temporel est construit sur une base temporelle propre, dans laquelle la première valeur du vecteur, qui correspond au moment de la réception de la première donnée de mesure assignée qui est stockée dans la mémoire tampon, est prise comme origine, et les valeurs suivantes du vecteur correspondent au temps écoulé entre cette origine et la réception de chaque autre donnée de mesure assignée respectivement stockée dans la mémoire tampon ;
• la détermination de la fonction d’interpolation consiste à déterminer les coefficients d’une fonction analytique intégrable, par exemple une fonction polynomiale du second degré ;
• la valeur moyenne de la grandeur physique mesurée est déterminée sur l’intervalle de N périodes de traitement en déterminant la primitive de la fonction d’interpolation.
Un exemple préféré de réalisation de l’invention va maintenant être décrit en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 représente schématiquement une unité électronique de contrôle de véhicule automobile associée à un capteur numérique ;
- la figure 2 est une courbe illustrant un exemple de variation d’une grandeur physique mesurée par le capteur numérique de la figure 1 ;
- la figure 3 illustre, sur la base de la courbe de la figure 2, le procédé selon l’invention.
Les figures 1 à 3 illustrent un exemple de réalisation de l’invention dans lequel le procédé de commande est appliqué à une unité de contrôle moteur d’un véhicule automobile à moteur à combustion interne. Selon cet exemple, un capteur numérique de débit d’air est disposé dans un conduit d’admission du moteur du véhicule et permet de mesurer une grandeur physique qui est donc ici un débit d’air à l’admission du moteur.
La figure 1 illustre schématiquement cette unité électronique de contrôle 1 qui est reliée au capteur numérique 2 mesurant le débit d’air. L’unité électronique de contrôle 1 comporte des sorties de commande 3 pour le pilotage d’actionneurs, d’injecteurs, ou de bougies d’allumage, par exemple.
Le capteur 2 étant un capteur numérique, il émet des données numériques de mesure selon une période d’émission déterminée. L’unité électronique de contrôle 1 possède des moyens de traitement des signaux numériques, ici un microprocesseur 7 associé à des dispositifs de mémoire, notamment une mémoire tampon 6. L’unité électronique de contrôle 1 traite les données reçues du capteur 2 selon une période de traitement qui correspond à la tâche du microprocesseur 7 attribuée à l’exploitation du signal du capteur 2.
Ainsi, lorsqu’une trame de données numériques (ci-après dénommée « donnée de mesure >>) parvient à l’unité 1 pour être traitée, l’unité 1 garde en mémoire cette donnée de mesure en attendant le prochain moment où, selon la période de traitement, l’unité 1 sera en mesure de traiter cette donnée de mesure. L’acquisition de la mesure d’une grandeur physique (dans cet exemple : un débit d’air) est réalisée par le traitement au sein du module 1 des données de mesure émises par le capteur 2, ce traitement conduisant à déterminer périodiquement une valeur représentative (telle qu’une moyenne) de la grandeur physique mesurée sur un intervalle déterminé. L’unité 1 peut ainsi suivre l’évolution de la valeur de la grandeur physique et piloter les actionneurs adéquats en réaction à cette évolution. Dans le présent exemple, le débit de l’air à l’admission du moteur du véhicule peut être mesuré par l’unité 1 en fonction des données émises par le capteur 2, et l’injection de carburant peut être pilotée par les sorties de commande 3 en fonction de cette valeur du débit d’air.
La figure 2 est une courbe représentant la variation du débit d’air q en fonction du temps t. Dans cet exemple, la variation du débit d’air présente une forme générale de sinusoïde. La courbe 4 représente la réalité de la grandeur physique mesurée, c’est-à-dire que la courbe 4 représente les variations réelles du débit d’air. Les données de mesure Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6 émises par le capteur 2 sont également représentées sur la figure 2.
Les données de mesure Q1 à Q6 sont émises par le capteur 2 selon une fréquence prédéterminée, propre au capteur 2, et correspondant à une période d’émission Te. Ainsi, à l’issue de chaque période Te, le capteur 2 émet vers l’unité 1 une donnée de mesure correspondant à la valeur du débit d’air à l’instant de cette émission.
Dans l’exemple de la figure 2, un premier point Q1 correspond à l’émission d’une première donnée de mesure puis, à l’issue d’une durée correspondant à la période d’émission Te, une deuxième donnée de mesure Q2 est émise par le capteur 2 et ainsi de suite jusqu’à l’émission de la dernière donnée de mesure Q6. Par ailleurs, l’unité 1 traite les données reçues selon une période de traitement Tt. La période de traitement Tt correspond à une fréquence de traitement des données reçues qui est propre à l’unité 1 et qui est indépendante de la fréquence à laquelle les données de mesure sont émises par le capteur 2.
Lorsque la période d’émission Te est supérieure à la période de traitement Tt, l’unité 1 est capable de traiter les données reçues à une fréquence supérieure à la fréquence d’émission des données. Chacune des données de mesure émises par le capteur a ainsi le temps d’être traitée par l’unité 1. Au contraire, et c’est le cas du présent exemple, lorsque la période d’émission Te est inférieure à la période de traitement Tt, les données de mesure émises par le capteur 2 sont émises à une fréquence supérieure à la fréquence de traitement dont est capable l’unité 1. Dans cette situation, certaines données de mesure émises par le capteur 2 seront nécessairement perdues. Dans la plage de variation du débit d’air illustrée à la figure 2, les données de mesure Q1 à Q6 sont émises à chaque période d’émission Te en suivant la variation du débit d’air. Les données de mesure Q1 et Q2 sont chacune situées à l’intérieur d’une période de traitement Tt et seront donc traitées chacune correctement à la fin de la période Tt correspondante. En revanche, les données de mesure Q3 et Q4 sont toutes les deux émises par le capteur 2 au cours d’une même période de traitement Tt, ce qui est dû au décalage entraîné par une période d’émission Te inférieure à la période de traitement Tt. Dans ce cas, seule une des deux données de mesure Q3 ou Q4 pourra être traitée à l’issue de la période de traitement Tt correspondante.
Dans le présent exemple, c’est la dernière donnée de mesure Q4 reçue qui est traitée à la fin de la période de traitement Tt correspondante, la donnée de mesure Q3 reçue précédemment dans cette même période de traitement Tt étant alors perdue.
Sur la base de cet exemple illustré à la figure 2, le procédé de commande de l’unité électronique de contrôle 1 va être décrit en référence à la figure 3. Sur la figure 3, la courbe 4 de la figure 2 a été reportée pour représenter la variation réelle du débit d’air dont le capteur 2 doit assurer la mesure. De même, les données de mesure Q1 à Q6 émises par le capteur 2 sont également indiquées sur la figure 3. Dans cet exemple, le capteur 2 présente une période d’émission Te de 0,9 ms tandis que l’unité 1 présente une période de traitement Tt de 1 ms. Sur la figure 3, chaque milliseconde correspond ainsi à la fin d’une période de traitement Tt.
Le procédé de commande de l’unité 1 vise à obtenir, à la fin de chaque période de traitement Tt, la valeur moyenne du débit d’air sur un intervalle constitué d’un nombre prédéterminé de périodes de traitement Tt. Dans l’exemple décrit ci-dessous, le procédé permet, à la fin de chaque période de traitement Tt, c’est-à-dire à chaque milliseconde, de déterminer la valeur moyenne du débit d’air sur un intervalle de deux périodes de traitement Tt. De plus, toujours selon l’exemple qui sera décrit ci-dessous, cet intervalle de deux périodes de traitement Tt précède, sans l’inclure, la période de traitement Tt dont la fin est considérée. Autrement dit, toutes les millisecondes, une moyenne de débit d’air est déterminée sur un intervalle de 2 ms, avec une milliseconde de retard. Selon le présent exemple, à chaque fin de période de traitement Tt, la valeur moyenne du débit d’air est déterminée sur les deux périodes de traitement Tt qui précèdent la période de traitement dont la fin est considérée.
En référence à la figure 3, un exemple du procédé va être décrit dans lequel, à la fin de la période de traitement Tt5 (c’est-à-dire au temps t = 5 ms), va être déterminée la valeur moyenne du débit d’air mesuré sur un intervalle 5 constitué des périodes Tt3 et Tt4. Cet intervalle 5 est représenté hachuré sur la figure 3.
Le procédé comporte tout d’abord une étape de stockage des données de mesure émises par le capteur 2 dans la mémoire tampon 6.
La mémoire tampon 6 est une mémoire dont la capacité est ici de quatre données de mesure. La mémoire tampon 6 stocke de manière tournante les données de mesure successivement reçues, par une gestion de type file d’attente (FIFO, « First In First Out >> en anglais). Lorsque la mémoire tampon 6 est pleine (au bout de quatre données de mesure reçues), la plus ancienne donnée de mesure est effacée pour permettre l’enregistrement d’une nouvelle donnée de mesure, et ainsi de suite. La mémoire tampon 6 est ainsi toujours remplie par quatre données de mesure émises précédemment par le capteur 2.
Durant cette étape de stockage, la mémoire tampon 6 va stocker une seule donnée de mesure par période de traitement, cette unique donnée de mesure par période de traitement étant dénommée « donnée de mesure assignée >> à cette période de traitement. La donnée de mesure assignée à une période de traitement est définie comme la dernière donnée de mesure reçue du capteur 2 par l’unité 1 sur la période de traitement Tt considérée. En effet, sur chaque période de traitement Tt, l’unité 1 reçoit une ou plusieurs données de mesure Q1 à Q6. Or, une seule donnée de mesure est stockée dans la mémoire tampon 6, pour chaque période de traitement Tt. Ainsi, lorsqu’une seule donnée de mesure est reçue par l’unité 1 au cours d’une période de traitement Tt, la donnée de mesure assignée à cette période de traitement est cette donnée de mesure unique. Lorsque plusieurs données de mesure sont reçues par l’unité 1 au cours d’une période de traitement Tt, la donnée de mesure assignée à cette période de traitement Tt est alors la dernière donnée de mesure reçue. Par exemple, en référence à la figure 3, la donnée de mesure assignée à la période de traitement Tt1 est la donnée de mesure Q1, tandis que la donnée de mesure assignée à la période de traitement Tt3 est la donnée de mesure Q4, la donnée de mesure Q3 étant perdue. La mémoire tampon 6 contient ainsi, à chaque fin de période de traitement Tt, les quatre données de mesure assignées aux quatre périodes de traitement précédentes.
La capacité de la mémoire tampon 6 permet de stocker, en plus d’une donnée de mesure, l’âge de cette donnée de mesure. L’âge d’une donnée de mesure est défini comme la durée s’étendant entre la réception de la donnée de mesure par l’unité 1 et la fin de la période de traitement Tt au cours de laquelle cette donnée de mesure est reçue. En référence à la figure 3 :
• l’âge de la donnée de mesure Q1 est noté A1 ;
• l’âge de la donnée de mesure Q2 est noté A2 ;
• l’âge de la donnée de mesure Q4 est noté A4 (la donnée de mesure Q3 étant perdue) ;
• l’âge de la donnée de mesure Q5 est noté A5 ;
• l’âge de la donnée de mesure Q6 est noté A6.
L’exemple de la figure 3 montre que des données de mesure telles que Q1 présentent un âge A1 élevé, presque égal à la durée de la période de traitement Tt1 (ici 1 ms), tandis que d’autres données de mesure telle que Q4 présente un âge A4 peu élevé, la donnée de mesure Q4 étant reçue par l’unité 1 peu avant la fin de la période de traitement Tt3 correspondante.
En résumé, à chaque fin de période de traitement Tt, la mémoire tampon 6 contient les quatre données de mesure assignées aux quatre périodes de traitement précédentes, l’âge de chaque donnée de mesure étant stocké conjointement à la donnée de mesure correspondante.
Les étapes suivantes du procédé consistent à :
• à la fin de chaque période de traitement Tt, déterminer une courbe d’interpolation des données de mesure qui sont stockées dans la mémoire tampon 6 ;
• à partir de cette courbe d’interpolation, déterminer la valeur moyenne, sur l’intervalle 5, du débit d’air.
Pour décrire plus précisément les deux étapes indiquées ci-dessus, considérons par exemple la fin de la période de traitement Tt5. Ainsi, à l’instant de la fin de la période de traitement Tt5, c’est-à-dire au temps t = 5 ms sur la figure 3, la mémoire tampon 6 contient :
• la donnée de mesure Q2 ainsi que son âge A2;
• la donnée de mesure Q4 ainsi que son âge A4;
• la donnée de mesure Q5 ainsi que son âge A5;
• la donnée de mesure Q6 ainsi que son âge A6.
L’opération suivante consiste à déterminer une courbe d’interpolation de ces quatre données de mesure Q2, Q4, Q5, Q6qui sont stockées dans la mémoire tampon 6. Cette courbe d’interpolation approche au mieux la courbe 4 de l’évolution réelle du débit d’air. À partir de cette courbe d’interpolation, l’aire hachurée 5 peut être estimée. Cette aire hachurée 5 permet de déterminer une valeur moyenne représentative de la valeur du débit d’air sur l’intervalle constitué des périodes de traitement Tt3 et Tt4.
En vue de la détermination de la courbe d’interpolation, l’unité 1 détermine un vecteur de données [q1, q2, q3, q4], ainsi qu’un vecteur temporel [t1, t2, t3, t4]. Ces deux vecteurs constituent les données d’entrée pour réaliser une estimation des coefficients d’une fonction d’interpolation la plus proche des données de mesure Q2, Q4, Q5, Q6.
Dans le présent exemple :
• q1 est la valeur de la donnée de mesure Q2 (en unité de débit, telle que kilogramme par seconde) ;
• q2 est la valeur du débit de la donnée de mesure Q4 ;
• q3 est égal à la valeur du débit donné par la donnée de mesure Q5 ;
• q4 est égal à la valeur du débit donné par la donnée de mesure Q6.
Le vecteur temporel [t1, t2, t3, t4] est réalisé à partir de l’âge A2, A4, A5, A6 des données de mesure Q2, Q4, Q5, Q6, de telle sorte que le moment de réception de la première donnée de mesure Q2, présente dans la mémoire tampon 6, soit l’origine des temps t1 et que les valeurs t2, t3, et t4 correspondent au positionnement dans le temps des données de mesure Q4, Q5, Q6 par rapport à cette origine t1. Ainsi, t1, t2, t3, t4 sont les abscisses respectivement des points de données de mesure Q2, Q4, Q5, Q6. Dans ce cas, les valeurs de t1, t2, t3, t4 sont les suivantes :
t1= 0 ;
t2= A2 + (1ms - A4) ;
t3= t2+ A4+ (1 ms - A5) ;
t4= t3+ A5+ (1 ms - A6).
La courbe d’interpolation recherchée pour les quatre points Q2, Q4, Q5, Q6 pourra par exemple être déterminée à partir d’une fonction d’interpolation, qui est une fonction analytique intégrable. Toute fonction analytique pour laquelle une primitive existe peut être utilisée, par exemple un polynôme du N-ème ordre, sinus, exponentielle, logarithme, etc. La fonction pourra être choisie en fonction de la connaissance que l’on aurait à priori du signal réel (en fonction de la grandeur physique mesurée par le capteur). Dans le présent exemple, la courbe d’interpolation sera déterminée grâce à une fonction d’interpolation qui est une fonction polynomiale du second ordre, du type :
f(t) = a + b.t + c.t2 a, b, et c étant les coefficients caractéristiques de la fonction d’interpolation qui génère la courbe d’interpolation recherchée. Toute méthode d’optimisation connue pourra être utilisée pour obtenir les coefficients (a, b, c) de la fonction d’interpolation.
Dans le présent exemple, la méthode des moindres carrés est employée, de manière connue, pour déterminer les coefficients a, b, c à partir des vecteurs de données [q1, q2, q3, q4] et temporel [t1, t2, t3, t4],
La courbe d’interpolation, qui s’approche donc au plus près de la courbe réelle 4 de la variation du débit d’air, va ensuite être utilisée pour déterminer l’aire délimitée sous cette courbe d’interpolation, et sur l’intervalle constitué des deux périodes de traitement Tt3 et Tt4, cette aire se rapprochant très près de l’aire de la zone 5 de la figure 3 dans la mesure où la courbe d’interpolation se rapproche de très près de la courbe réelle 4.
Le calcul de l’aire délimitée sous la fonction d’interpolation peut être calculé par tous moyens connus. Cette aire correspond à l’intégrale de la courbe d’interpolation sur les périodes de traitement Tt3 et Tt4.
Par exemple, cette aire peut être déterminée grâce à la primitive de la fonction d’interpolation. La primitive de la fonction du type :
f(t) = a + b.t + c.t2 s’écrit :
g(t) = a.t + 1/2.b.t2 + 1/3.c.t3
La valeur de l’intégrale sur l’intervalle de la période de traitement Tt3 et Tt4 s’écrit :
Intégrale = g(tfin) - g(tdébut) avec : tdébut= t1 + A2, et tfin = t3 + A5
De cette intégrale, est déduite la valeur moyenne du débit d’air mesuré sur l’intervalle considéré (les périodes de traitement de Tt3 et Tt4) : valeur moyenne = intégrale / 2 ms.
Le procédé qui vient d’être décrit est répété à la fin de chaque période de traitement Tt. Ainsi, par exemple, 1 ms après la fin de la période de traitement Tt5, a lieu la fin d’une période de traitement subséquente Tt6 (non représentée sur la figure 3), à l’instant t=6 ms. A cet instant, la moyenne du débit d’air sera à nouveau déterminée mais sur un intervalle composé des périodes de traitement Tt4 et Tt5, grâce aux quatre valeurs des données de mesure Q4, Q5, Q6 et de la nouvelle donnée de mesure assignée à la nouvelle période de traitement Tt6.
À la fin de chaque période de traitement Tt, une nouvelle valeur de débit d’air est déterminée par l’unité 1 avec une grande précision.
D’autres variantes de réalisation du procédé peuvent être mises en oeuvre sans sortir du cadre de l’invention. Par exemple, l’intervalle pris en compte pour déterminer la moyenne de la grandeur physique mesurée peut être différent de deux périodes de traitement. Cet intervalle comporte par exemple une seule période de traitement Tt, alors seulement trois données de mesure assignées à trois périodes de traitement seront nécessaires (la période de traitement considérée ainsi que la période de traitement située avant cette dernière et la période de traitement située après cette dernière). Autre exemple, si cet intervalle comporte trois périodes de traitement Tt, alors cinq données de mesure assignées à cinq périodes de traitement seront nécessaires (les trois périodes de traitement considérées ainsi que la période de traitement immédiatement avant ces dernières et la période de traitement immédiatement après ces dernières).
Le capteur 2 peut être tout capteur numérique utilisé dans le véhicule automobile et l’unité électronique de contrôle 1 peut être toute unité électronique destinée à produire une action en fonction des valeurs de la grandeur physique mesurée par le capteur 2.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé de commande d’une unité électronique de contrôle (1) de véhicule automobile pour l’acquisition de la mesure d’une grandeur physique par un capteur numérique (2) connecté à l’unité électronique de contrôle (1), procédé dans lequel le capteur (2) émet des données numériques de mesure (Q) selon une période d’émission (Te) et l’unité électronique de contrôle (1) traite ces données de mesure (Q) selon une période de traitement (Tt), la période d’émission (Te) étant inférieure à la période de traitement (Tt), ce procédé étant caractérisé en ce que, à la fin de chaque période de traitement (Tt), la valeur moyenne de la grandeur physique mesurée est déterminée sur un intervalle (5) de N périodes de traitement (Tt) précédentes, et en ce qu’il comporte les étapes suivantes :
    • stocker, dans une mémoire tampon (6) de capacité de stockage égale à N+2 données de mesure (Q), une donnée de mesure assignée pour chaque période de traitement (Tt) ; la donnée de mesure assignée à une période de traitement étant définie comme la dernière donnée de mesure (Q) reçue par l’unité électronique de contrôle (1 ) sur cette période de traitement ;
    • avec chaque donnée de mesure assignée qui est stockée dans la mémoire tampon (6), stocker également l’âge (A) de la donnée de mesure assignée ; l’âge (A) d’une donnée de mesure (Q) étant définie comme la durée s’étendant entre la réception de la donnée de mesure par l’unité électronique de contrôle (1) et la fin de la période de traitement (Tt) correspondante ;
    • à la fin de chaque période de traitement (Tt), déterminer une courbe d’interpolation des données de mesure assignées qui sont stockées dans la mémoire tampon (6) ;
    • à partir de la courbe d’interpolation, déterminer la valeur moyenne, sur un intervalle (5) de N périodes de traitement (Tt), de la grandeur physique mesurée.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’unité électronique de contrôle (1) mesure le temps entre la réception d’une donnée de mesure (Q) et la fin de la période de traitement (Tt) au cours de laquelle cette donnée de mesure est reçue, cette mesure de temps étant réinitialisée à chaque fin de période de traitement (Tt), après avoir été stockée dans la mémoire tampon (6) comme âge (A) de la donnée de mesure (Q) correspondante.
  3. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la mémoire tampon (6) stocke de manière tournante les données de mesure (Q) successivement assignées, par une gestion de type file d’attente.
  4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la moyenne de la grandeur physique mesurée est déterminée sur un intervalle (5) de 2 périodes de traitement (Tt) précédentes, la mémoire tampon (6) ayant une capacité de stockage de 4 données de mesure (Q) assignées et de leur âge (A) respectif.
  5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, à la fin de chaque période de traitement (Tt), la moyenne de la grandeur physique mesurée est déterminée sur un intervalle (5) excluant la période de traitement considérée.
  6. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la détermination de la courbe d’interpolation des données de mesure assignées est réalisée en déterminant une fonction d’interpolation correspondant à cette courbe d’interpolation.
  7. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la détermination de la fonction d’interpolation est réalisée à partir de l’identification d’un vecteur de données (q1, q2, q3, q4) et d’un vecteur temporel (t1, t2, t3, t4), le vecteur de données étant constitué des N+2 valeurs des données de mesure assignées qui sont stockées dans la mémoire tampon (6) et le vecteur temporel étant constitué des N+2 valeurs de l’âge de chacune des données de mesure assignées qui sont stockées dans la mémoire tampon (6).
  8. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le vecteur temporel (t1, t2, t3, t4) est construit sur une base temporelle propre, dans laquelle la première valeur (t1) du vecteur, qui correspond au moment de la réception de la première donnée de mesure assignée qui est stockée dans la mémoire tampon (6), est prise comme origine, et les valeurs suivantes (t2, t3, t4) du vecteur correspondent au temps écoulé entre cette origine (t1) et la réception de chaque autre donnée de mesure assignée respectivement stockée dans la mémoire tampon (6).
  9. 9. Procédé selon l’une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la détermination de la fonction d’interpolation consiste à déterminer les coefficients d’une fonction analytique intégrable.
  10. 10. Procédé selon l’une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que la valeur moyenne de la grandeur physique mesurée est déterminée sur l’intervalle (5) de N périodes de traitement (Tt) en déterminant la primitive de la fonction d’interpolation.
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