FR3086387A1 - Procede de determination de la position d'un vilebrequin de vehicule automobile - Google Patents
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Abstract
Procédé de détermination de la position d'un vilebrequin de véhicule automobile muni d'une cible rotative comprenant des repères distribués uniformément sur sa périphérie et une signature, ainsi que d'un capteur configuré pour émettre un signal électrique comprenant une succession de fronts apparaissant lors du passage d'un repère ou de la signature devant le capteur, comprenant les étapes suivantes : • à chaque front antérieur à la signature, • on détermine la date de détection d'un front puis on estime la date de détection du front suivant en fonction de la vitesse de rotation du vilebrequin, • on détermine la date de détection du front suivant puis on calcule l'écart temporel entre l'estimation et la détermination de la date de détection du front, • on détermine une erreur angulaire fonction de la date de détection du front suivant et de l'écart temporel, • si on détermine que la valeur absolue de l'erreur angulaire est supérieure à un seuil, on détermine la présence d'un front anormal et on mémorise le numéro de repère associé dans une première liste d'erreurs, • lors du passage de la signature, • on copie la première liste d'erreurs dans la deuxième liste d'erreurs si elle n'existe pas, • on ajuste un compteur d'occurrences en fonction des listes d'erreurs, et • si on détermine que les erreurs ne sont pas transitoires, on corrige les fronts dont le numéro de repère est mémorisé dans la deuxième liste d'erreurs, puis on émet un signal de position du vilebrequin fonction du signal comprenant les fronts corrigés.
Description
L’invention a pour domaine technique les procédés de commande d’un moteur à combustion interne, et plus particulièrement, de tels procédés munis d’une correction de phasage.
Le cycle de combustion d’un moteur interne comprend plusieurs phases dont l’occurrence est décalée dans le temps pour chaque cylindre. Afin que le cycle de combustion se déroule normalement, il est nécessaire de disposer d’une référence temporelle fiable sur la base de laquelle est déterminée chaque phase de chaque cylindre.
Une telle référence est disponible par l’intermédiaire d’un capteur de vilebrequin associé à une cible rotative munie de repères répartis sur sa périphérie. Un repère est généralement magnétique, soit sous forme de dent, soit noyé dans la masse. Le capteur de vilebrequin a pour rôle de déterminer un signal électrique en fonction du passage des repères. Le plus souvent, il est monté à proximité du volant moteur qui sert de cible rotative ou supporte une telle cible.
La rotation de la cible rotative entraîne des modifications périodiques du flux magnétique dues au passage des repères, qui sont transformées par le capteur en des variations de tension envoyées ensuite au calculateur de gestion moteur. Les variations de tension comprennent des fronts montants et des fronts descendants formant un signal périodique synchronisé avec le passage des repères devant le capteur. Un front montant apparaît à chaque passage d’un repère devant le capteur et est considéré dans la suite de la description comme le front considéré. A partir des variations de tension et de la succession des fronts, on calcule la vitesse de rotation et la position angulaire du vilebrequin pour obtenir les données de base nécessaires à la détermination du point d'injection et au réglage du point d'avance de l'allumage.
La cible rotative possède une signature, aussi appelée dent longue ou gap, correspondant habituellement à deux repères manquants, et qui permet de fixer une référence pour la position du vilebrequin. Une telle signature génère un signal différent des autres repères, qui permet de déterminer lorsque la cible rotative a réalisé une rotation complète.
Une cible rotative communément employée comprend 60 repères répartis sur la périphérie de la cible rotative, et deux repères consécutifs supprimés pour créer la signature. Une telle cible est appelée cible rotative 60-2.
Lorsqu'une cible rotative 60-2 est utilisée, le capteur reçoit un signal tous les 6° (6° = 360° / 60 repères). A chaque front reç, la position du moteur est augmentée de 6°. Entre les repères, la position du moteur est prédite en utilisant la vitesse instantanée et le gradient de vitesse déterminé à la même position que sur le cylindre précédent.
En cas de bruit ou d'interférence sur le signal du capteur, on peut remarquer des fronts additionnels ou de fronts manquants, donnant l’illusion, respectivement, de repères additionnels ou manquants par rapport aux repères attendus. Les fronts additionnels peuvent être créés par de la limaille de fer se concentrant dans les creux des repères. Les fronts manquants peuvent être détectés en cas de choc sur la cible.
Ces fronts additionnels ou manquants perturbent le calcul de la position du moteur, et génèrent ainsi une imprécision dans cette détermination. Les paramètres utilisés pour la combustion ne sont alors plus séquencés de manière optimale et peuvent générer de la pollution.
Lorsqu’un trop grand nombre de fronts sont détectés manquants ou additionnels, le calcul de la position du moteur passe en mode dégradé. Dans ce cas, on utilise les fronts issus d’une cible solidaire de l'arbre à cames pour recalculer la position du moteur. Cette dernière est moins précise du fait d’un nombre moins important de repères que sur une cible rotative de vilebrequin.
Il existe donc un problème de détection tardive des fronts additionnels ou manquants.
Un objectif de la présente invention est de détecter plus rapidement les fronts additionnels ou manquants, en particulier afin de retarder le plus possible un éventuel passage du contrôle moteur en mode dégradé.
Il existe également un problème lié à l’impossibilité de détecter la présence simultanée d’un front manquant et d’un front additionnel. Une telle situation fausse pourtant la détermination de position du vilebrequin entre les deux fronts erronés.
L’invention a pour objet un procédé de détermination de la position d’un vilebrequin de véhicule automobile muni d’une cible rotative comprenant des repères distribués uniformément sur sa périphérie et une signature, ainsi que d’un capteur configuré pour émettre un signal électrique comprenant une succession de fronts apparaissant lors du passage d’un repère ou de la signature devant le capteur. Le procédé comprend les étapes suivantes :
• à chaque front de la cible rotative jusqu’au front correspondant à la signature, • on détermine la date de détection d’un front puis on estime la date de détection du front suivant en fonction de la vitesse de rotation du vilebrequin et de l'historique des fronts précédents, • on détermine la date de détection du front suivant, puis on calcule l’écart temporel entre l'estimation de la date de détection du front suivant, et la détermination de la date de détection du front suivant, • on détermine une erreur angulaire fonction de la détermination de la date de détection du front suivant et de l’écart temporel, • si on détermine que la valeur absolue de l’erreur angulaire est supérieure à un seuil, on détermine la présence d’un front anormal et on mémorise le numéro de repère associé dans une première liste d’erreurs, • lors du passage du front correspondant à la signature, si une deuxième liste d’erreurs n’existe pas, on copie la première liste d’erreurs dans une deuxième liste d’erreurs, • on ajuste au moins un compteur d’occurrences en fonction de la première liste d’erreurs et de la deuxième liste d’erreurs, et on détermine si le au moins un front dont le numéro de repère associé est mémorisé dans la deuxième liste d’erreurs n’est pas dû à une erreur transitoire en fonction du au moins un compteur d’occurrences, • si tel est le cas, on corrige le au moins un front dont le numéro de repère associé correspond à un numéro de repère de la deuxième liste d’erreurs, puis on réinitialise le au moins un numéro de repère associé au front corrigé de la deuxième liste d’erreurs et le au moins un compteur d’occurrences et on émet un signal de position du vilebrequin fonction du signal comprenant les fronts corrigés.
Pour ajuster le compteur d’occurrences, on peut réaliser les étapes suivantes :
• on compare la première liste d’erreurs à la deuxième liste d’erreurs, • si les listes correspondent, on incrémente un compteur d’occurrences de la première liste d’erreurs d’une première valeur, puis on réinitialise la première liste d’erreurs, • si les listes ne correspondent pas, on réinitialise la première liste d’erreurs, la deuxième liste d’erreurs et on décrémente le compteur d’occurrences de la première liste d’erreurs d’une deuxième valeur.
On peut déterminer que les fronts dont les numéros de repère sont mémorisés dans la deuxième liste d’erreurs ne sont pas dus à des erreurs transitoires, si le compteur d’occurrences de la première liste d’erreurs est supérieur à un seuil prédéterminé.
Pour ajuster le au moins un compteur d’occurrences, on peut réaliser les étapes suivantes :
• on compare les numéros de repère de la première liste d’erreurs aux numéros de repère contenus dans la deuxième liste d’erreurs, • pour chaque numéro de repère présent dans la première liste d’erreurs et dans la deuxième liste d’erreurs, on incrémente un compteur d’occurrences d’un numéro de repère de la première liste d’erreurs associé audit front d’une première valeur, puis et on considère que la au moins une erreur n’est pas transitoire, • pour chaque numéro de repère n’étant pas présent dans la première liste d’erreurs et dans la deuxième liste d’erreurs, on réinitialise le numéro de repère de la deuxième liste d’erreurs, on décrémente le compteur d’occurrences d’un numéro de repère de la première liste d’erreurs associé audit front d’une deuxième valeur et on considère que les erreurs sont transitoires, puis • on réinitialise la première liste d’erreurs.
Pour déterminer si au moins un front dont le numéro de repère est mémorisé dans la deuxième liste d’erreurs n’est pas dû à une erreur transitoire, on peut déterminer si au moins un compteur d’occurrences d’un numéro de repère de la première liste d’erreurs associé audit front est supérieur à un seuil prédéterminé.
Lorsque l’on détermine la présence d’un front anormal, on peut déterminer le signe de l’écart temporel et on peut mémoriser dans une première liste d’erreurs le numéro de repère correspondant au dernier front reçu ainsi qu’une information de repère additionnel si l’écart temporel est positif ou une information de repère manquant si l’écart temporel est négatif.
Pour corriger un front dont le numéro de repère est mémorisé dans la deuxième liste d’erreurs , lors de l’occurrence suivante du front à corriger, on supprime le front si le numéro de repère correspondant est associé à l’information front additionnel, ou on ajoute un front lors de l’occurrence de l'estimation de la date d’un nouveau front correspondant au numéro de repère mémorisé si le numéro de repère est associé à l’information front manquant.
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 et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 illustre les principales étapes du procédé de commande selon l’invention,
- la figure 2 illustre les fronts estimés et déterminés pour un passage normal de repère de la cible tournante, et
- la figure 3 illustre les fronts estimés et déterminés pour un passage anormal de repère de la cible tournante caractéristique d’un repère additionnel.
L’invention est basée sur la comparaison d’une date prédite d’occurrence d’un front avec la date d’occurrence du front vilebrequin déterminée en fonction du signal reçu du capteur.
Le procédé est initialisé en mémorisant une valeur nulle dans chaque valeur ou liste de valeurs mémorisées apparaissant dans les étapes ci-dessous.
Au cours d’une première étape 1, on détermine la date Tn-i à laquelle un front est détecté puis on calcule l'estimation de la date de détection du front suivant Tn estimé en fonction de la vitesse de rotation du vilebrequin et de l'historique des fronts précédents.
Au cours d’une deuxième étape 2, on détermine la date Tn à laquelle le front suivant est détecté puis on calcule l’écart temporel ΔΤ entre l'estimation Tn estimé de la date de détection du front suivant et la date Tn à laquelle le front suivant est détecté.
Au cours d’une troisième étape 3, on convertit l’écart temporel ΔΤ en erreur angulaire Err° en fonction de la date Tn à laquelle le front suivant est détecté et de l’écart angulaire A°repère correspondant à un repère de la cible rotative par application de l’équation suivante :
Err° =A°repère * ΔΤ / Tn (Eq. 1)
On notera que A°repère est égal à 6° pour une cible à 60 repères et à 10°pour une cible à 36 repères.
Au cours d’une quatrième étape 4, on détermine si la valeur absolue de l’erreur angulaire Err° est inférieure à un seuil, par exemple 4°. On considère qu’une valeur absolue de l’erreur angulaire Err° inférieuie au seuil est cohérente avec une accélération ou une décélération de la vitesse de rotation du vilebrequin. Une valeur supérieure est considérée comme anormale et due à l’apparition d’un front additionnel ou la disparition d’un front attendu.
Lorsque la valeur absolue de l’erreur angulaire Err° est inférieure à un seuil, le procédé reprend à l’étape 1.
Lorsque tel n’est pas le cas, le procédé se poursuit par une cinquième étape 5, au cours de laquelle on détermine le signe de l’écart temporel ΔΤ et on mémorise dans une première liste d’erreurs NrFrontErrl le numéro de repère correspondant au dernier front déterminé ainsi qu’une information de repère additionnel si l’écart temporel ΔΤ est positif ou une information de repère manquant si l’écart temporel ΔΤ est négatif.
Le procédé se poursuit alors par une sixième étape 6, au cours de laquelle on détermine si l’on détecte le passage du front correspondant à la signature.
Si tel n’est pas le cas, le procédé reprend à la première étape 1. Si tel est le cas, le procédé se poursuit par une septième étape 7. Les étapes 1 à 6 sont répétées ainsi pour chaque front vilebrequin de la cible rotative.
Lors de la septième étape 7, on détermine s’il y a eu au moins un numéro de repère mémorisé dans la première liste d’erreurs NrFrontErrl depuis le précédent passage de la signature. Pour réaliser cela, on détermine si au moins une valeur de la première liste d’erreurs est non nulle.
Si tel n’est pas le cas, le procédé reprend à l’étape 1.
Si tel est le cas, on confirme la présence d’erreur, puis on compare les valeurs de la première liste d’erreurs NrFrontErrl aux valeurs contenues dans la deuxième liste d’erreurs NrFrontErr2, si elle existe.
Dans un premier mode de réalisation, si la deuxième liste d’erreurs NrFrontErr2 n’existe pas, on copie la première liste d’erreurs NrFrontErrl dans la deuxième liste d’erreurs NrFrontErr2.
On compare la première liste d’erreurs NrFrontErrl et la deuxième liste d’erreurs NrFrontErr2 dans leur ensemble.
Si les listes correspondent, on incrémente un compteur d’occurrences NrRevMem de la première liste d’erreurs NrFrontErrl d’une première valeur, puis on réinitialise la première liste d’erreurs NrFrontErrl. Le compteur d’occurrences de la première liste d’erreurs correspond à un compteur du nombre de fois que la première liste d’erreurs NrFrontErrl correspond à la deuxième liste d’erreurs NrFrontErr2.
Si les listes ne correspondent pas, on réinitialise la première liste d’erreurs NrFrontErrl, la deuxième liste d’erreurs NrFrontErr2 et on décrémente le compteur d’occurrences NrRevMem de la première liste d’erreurs NrFrontErrl d’une deuxième valeur prédéfinie.
Le procédé se poursuit par une huitième étape 8, au cours de laquelle on détermine si le compteur d’occurrences NrRevMem de la première liste d’erreurs NrFrontErrl est supérieur à un seuil prédéterminé.
Si tel n’est pas le cas, on considère que les fronts mémorisés dans la première liste d’erreurs NrFrontErrl sont pour l’instant dus à des erreurs transitoires. Le procédé reprend à la première étape 1.
Si tel est le cas, le procédé se poursuit à la neuvième étape 9, au cours de laquelle on détermine que les fronts mémorisés dans la liste d’erreurs ne sont pas transitoires et doivent être corrigés. Lors de l’occurrence suivante du front correspondant à un repère dont le numéro est mémorisé dans la deuxième liste d’erreurs NrFrontErr2, on corrige la position du front associé à chaque numéro de repère mémorisé. Si le numéro de repère est associé à l’information front additionnel, le front correspondant est supprimé. Si le numéro de repère est associé à l’information front manquant, on ajoute un front lors de l’occurrence de l'estimation de la date d’un nouveau front Tn estimé correspondant au numéro de repère mémorisé.
On réinitialise la deuxième liste d’erreurs NrFrontErr2 et le compteur d’occurrences NrRevMem de la première liste d’erreurs. Le procédé reprend alors à l’étape 1.
Les étapes décrites ci-dessus sont répétées sur chaque révolution de la cible rotative.
Dans un deuxième mode de réalisation, on cherche à comparer les listes d’erreurs au niveau de leurs numéros de repère et non plus dans leur intégralité.
Si la deuxième liste d’erreurs NrFrontErr2 n’existe pas, on copie les numéros de repère de la première liste d’erreurs NrFrontErrl dans la deuxième liste d’erreurs NrFrontErr2.
On compare les numéros de repère de la première liste d’erreurs NrFrontErrl et les numéros de repère de la deuxième liste d’erreurs NrFrontErr2.
Pour chaque numéro de repère de la première liste d’erreursNrFrontErrl, on détermine si ledit numéro de repère est présent dans la deuxième liste d’erreurs NrFrontErr2.
Si tel est le cas, on incrémente un compteur d’occurrences d’un numéro de repère NrFrontRevMem associé audit front d’une première valeur prédéterminée,
Si tel n’est pas le cas, on décrémente un compteur d’occurrences d’un numéro de repère NrFrontRevMem associé audit front d’une deuxième valeur prédéterminée, puis on supprime le numéro de repère de la deuxième liste d’erreurs NrFrontErr2. Le compteur d’occurrences NrFrontRevMem d’un numéro de repère correspond à un compteur du nombre de fois que le numéro de repère de la première liste d’erreurs NrFrontErrl a été mémorisé ou était présent dans la deuxième liste d’erreurs NrFrontErr2.
Une fois tous les numéros de repère de la première liste d’erreurs NrFrontErrl comparés à ceux de la deuxième liste d’erreurs NrFrontErr2, on réinitialise la première liste d’erreurs NrFrontErrl.
Le procédé se poursuit par une huitième étape 8, au cours de laquelle on détermine pour chaque numéro de repère si le compteur d’occurrences d’un numéro de repère NrFrontRevMem correspondant est supérieur à un seuil prédéterminé.
Si aucun compteur d’occurrences d’un numéro de repère NrFrontRevMem n’est supérieur au seuil prédéterminé, on considère que l’erreur liée à un front dont le numéro de repère correspondant est mémorisé dans la première liste est pour l’instant transitoire. Le procédé reprend à la première étape 1.
Si au moins un compteur d’occurrences d’un numéro de repère NrFrontRevMem est supérieur au seuil prédéterminé, le procédé se poursuit à la neuvième étape 9, au cours de laquelle on détermine que les erreurs mémorisées pour les fronts dont le numéro de repère correspondant est mémorisé dans la première liste et pour lesquels le compteur d’occurrences d’un numéro de repère NrFrontRevMem est supérieur au seuil prédéterminé, ne sont pas transitoires et doivent être corrigées. Lors de l’occurrence suivante d’un front correspondant à un repère dont le numéro est mémorisé dans la deuxième liste d’erreurs NrFrontErr2 et pour lequel le compteur d’occurrences d’un numéro de repère NrFrontRevMem est supérieur au seuil prédéterminé, on corrige la position du front associé à chaque numéro de repère mémorisé. Si le numéro de repère est associé à l’information front additionnel, le front correspondant est supprimé. Si le numéro de repère est associé à l’information front manquant, on ajoute un front lors de 5 l’occurrence de l'estimation de la date d’un nouveau front Tn estimé correspondant au numéro de repère mémorisé.
On réinitialise la deuxième liste d’erreurs NrFrontErr2 et chaque compteur d’occurrences d’un numéro de repère NrFrontRevMem. Le procédé reprend alors à l’étape 1.
Les figures 2 et 3 illustrent la succession des fronts issus du passage des repères de la cible rotative devant le capteur. Elles illustrent également le résultat des déterminations des étapes 1 à 4. On peut voir la date estimée Tn estimé de passage du front correspondant au repère n, la date Tn de passage du front correspondant au repère n et l’écart temporel ΔΤ. La figure 2 illustre en particulier le cas d’un écart temporel ΔΤ inférieur au seuil, correspondant à un front considéré normal.
La figure 3 illustre le cas d’un écart temporel ΔΤ supérieur au seuil, et positif correspondant à un front additionnel.
Claims (8)
1. Procédé de détermination de la position d’un vilebrequin de véhicule automobile muni d’une cible rotative comprenant des repères distribués uniformément sur sa périphérie et une signature, ainsi que d’un capteur configuré pour émettre un signal électrique comprenant une succession de fronts apparaissant lors du passage d’un repère ou de la signature devant le capteur, caractérisé par le fait qu’il comprend les étapes suivantes :
• à chaque front de la cible rotative jusqu’au front correspondant à la signature, • on détermine (1) la date de détection d’un front puis on estime la date de détection du front suivant en fonction de la vitesse de rotation du vilebrequin et de l'historique des fronts précédents, • on détermine (2) la date de détection du front suivant puis on calcule l’écart temporel entre l'estimation de la date de détection du front suivant et la détermination de la date de détection du front suivant, • on détermine (3) une erreur angulaire fonction de la détermination de la date de détection du front suivant et de l’écart temporel, • si on détermine (4) que la valeur absolue de l’erreur angulaire est supérieure à un seuil, on détermine (5) la présence d’un front anormal et on mémorise le numéro de repère associé dans une première liste d’erreurs, • lors du passage (6) du front correspondant à la signature, • si une deuxième liste d’erreurs n’existe pas, on copie la première liste d’erreurs dans une deuxième liste d’erreurs, • on ajuste au moins un compteur d’occurrences en fonction de la première liste d’erreurs et de la deuxième liste d’erreurs, et • on détermine (7) (8) si le au moins un front dont le numéro de repère associé est mémorisé dans la deuxième liste d’erreurs n’est pas dû à une erreur transitoire en fonction du au moins un compteur d’occurrences, et • si tel est le cas, on corrige (9) le au moins un front dont le numéro de repère associé correspond à un numéro de repère de la deuxième liste d’erreurs, puis on réinitialise le au moins un numéro de repère associé au front corrigé de la deuxième liste d’erreurs et le au moins un compteur d’occurrences et on émet un signal de position du vilebrequin fonction du signal comprenant les fronts corrigés.
2. Procédé de détermination selon la revendication précédente, dans lequel, pour ajuster le compteur d’occurrences, on réalise les étapes suivantes :
• on compare la première liste d’erreurs à la deuxième liste d’erreurs, • si les listes correspondent, on incrémente un compteur d’occurrences de la première liste d’erreurs d’une première valeur, puis on réinitialise la première liste d’erreurs, • si les listes ne correspondent pas, on réinitialise la première liste d’erreurs, la deuxième liste d’erreurs et on décrémente le compteur d’occurrences de la première liste d’erreurs d’une deuxième valeur.
3. Procédé de détermination selon la revendication 2, dans lequel, on détermine (8) que les fronts dont les numéros de repère sont mémorisés dans la deuxième liste d’erreurs ne sont pas dus à des erreurs transitoires, si le compteur d’occurrences de la première liste d’erreurs est supérieur à un seuil prédéterminé.
4. Procédé de détermination selon la revendication 1, dans lequel, pour ajuster le au moins un compteur d’occurrences, on réalise les étapes suivantes :
• on compare les numéros de repère de la première liste d’erreurs aux numéros de repère contenus dans la deuxième liste d’erreurs, • pour chaque numéro de repère présent dans la première liste d’erreurs et dans la deuxième liste d’erreurs, on incrémente un compteur d’occurrences d’un numéro de repère de la première liste d’erreurs associé audit front d’une première valeur, puis et on considère que la au moins une erreur n’est pas transitoire, • pour chaque numéro de repère n’étant pas présent dans la première liste d’erreurs et dans la deuxième liste d’erreurs, on réinitialise le numéro de repère de la deuxième liste d’erreurs, on décrémente le compteur d’occurrences d’un numéro de repère de la première liste d’erreurs associé audit front d’une deuxième valeur et on considère que les erreurs sont transitoires, puis • on réinitialise la première liste d’erreurs.
5. Procédé de détermination selon la revendication 4, dans lequel, pour déterminer si au moins un front dont le numéro de repère est mémorisé dans la deuxième liste d’erreurs n’est pas dû à une erreur transitoire, on détermine si au moins un compteur d’occurrences d’un numéro de repère de la première liste d’erreurs associé audit front est supérieur à un seuil prédéterminé.
6. Procédé de détermination selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, lorsque l’on détermine la présence d’un front anormal, on détermine le signe de l’écart temporel et on mémorise dans une première liste d’erreurs le numéro de repère correspondant au dernier front reçu ainsi qu’une information de repère
5 additionnel si l’écart temporel est positif ou une information de repère manquant si l’écart temporel est négatif.
7. Procédé de détermination selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, pour corriger un front dont le numéro de repère est mémorisé dans la deuxième liste d’erreurs, lors de l’occurrence suivante du front à corriger, on
10 supprime le front si le numéro de repère correspondant est associé à l’information front additionnel, ou on ajoute un front lors de l’occurrence de l'estimation de la date d’un nouveau front correspondant au numéro de repère mémorisé si le numéro de repère correspondant est associé à l’information front manquant.
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