COMBUSTION

[0001 ] L'invention porte sur le domaine des moteurs à combustion de tous types. Plus précisément, elle a trait à l'arrêt et au redémarrage des moteurs à combustion interne.

[0002] Au démarrage d'un moteur, sa position dans le cycle, c'est-à-dire l'état de ses différents cylindres est a priori inconnue. Il est cependant important d'injecter le carburant et de déclencher l'allumage (pour un moteur à allumage commandé) à des moments adéquats du cycle. Plusieurs stratégies de démarrage sont connues et peuvent être employées.

[0003] Classiquement, lors du redémarrage d'un moteur, on doit effectuer plusieurs étapes successives. Dans une première étape dite de synchronisation, on détecte la position du moteur lorsqu'il est en régime sous démarreur (ou alterno-démarreur). Il s'agit donc par exemple d'actionner le moteur à l'aide du démarreur sans injecter de carburant ni alimenter les bougies d'allumage, jusqu'à l'obtention de la synchronisation du moteur. Cependant, cette solution classique entraine un important délai au démarrage.

[0004] Dans une seconde étape, on pilote l'injection de carburant dans le moteur et son l'allumage pour les moteurs à allumage commandé, ou l'injection seule pour les moteurs diesel. La synchronisation préalable du moteur, c'est-à-dire la connaissance de la position de chacun de ses cylindres dans le cycle, est fondamentale car elle permet de piloter l'injection de carburant au moment adéquat, ainsi que le déclenchement de l'inflammation du mélange dans un moteur à essence (allumage).

[0005] Afin de connaitre et de suivre la position de chacun des cylindres dans un cycle, les calculateurs électroniques disposent principalement d'informations fournies par deux capteurs, qui caractérisent respectivement la rotation du vilebrequin du moteur (on parle alors de capteur de régime), et la rotation d'au moins un arbre à cames (on parle alors de capteur de position AAC ou arbre à cames).

[0006] Au cours d'un cycle d'un moteur à 4 temps, le vilebrequin effectue 2 tours, soit une rotation de 720°. Pour des raisons de clarté, conformément à l'usage, nous posons qu'un cycle commence à 0° d'angle vilebrequin au début d'une phase de compression d'un cylindre donné et se termine à 720° à la fin de la phase d'admission de ce même cylindre. [0007] Le volant moteur, solidaire du vilebrequin du moteur, est pourvu sur sa périphérie d'un ensemble de dents, appelé cible, en regard de laquelle est positionné le capteur de régime. Il délivre une tension alternative en créneaux, présentant des fronts électriques montants et des fronts électriques descendants, et dont la fréquence varie avec le régime du moteur. On ménage des dents manquantes sur la denture portée par le volant moteur. Le capteur va détecter ces lacunes apportant ainsi une information sur la position du vilebrequin.

[0008] Typiquement, le volant moteur peut présenter, par exemple, 58 dents et deux lacunes (c'est-à-dire une denture de 60 dents dont 2 manquantes). Il y a une corrélation entre le passage de la cible en face du capteur et le signal électrique émis. Le contrôle moteur adapte la position en angle du vilebrequin en fonction des signaux émis par le capteur.

[0009] On notera en outre que la détection de la lacune ne suffit pas à positionner de façon absolue le moteur dans le cycle, puisqu'une absence de dent peut correspondre à deux instants distincts du cycle. Afin de trancher entre les deux positions possibles, on peut mettre en œuvre un dispositif analogue sur au moins un arbre à cames du moteur, avec une denture présentant au moins une lacune (ou singularité) et un capteur en regard. L'arbre à came ne faisant qu'un tour par cycle, la détection de la lacune dans la denture ménagée permet de trancher entre les deux positions possibles, et d'obtenir ainsi ce que l'on appelle la synchronisation totale du moteur.

[0010] Les informations issues des capteurs de régime et AAC permettent ainsi d'obtenir une information précise de la position du moteur sur 720°.

[001 1 ] L'exploitation des signaux issus des capteurs de position du vilebrequin et d'arbre à cames permet de connaître la position du moteur lors de son arrêt. En effet, le comptage des dents portées par le volant moteur et vues par le capteur régime / position permettent de suivre l'évolution du cycle moteur. Cependant, les capteurs évoqués précédemment ne traduisent qu'un changement d'état (présence ou absence de dent en regard). Ils sont généralement incapables d'identifier le sens de rotation du volant moteur. Cependant, lors de l'arrêt d'un moteur, une rotation du moteur en sens inverse de son sens de fonctionnement peut avoir lieu, avant son arrêt. On parle alors de rebond du vilebrequin. Plusieurs rebonds peuvent se produire lors d'un arrêt.

[0012] Les capteurs généralement utilisés sont incapables d'identifier ce fait, et la position d'arrêt ne peut alors être connue. En effet, le capteur de régime actuel servant à la synchronisation est unidirectionnel, c'est-à-dire qu'il émettra le même signal quel que soit le sens de rotation du moteur, car de tels capteurs ne traduisent qu'un changement d'état (présence ou absence de dent en regard), qui sont traduits en un signal électrique.

[0013] Deux méthodes de détection de la position d'arrêt moteur existent actuellement, et utilisent respectivement un capteur de régime bidirectionnel, coûteux, ou une stratégie logicielle utilisant l'information signal de régime unidirectionnel qui n'est pas suffisamment robuste pour garantir avec précision la connaissance de la position d'arrêt du moteur.

[0014] On connait également par le brevet FR2890690 qui utilise un capteur monodirectionnel dans une méthode pour déterminer le sens de rotation d'un moteur et en déduire par conséquent sa position d'arrêt. Une telle méthode est cependant insatisfaisante, car il ne prend pas en compte nombre d'éléments potentiellement mis en jeu dans le moteur, par exemple :

- le fait que l'angle parcouru pendant un état haut du signal issu du capteur de régime est potentiellement différent de l'angle parcouru pendant un état bas, ce qui favorise les erreurs dans la détection des changements de sens du vilebrequin ;

elle se contente d'exploiter le signal du capteur de régime, sans se baser sur les phénomènes physiques effectivement mis en jeu ;

[0015] II est par ailleurs possible de calculer la position d'arrêt du moteur à l'aide d'une stratégie plus évoluée, dont on donne un exemple ci-après.

[0016] Une telle stratégie repose sur un procédé d'estimation de la position d'arrêt d'un moteur à combustion muni d'un capteur de régime, dans lequel, lors d'une phase d'arrêt dudit moteur, on observe les fronts électriques issus du capteur et dans laquelle, pour toute période n observée correspondant à la période écoulée entre la détection de deux fronts successifs du capteur de régime :

• On calcule l'angle parcouru par le vilebrequin dans l'hypothèse où le vilebrequin n'a pas changé de sens de rotation au cours de la période n

• On calcule deux vitesses de rotation du vilebrequin, une première vitesse à l'aide de l'angle parcouru calculé précédemment, dans l'hypothèse où le vilebrequin dernier n'a pas connu de changement de sens de rotation au cours de la période n, et une seconde vitesse dans l'hypothèse ou ce dernier a connu un changement de sens de rotation au cours de la période n ; • On estime une vitesse de rotation du vilebrequin en fonction de vitesses de rotations calculées dans des périodes précédentes

• On compare les deux vitesses de rotation calculées à la vitesse de rotation estimée, et on définit la vitesse de rotation dans la période n, étant égale à la vitesse calculée (choisie entre la première vitesse et la seconde vitesse) la plus proche de la vitesse estimée ;

• On choisit, en fonction du choix effectué entre les vitesses calculées, l'angle effectivement parcouru pendant la période n entre l'angle précédemment calculé dans l'hypothèse ou le vilebrequin n'a pas changé de sens de rotation et un angle nul dans l'hypothèse ou le vilebrequin a changé de sens de rotation.

• On répète les étapes précédentes jusqu'à l'arrêt du moteur et on détermine son angle d'arrêt par cumul des angles parcourus.

[0017] On peut imaginer nombre de procédés d'évaluation de la position d'arrêt d'un moteur basés sur cette idée de cumul d'angles élémentaires parcourus. On pourrait par exemple baser les calculs mis en jeu non pas sur la vitesse, mais sur les accélérations angulaires qui en dérivent directement, ou mettre en jeu diverses méthodes d'estimation de la vitesse de rotation (interpolations d'ordres divers par exemple), etc.

[0018] Quelle que soit le procédé mis en jeu, aussi fiable soit-il, il ne permet pas d'appréhender correctement les éventuelles erreurs commises lors de sa mise en œuvre, notamment quant à la détection d'un phénomène de rebond du vilebrequin, ce qui peut rendre hasardeux le démarrage successif du moteur. Le procédé développé dans l'invention permet de quantifier la confiance que l'on peut avoir dans le résultat donné, c'est-à-dire la probabilité que le résultat du procédé soit correct et avec quelle incertitude. En outre, le procédé développé dans l'invention précise également l'utilisation qui peut être faite de cette information lors d'un démarrage successif, en fonction notamment de la position d'arrêt calculée du moteur et des phénomènes physiques observés lors de l'arrêt.

[0019] Plus précisément, l'invention porte sur un procédé de validation de la position d'arrêt d'un moteur à combustion dont le système de contrôle met en œuvre une stratégie de détermination de sa position d'arrêt par le calcul de l'angle parcouru par le vilebrequin du moteur lors de périodes successives précédant son arrêt au cours desquelles on juge si le vilebrequin a connu un changement de sens de rotation, caractérisé en ce qu'on détermine pour chaque période considérée un critère de fiabilité, représentatif de la probabilité qu'on ait correctement jugé si le vilebrequin a connu un changement de sens de rotation lors de la période considérée et en ce qu'on invalide le calcul d'angle parcouru si le critère de fiabilité est inférieur à un seuil prédéterminé. Ainsi, si une mesure aboutit à une incertitude trop grande quant à la détection d'un rebond du vilebrequin, on choisira de ne pas prendre en compte cette mesure et l'on arrêtera le procédé, ou bien on mettra en jeu d'autres procédés d'estimation de la position d'arrêt à partir de ce moment.

[0020] De préférence, lorsqu'on a conclu à un changement de sens de rotation du vilebrequin lors d'une période, on force à zéro le seuil de critère de fiabilité pris en compte pour la période suivante. Cela a pour conséquence d'éviter d'observer consécutivement deux rebonds du vilebrequin, ce qui n'a jamais été observé sur un moteur.

[0021 ] De préférence, si après qu'on a conclu à un changement de sens du vilebrequin au cours d'une période considérée on détecte une absence de changement de sens au cours de la période suivante, on adapte le seuil de critère de fiabilité pour cette période suivante à un premier niveau prédéfini, inférieur au seuil normalement appliqué en l'absence de ces conditions. Si après qu'on a conclu à un changement de sens du vilebrequin au cours d'une période considérée on détecte un changement de sens au cours de la période suivante, on adapte le seuil de critère de fiabilité pour cette période suivante à un second niveau prédéfini, supérieur au seuil normalement appliqué en l'absence de ces conditions. Il est ainsi possible de tenir compte du fait qu'un changement de sens de rotation du vilebrequin ne peut généralement pas être suivi d'un autre changement de sens. En procédant ainsi, on évite d'invalider inutilement des calculs (dans cas où le changement de sens n'est pas suivi d'un autre changement de sens) ou au contraire de considérer exact un calcul qui présente une forte probabilité d'être erroné (dans cas où le changement de sens est suivi d'un autre changement de sens).

[0022] De préférence, si on détecte un rebond du vilebrequin supérieur en angle à un rebond du vilebrequin précédent, on invalide le calcul de l'angle parcouru avant l'arrêt du moteur. Si un tel rebond est constaté, une erreur ou un phénomène inattendu s'est probablement produit. Il convient d'invalider le calcul réalisé.

[0023] De préférence, on définit en outre la probabilité d'un rebond du vilebrequin par le positionnement dans une cartographie, définissant des zones de probabilité de l'occurrence d'un changement de sens de rotation du vilebrequin, dans un espace dépendant d'un paramètre traduisant l'évolution de la vitesse de rotation du moteur (Tho), et d'un paramètre représentatif de l'angle parcouru avant un éventuel changement de sens (AO) et fonction de l'angle parcouru pendant la période n-2 (agl _n - ₂ ), de la durée de la période n (T _n ) et de la durée de la période n-2 (T _n-2 ). Cela permet de savoir facilement si l'occurrence d'un rebond est certaine, probable, ou impossible. L'inventeur a constaté

T _n qu'une cartographie appropriée met en jeu le paramètre ^"° ^{= ~} d'une part pour

*- n-2 traduire l'évolution de la vitesse de rotation du moteur, et le

paramètre afin de traduire l'angle parcouru avant un éventuel changement de sens.

[0024] Dans une variante de l'invention, on définit deux seuils de critère de fiabilité pour chaque zone de la cartographie, selon qu'on a conclu à la présence ou à l'absence de changement de rotation du vilebrequin dans la période n considérée. Ainsi, on pourra être moins exigent sur le critère de fiabilité si on a conclu à un changement de sens et si l'on sait qu'il y a une forte probabilité qu'un changement de sens de rotation se produise. A contrario, il peut être préférable d'exiger un critère de fiabilité élevé dans les zones de la cartographie où la probabilité d'un rebond du vilebrequin est faible.

[0025] De préférence, le calcul du critère de fiabilité (C) est une fonction de l'écart entre une première vitesse (V ₁ ) calculée à l'aide de l'angle parcouru calculé sur la période considérée dans l'hypothèse où le vilebrequin n'a pas connu de changement de sens de rotation au cours de cette période et une vitesse estimée pour cette période (V _n ,) en fonction des vitesses de rotation dans les périodes précédentes (V _n-1 , V _n-2 , ...) d'une part, et l'écart entre une seconde vitesse (V ₂ ) dans l'hypothèse où le vilebrequin a connu un changement de sens de rotation au cours de cette période et la vitesse estimée pour cette période (V _n ,) d'autre part.

[0026] Dans une variante de l'invention, on calcule le critère de fiabilité (C) selon la formule : , dans laquelle V ₁ représente la première vitesse, V ₂ la seconde vitesse dans l'hypothèse, et V _n , la vitesse estimée pour la période considérée. On a ainsi un critère simple pour lequel une valeur proche de 100 traduit une quasi-certitude, et une valeur proche de zéro traduit une forte incertitude. [0027] De préférence, et dans le cadre d'un procédé dans lequel on réalise un calcul de vitesses de rotation (V _n . _! , V _n , V _n+1 ,...) pour les périodes considérée (n-1 , n, n+1 ) correspondantes par une interpolation d'ordre un :

• si la vitesse de rotation définie pour la période n-1 (V _n- i) est positive et si on a conclu à l'absence de changement de sens dans la période n, on calcule la dérivée seconde du régime moteur à partir d'au moins trois vitesses de rotation définies dans les périodes précédentes, et, si cette dérivée seconde est positive, on adapte le seuil de critère de fiabilité pour la période n+1 à un troisième niveau prédéfini, inférieur au seuil normalement appliqué en l'absence de ces conditions.

• si la vitesse de rotation définie pour la période n-1 (V _n -i) est positive et si on a conclu à un changement de sens dans la période n, on calcule la dérivée seconde du régime moteur à partir d'au moins trois vitesses de rotation définies dans les périodes précédentes, et, si cette dérivée seconde est négative on adapte le seuil de critère de fiabilité pour la période n+1 à un quatrième niveau prédéfini, inférieur au seuil normalement appliqué en l'absence de ces conditions.

• si la vitesse de rotation définie pour la période n-1 (V _n- -,) est négative et si on a conclu à un changement de sens dans la période n, on calcule la dérivée seconde du régime moteur à partir d'au moins trois vitesses de rotation définies dans les périodes précédentes, et, si cette dérivée seconde est positive on adapte le seuil de critère de fiabilité pour la période n+1 à un cinquième niveau prédéfini, inférieur au seuil normalement appliqué en l'absence de ces conditions.

• si la vitesse de rotation définie pour la période n-1 (V _n -i) est négative et si on a conclu à une absence de changement de sens dans la période n, on calcule la dérivée seconde du régime moteur à partir d'au moins trois vitesses de rotation définies dans les périodes précédentes, et, si cette dérivée seconde est négative on adapte le seuil de critère de fiabilité pour la période n+1 à un sixième niveau prédéfini, inférieur au seuil normalement appliqué en l'absence de ces conditions.

Ces différents cas de figure correspondent à des situations typiques lors de l'arrêt d'un moteur, pour lesquelles on peut prendre en considération un critère de fiabilité moins élevé, pour ne pas invalider un calcul qui a de grandes probabilités d'être exact. Par exemple, dans le premier cas de figue cité, prendre un critère de fiabilité faible est particulièrement intéressant pour éviter des invalidations intempestives de la vitesse de rotation définie pour la période considérée, lors de franchissement de points morts hauts du moteur. Bien évidemment, une vitesse de rotation positive correspond à la rotation du moteur dans son sens normal de fonctionnement, tandis qu'une vitesse de rotation négative traduit la rotation du moteur en sens inverse de son sens de fonctionnement normal.

[0028] De préférence, si le calcul d'angle parcouru est invalidé, on mémorise l'angle moteur au moment de l'invalidation, on compte les fronts issus d'un capteur de régime suivant cette invalidation observés par le capteur de régime, et on en déduit une plage possible de position d'arrêt du moteur. Ainsi, même si la position exacte du moteur lors de son arrêt n'a pas pu être déterminée, la plage de valeur possible pourra donner une information utilisable pour la synchronisation du moteur lors du démarrage.

[0029] L'invention est décrite plus en détail et en référence aux figures présentant diverses étapes mises en jeu dans un procédé selon l'invention.

La figure 1 présente un synoptique général de l'invention d'un mode de détermination de la position d'arrêt pouvant être utilisé préalablement à l'invention.

La figure 2 présente sur un graphe un mode de détermination de la vitesse de rotation estimée du moteur pour la réalisation d'un procédé selon l'invention.

La figure 3 illustre l'interprétation en vitesse de rotation faite de l'observation des signaux du capteur de régime, dans le cas où un changement de sens de rotation se produit.

La figure 4 présente les données pouvant être mise en jeu dans l'invention dans la méthode de détermination de l'angle parcouru par le vilebrequin pendant une période déterminée.

La figure 5 présente dans un logigramme une méthode de calcul appliquée à aux données afin de déterminer l'angle parcouru dans une période donnée.

La figure 6 présente les données utilisées dans la méthode de détermination de l'angle parcouru par le vilebrequin pendant une période déterminée, mise en jeu dans l'invention, dans le cas particulier où le capteur de régime passe devant la lacune de dent de la cible observée.

La figure 7 présente graphiquement deux cas de figure pour lesquels une méthode utilisée pour déterminer la position d'arrêt du moteur donne une réponse fiable, ou, au contraire, ne permet pas de trancher formellement. La figure 8 présente une explication graphique de l'angle parcouru avant un changement de sens éventuel.

La figure 9 présente sur un cas l'approximation faite l'angle parcouru avant un changement de sens éventuel

La figure 10 présente une cartographie selon l'invention des probabilités d'occurrence d'un changement de sens du vilebrequin, en dehors de la zone de lacunes de dents sur la cible du capteur de régime, ou de la détection du front suivant un changement de sens.

La figure 1 1 présente un emploi possible des évaluations faites de la position d'arrêt et de son incertitude dans l'interprétation des premières mesures lors du redémarrage.

[0030] Dans une première étape 1 , les mesures obtenues des capteurs de régime et arbre à cames sont adaptées afin d'obtenir les paramètres nécessaires à la mise en œuvre des étapes suivantes. De la mesure des périodes entre les fronts du signal des capteurs, ainsi que par intégration des mesures antérieures selon des modalités qui seront ultérieurement précisées, on déduit : les périodes écoulées dent à dent, différentes vitesses angulaires utiles pour la prévision de la vitesse à venir du vilebrequin, et l'angle parcouru précédemment.

[0031 ] Par convention et dans la suite du présent mémoire, on appellera n une période élémentaire entre deux fronts donnés, Tn sa la durée, n-1 la période élémentaire précédente, etc.

[0032] Dans une seconde étape 2, dite étape de calcul des vitesses, on estime l'angle parcouru par le volant moteur (ou le vilebrequin), pendant une période élémentaire. Les mesures réalisées font l'objet de deux interprétations, par le calcul de deux vitesses de rotations, selon que le vilebrequin a connu ou non un phénomène de rebond (c'est-à-dire un changement de sens du vilebrequin pendant la phase d'arrêt du moteur), respectivement dans des sous étapes d'interprétation 3 et 4, aboutissant au calcul d'une première vitesse de rotation \Λ sans rebond vilebrequin, et à une seconde vitesse V ₂ si un rebond s'est produit.

[0033] En parallèle, une estimation V _n , du régime est menée dans une sous-étape 5. Cette estimation est menée par une simple interpolation du régime dans les périodes élémentaires précédentes (T _n- -I , T _n - ₂ , etc.). [0034] Dans une étape 6 dite de comparaison et décision, on compare les valeurs calculées des vitesses de rotation calculées V ₁ et V ₂ selon que le vilebrequin a connu ou non un changement de sens d'une part, à la vitesse de rotation interpolée V _nι . La vitesse calculée V1 ou V2 la plus proche de la vitesse de rotation interpolée V _n , sera considérée comme la valeur à prendre en compte (que nous appellerons V _n ). Dans une étape 7 dite d ' « adaptation d'angle parcouru et vitesse » on adapte la position du vilebrequin dans le cycle et la vitesse en fonction du choix effectué entre V1 et V2.

[0035] Ces valeurs sont ensuite réutilisées dans le cadre de la première étape 1 pour la période n+1 successive à n.

[0036] En outre, dans l'invention, on détermine un indicateur de confiance C, selon des modalités ultérieurement précisées, indicateur qui permet de déterminer dans quelles mesures l'estimation de l'angle moteur est fiable. La valeur de cet indicateur pourra permettre de prendre des mesures adaptées lors du redémarrage, selon l'amplitude de la zone dans laquelle le moteur peut effectivement s'être arrêté.

[0037] La figure 2 présente sur un graphe le mode préférentiel de détermination des vitesses de rotation du moteur pour la réalisation d'un procédé de détermination de la position d'arrêt, compatible de la mise en œuvre de l'invention. La courbe A représente le signal électrique issu du capteur de régime (volts en ordonnée). La courbe B représente l'évolution du régime moteur au cours des périodes n-2 à n. La courbe I représente l'interpolation faite du régime moteur pour la mise en œuvre de la sous étape 5 du procédé représenté en figure 1.

[0038] De façon simple, l'estimation de la vitesse de rotation peut être réalisée à l'aide d'une interpolation au premier ordre. Cette interpolation prend pour paramètre :

• T _n-2 , T _n- - _I , etc. : les durées entre deux fronts successifs du signal du capteur de régime ;

• V _n _ ₂ , V _n . _! : les vitesses de rotation obtenues lors des précédents calculs ;

• V _n , : la valeur de l'interpolation du régime pour la période n, préférentiellement à la moitié de la période n ; [0039] L'interpolation de V _n , est réalisée à l'aide des vitesses de rotation obtenues pour les deux demi-dents précédentes. En se basant sur les interpolations sur la moitié des périodes élémentaires considérées, les périodes élémentaires correspondant aux périodes s'écoulant entre la détection de 2 fronts du signal du capteur de régime, qu'il s'agisse d'un front montant ou descendant, on peut légitimement comparer Vni avec V1 et V2, calculées au milieu des périodes élémentaires.

[0040] On peut également mettre en œuvre, dans une variante non représentée ici, une interpolation au second ordre, mais l'inventeur a constaté, après avoir mené de nombreux essais, que les résultats obtenus sont moins satisfaisants qu'avec une interpolation au premier ordre, dans l'optique de la mise en œuvre d'un procédé selon l'invention.

[0041 ] On peut également mettre en œuvre, dans une variante non représentée ici, un modèle basé sur un modèle de remplissage des cylindres du moteur.

[0042] On peut également mettre en œuvre, dans une variante non représentée ici, un modèle basé sur la mesure de l'accélération lors du précédent demi-tour moteur.

[0043] Comme précédemment explicité, on interprète les mesures réalisées par le capteur de régime dans deux sous étapes menées conjointement, respectivement la sous étape 3 et la sous étape 4, sous la forme d'une première vitesse de rotation V1 (sans changement de sens de rotation du moteur) et d'une seconde vitesse V2 (avec un changement de sens de rotation du moteur).

[0044] En pratique, la seconde vitesse V2 sera préférentiellement considérée nulle, comme l'illustre la figure 3. La courbe A représente le signal électrique issu du capteur de régime (volts en ordonnée). La courbe B représente l'évolution du régime moteur au cours du temps. Les fronts, montants ou descendant, correspondant aux dents vues par le capteur au cours du temps sont référencés, sur la période analysée en figure 3, respectivement A1 , A2, A3, A4.

[0045] Lors d'un changement de sens, la direction de rotation est inversée. Le dernier front vu avant le changement de sens A2 correspond à la même dent que le 1 ^er front vu après ce même changement de sens A3. Le changement de sens se situe donc approximativement au milieu de ces deux fronts. De même, les fronts A1 et A4 correspondent à la même dent de la cible.

[0046] Ainsi, et considérant notamment que le moteur tourne instantanément après changement de sens à une vitesse opposée mais sensiblement égale à ce qu'elle était avant le changement de sens, l'interprétation de la mesure si il y a présence d'un changement de sens est une vitesse de rotation nulle sur le milieu du dernier intervalle de temps mesuré. [0047] Pour le calcul des vitesses de rotation, sur une période élémentaire n de durée

T _n , qu'il y ait eu changement de sens ou non, on peut appliquer la formule générale : Angle _ parcouru

Vx = -

Tn

Dans cette formule, Vx désigne la vitesse de rotation du moteur, c'est-à-dire en pratique la première vitesse V1 ou la seconde vitesse V2 (volant moteur ou vilebrequin), Angle_parcouru la rotation angulaire estimée du volant moteur pendant une période n, et Tn durée de la période considérée. On considère cette vitesse égale à la vitesse instantanée au milieu de la période considérée.

[0048] II résulte des 3 sous-étapes (3, 4, 5) de l'étape 2 présentée en figure 1 , trois valeurs de vitesses de rotation du moteur : selon la sous étape 3, la seconde vitesse V2, selon la sous-étape 4, la première vitesse V1 , et selon la sous étape 5, la vitesse estimée par interpolation V _nι , obtenue par exemple par une interpolation des résultats précédents, tel que détaillé en figure 2.

[0049] Dans l'étape 6 présentée en figure 1 , on traite ces informations de la manière suivante : si la seconde vitesse V ₂ calculée avec changement de sens est plus proche de la vitesse interpolée V _n , que ne l'est la première vitesse Vi calculée sans changement de sens alors, on considère qu'il y a eu un changement de sens. Sinon, on considère qu'il ne s'est pas produit de changement de sens.

[0050] Une stratégie particulière a été mise en place afin d'estimer l'angle parcouru durant une période élémentaire n. Cette estimation d'angle s'avère nécessaire pour une bonne précision de l'estimation de la vitesse. En effet, le procédé développé peut être mis en œuvre sur chaque front, mais l'inventeur a constaté que les angles parcourus pendant un état haut électrique et un état bas électrique sont différents et variables au cours du temps. Or pour calculer la vitesse de rotation, il faut connaitre l'angle parcouru et le temps nécessaire pour parcourir cet angle. L'angle parcouru entre deux fronts étant indéterminé, il est donc impossible de calculer précisément la vitesse de rotation. Une méthode de calcul de l'angle parcouru a donc été développée. Elle est présentée en figure 4 et en figure 5. La figure 4 présente un cas d'application général, mais des mesures particulières seront prises lorsque la lacune de dent présente sur la cible vue par le capteur de régime vient interférer avec la mesure dans la période n considérée.

[0051 ] Dans le cas général, un capteur de régime n'est utilisé que sur les fronts descendants : l'angle parcouru entre deux fronts descendants est connu et fixe. Ici, nous faisons également l'hypothèse que l'angle parcouru entre deux fronts montants est identique.

[0052] Nous allons estimer l'angle parcouru durant la période n, période considérée, entre deux fronts successifs donnés, dans l'hypothèse ou le vilebrequin ne change pas de sens de rotation dans la période considérée. La courbe A présente le signal électrique provenant du capteur de régime (en volts). La courbe B représente l'évolution du régime moteur au cours des périodes n-2 à n. On note l'angle parcouru entre deux fronts identiques (deux fronts descendants comme sur la figure, ou deux fronts montants) agl _too th-

L'angle parcouru durant la période n est nommé agl _n . De même, l'angle parcouru durant la période n-1 est nommé agl _π -i -

[0053] Ces différentes données sont alors traitées selon le logigramme en figure 5.

[0054] Tout d'abord, la vitesse moyenne durant les périodes n et n-1 cumulées est estimée, et nommée V _n -i/ _n . Nous considérons que cette vitesse est la vitesse instantanée lors au milieu de l'intervalle de temps cumulant les périodes n et n-1 .

[0055] On connait par ailleurs V _n _ ₂ correspondant à la vitesse instantanée calculée précédemment (tel que fait pour V _n . _1/n ). On obtient par interpolation V _n-H , vitesse instantanée interpolée au milieu de la période T _n . _! .

[0056] On déduit alors agl _n -i , l'angle parcouru pendant n-1 par la relations \ agl _n _ _λ = T _n _ _λ - V _n _ _h .

[0057] De même, on déduit agl _n , l'angle parcouru pendant la période n de la relation : agl _tooth = agl _n _ _λ + agl _n

[0058] Avec ce procédé, les deux précédentes mesures de périodes front à front permettent d'estimer l'angle parcouru lors de la dernière période front à front. D'autres méthodes peuvent néanmoins être envisagées, sur le même principe général, mais en changeant l'ordre de l'estimateur d'angle parcouru :

• En considérerant que la vitesse de rotation est constante entre deux fronts successifs (ordre 0).

Au premier ordre, par adaptation de la méthode décrite, • Au second ordre, une telle méthode ayant été testée et développée, l'inventeur à néanmoins constaté que l'augmentation du nombre de calculs était importante en comparaison de l'amélioration de précision apportée.

[0059] L'estimation d'angle parcouru durant la période n suppose que l'angle parcouru lors des 2 derniers fronts est égal à agl _too th- Or, ceci n'est pas le cas à proximité de la dent manquante sur la cible du capteur de régime, ni après un changement de sens (l'angle parcouru entre deux fronts est nul lors d'un changement de sens). Un système particulier de gestion de ces singularités doit donc être mis en place.

[0060] Une telle situation est présentée sur la figure 6, avec des références analogues à celle de la figure 4. Dans le cas du passage du capteur face à la dent manquante, et comme pour les dents classiques, l'angle parcouru durant l'état haut de la dent manquante est différent de l'angle parcouru lors de l'état bas et l'état haut. Il faut pouvoir calculer ces 2 angles.

[0061 ] La méthode utilisée est alors la même que pour l'estimation d'angle parcouru précédemment exposée : nous nous appuyons sur des mesures entre deux fronts identiques où les angles parcourus sont connus pour déterminer les angles parcourus entre deux fronts successifs.

[0062] Nous nommons l'angle entre deux fronts descendants :

D'une dent classique : agl _too th

De la dent manquante : agl _toot h_oτ

[0063] On nomme V _n _ _3/n _ ₂ la vitesse instantanée à la moitié de l'intervalle temporel correspondant au cumul des périodes n-2 et n-3. Nous considérons que cette vitesse est égale à la vitesse moyenne durant l'intervalle de temps cumulant les périodes n-2 et n-3.

[0064] On nomme V _n -i/ _n la vitesse instantanée à la moitié de l'intervalle temporel correspondant au cumul des périodes n et n-1. Nous considérons que cette vitesse est égale à la vitesse moyenne durant l'intervalle de temps cumulant les périodes n et n-1.

[0065] On obtient par interpolation V _n -n , vitesse instantanée estimée au milieu de la période n-1

[0066] On déduit alors agl _n -i de la relation : agl _n _ _λ = T _n _ _λ ^• V _n _ _h [0067] Cette méthode permet donc d'estimer l'angle parcouru lors du premier état de la dent manquante. Mais le premier front suivant un passage de la dent manquante ou un changement de sens sont également des cas particuliers. Un système de sauvegarde et de mise à jour de l'angle parcouru peut être mis en place pour gérer ces deux cas.

[0068] Comme nous l'avons vu le procédé développé consiste essentiellement à prédire la vitesse de rotation, puis à choisir entre deux vitesses de rotation calculées selon l'interprétation faite des mesures réalisées.

[0069] Dans certains cas, le choix effectué entre les deux interprétations est parfaitement certain, tandis que dans d'autres cas de figure une certaine incertitude demeure. Le choix effectué entre les deux interprétations des régimes est certain si le choix retenu est très proche de l'estimation de la vitesse de rotation et si le choix rejeté en est très éloigné. Il est fondamental de connaître le degré de certitude ou de confiance que l'on peut avoir dans la fonction, afin de prendre les mesures adéquates.

[0070] La figure 7 présente deux cas de figures, favorable et défavorable pour l'interprétation correcte de la mesure. Sur les deux graphiques de la figure 7, l'abscisse est une échelle temporelle, tandis que l'ordonnée représente un régime moteur. La courbe I correspond au régime moteur interpolé. Le point V _n , correspond à la vitesse de rotation du moteur estimée par interpolation de la vitesse sur les périodes précédentes, tel que précédemment explicité. Le point V1 correspond, pour le même instant que celui pour lequel V _n , est estimé, à la vitesse de rotation du moteur calculée grâce aux mesures du capteur de régime, en l'absence de changement de sens du vilebrequin. Le point V2 correspond à la vitesse de rotation du moteur calculée dans le cas où un changement de sens du vilebrequin s'est produit.

[0071 ] Dans un cas favorable (graphique de gauche) l'estimation de la vitesse de rotation est très proche d'une des interprétations, et éloignée de l'autre. Ici, V1 est très proche de V _n ,, tandis que V2 est très éloigné de V _n ,. Dans le procédé ici représenté, on considère dans ce cas V1 comme la valeur à retenir, et l'on définit alors V _n , vitesse prise en compte pour la période n, par la relation V _n =VL Dans ce cas de figure, on peut en outre affirmer avec une quasi-certitude que le choix effectué est correct.

[0072] Le graphique de droite présente a contrario un cas plus défavorable. En effet, nous constatons que l'estimation de la vitesse de rotation interpolée V _n , est sensiblement aussi éloignée de la vitesse de rotation interprétée avec changement de sens V2 et de celle interprétée sans changement de sens V1.

[0073] Afin de quantifier ce constat, nous définissons dans l'invention une variable nommée « critère de fiabilité C ». Dans une variante préférentielle de l'invention, on la calcule selon la formule :

[0074] II en sort que :

C = O dans le pire cas : l'estimation de la vitesse de rotation est située à égale distance de l'interprétation avec et sans changement de sens.

C = 100 dans le cas idéal : l'estimation de la vitesse de rotation est égale à une des interprétations.

[0075] On peut donc grâce à ce critère quantifier la confiance que nous pouvons avoir dans l'interprétation retenue. Il est également possible de définir un seuil à ce critère. A chaque front électrique, on détermine si il y eu un changement de sens ou pas. On peut en utilisant le critère de fiabilité C définir si le choix effectué à chaque fois est sûr, ou s'il fait l'objet d'un doute.

[0076] Dans une des variantes de l'invention, on va donc définir un seuil minimal souhaité, et :

Si C est supérieur ou égal au seuil minimal, le choix de l'interprétation est validé ;

Si C est inférieur au seuil minimal, le choix de l'interprétation est invalidé. Dans ce cas, la position d'arrêt du moteur ne pourra être connue avec précision, et l'on pourra répondre à cette situation en mettant en jeu une stratégie de redémarrage adaptée à une position incertaine selon la variante de l'invention mise en jeu, ou totalement indéfinie :

• en sauvegardant l'angle moteur au moment de l'invalidation, et en l'incrémentant forfaitairement à chaque front, afin de définir une plage d'angle dans laquelle est située la position d'arrêt moteur.

ou • en utilisant une séquence classique de redémarrage, avec synchronisation du moteur)

[0077] Le choix de la valeur du seuil minimal correspond en pratique à un compromis entre le nombre de calculs corrects invalidés et le nombre de calculs incorrects non invalidés.

[0078] L'inventeur à constaté que l'occurrence d'un phénomène de rebond (changement de sens) dépend également de l'évolution de la vitesse de rotation du moteur et de l'angle parcouru par le moteur avant un éventuel changement de sens. Afin de s'assurer d'une bonne fiabilité du procédé, ainsi que pour trancher certains cas défavorable au choix de la bonne interprétation des mesures du capteur de régime grâce à une modulation du seuil critère de fiabilité à appliquer, une méthodologie basée sur une cartographie prenant en compte ces aspects est mise en place dans une variante de l'invention.

[0079] Dans un premier temps, il convient de déterminer l'angle parcouru par le moteur avant un éventuel changement de sens. Un estimateur de cet angle est créé à cet effet, et on note cet angle AO.

[0080] La figure 8 permet de mieux comprendre ce qu'est AO. La droite B représente le régime moteur, et la courbe A représente le signal en créneaux provenant du capteur de régime. Deux exemples sont figurés, et nous aurions par exemple un angle AO parcouru avant le changement de sens valent 0,2° à droite, et 2,8° à gauche pour une cible de type « 60-2 ».

[0081 ] En pratique, la vitesse de rotation ne décroit pas linéairement comme représenté sur la figure 8. La figure 9 présente, dans un cas plus réaliste, le mode préférentiel d'approximation de AO.

[0082] Sur la figure 9, l'abscisse est une échelle temporelle. La courbe A représente le signal électrique issu du capteur de régime (volts en ordonnée). La courbe B représente l'évolution du régime moteur au cours du temps.

[0083] Le principe est d'approximer le régime (courbe B) par deux droites en arcs brisés (courbe RA) afin d'égaliser les angles parcourus avant et après le changement de sens (l'aire hachurée est égale à l'aire présentant des pointillés). [0084] On tire de ces considérations l'approximation suivante de l'angle parcouru avant

changement de sens : AO ^u =

[0085] Selon la variante de l'invention appliquée, d'autres méthodes peuvent être envisagées :

« En considérant que la vitesse de rotation est nulle au milieu de l'intervalle, ce qui constitue une méthode très simple et néanmoins efficace en première approximation.

• En approximant la courbe au deuxième ordre, ce qui constitue une méthode plus précise, mais qui implique de résoudre un système d'équations complexe.

[0086] En effet, l'inventeur à constaté qu'il existe une répartition particulière de l'occurrence des changements de sens, en fonction de l'angle parcouru AO et d'un paramètre adimensionnel Tho, traduisant l'évolution de la vitesse de rotation du moteur, et défini par la formule :

T T

[0087] Le graphique en figure 10 présente la cartographie de différentes mesures réalisées, positionnées en fonction d'AO et de Tho. L'angle parcouru avant un éventuel changement de sens, AO, est porté en abscisse, et la variable Tho en ordonnée.

[0088] En dehors des cas dans la zone des dents manquantes et du front suivant un changement de sens qui seront traités de façon particulière, l'inventeur a constaté qu'il existe des zones aux caractéristiques distinctes. On peut distinguer :

• Une zone Z1 présentant l'occurrence systématique d'un changement de sens ;

• Une zone Z2 dans laquelle il ne se produit jamais de changement de sens ;

• Une zone Z3 (constituée de Z31 et Z32) dans laquelle il se produit parfois un changement de sens (et parfois pas de changement de sens) [0089] La répartition de ces zones dépend :

• Du rapport maximal entre l'angle parcouru lors de l'état haut électrique et de l'état bas électrique. L'inventeur a constaté qu'il convient de tolérer un écart de 10% : pour une dent à 6° cela donnerait une répartition à 3,3° pour un état électrique et 2,7° pour l'autre état.

• Du nombre de dents constituant la cible.

Par contre, ces zones ne dépendent pas du type de moteur considéré ; ce qui rend ces zones faciles à calibrer.

[0090] Selon une variante de l'invention, on peut obtenir une cartographie plus précise, par exemple en séparant la zone Z32 et la zone Z1 à l'aide d'un polynôme.

[0091 ] Dans l'invention, on définit pour chacune des zones, des seuils minimaux de critère de fiabilité à appliquer dans le cas d'un changement de sens et de l'absence de changement de sens. Il y a donc en tout 9 seuils définis : 1 seuil par zone dans le cas d'un changement de sens détecté dans le cadre du procédé de détermination de la position d'arrêt du moteur, soit 4 seuils, 1 seuil par zone dans le cas d'absence de changement de sens détecté dans le cadre du procédé défini dans l'invention, soit 4 autres seuils, et enfin 1 seuil dans le cadre du passage du capteur de régime en face de la lacune (dent manquante) sur la cible.

[0092] Après chaque calcul effectué dans le cadre du procédé de détermination de l'angle d'arrêt du moteur, le calcul de AO et de Tho permet de définir un seuil minimal pour le critère de fiabilité, adapté au mieux à la situation. Par exemple, si on conclu à un changement de sens, on cherche préférentiellement une plus grande fiabilité dans une zone où un changement ne peut pas se produire, tandis qu'un critère de fiabilité moins contraignant peut être choisi dans une zone où l'on sait pertinemment qu'un changement de sens va se produire.

[0093] Ainsi le seuil du critère de fiabilité est-il défini finement. Comme précédemment expliqué, si le critère de fiabilité est inférieur au seuil défini en fonction de la position dans la cartographie établie, alors le choix effectué (Vn) entre les deux vitesses calculées V1 et V2 sera invalidé ou non. Le redémarrage suivant se fera alors selon une stratégie adaptée, tel que précédemment expliqué. [0094] Dans sa variante préférentielle, le procédé selon l'invention couplé a un procédé de détermination de la position d'arrêt du moteur permet donc de déterminer :

• Une position d'arrêt moteur dite recommandée, correspond à l'angle moteur au moment où il y a une invalidation du calcul, selon les modalités précédemment décrites.

• L'incertitude, qui peut être comptée en nombre de fronts, et qui s'incrémente alors de 1 à chaque front à partir de l'invalidation. Cela permet donc de définir la zone dans laquelle est située la position d'arrêt moteur.

[0095] L'utilisation préférentielle des 3 caractéristiques déterminées va être détaillée à l'aide de la figure 1 1. La figure 1 1 présente 3 cas pour lesquels l'incertitude déterminée dans les conditions précédemment exposées vaut respectivement 1 , 2 et 3. Les croix correspondent aux positions d'arrêt prévues, les points ronds la position recommandée, les flèches la plage d'incertitude autour d'une position recommandée.

[0096] Dans la méthode d'utilisation lors du redémarrage des caractéristiques déterminées, seuls les fronts descendants sont pris en compte. Ainsi, selon la position réelle d'arrêt du moteur, la plage d'incertitude se traduit par la possibilité d'observer en premier différents fronts descendant. Les fronts pouvant potentiellement être observés en premier sont figurés par des losanges.

[0097] II convient de définir quel front sera effectivement observé en premier. Pour cela, on adopte préférentiellement une stratégie visant à minimiser la dispersion. Si la valeur de l'incertitude telle que définie précédemment est paire, alors on considère alors le milieu de l'intervalle défini par les fronts extrêmes potentiellement observables. Le premier puise descendant sera donc connue à plus ou moins l'incertitude divisée par 2 dents. Par exemple sur la figure 1 1 , pour une valeur d'incertitude de 2, nous avons +/-1 dent d'incertitude sur le premier puise descendant.

[0098] Si la valeur de l'incertitude telle que définie précédemment est impaire, alors le nombre de front potentiellement observables en premier est pair : le milieu de ces fronts tombe entre deux fronts. Il faudra donc choisir entre deux fronts, et l'on retient alors le front le plus proche de la vitesse prévue par le procédé de détermination de la position d'arrêt du moteur. Par exemple sur la figure 1 1 , pour une incertitude valant 3, nous avons le choix entre -1 ou +2 dents d'incertitude d'une part, et -2 ou +1 dent d'incertitude d'autre part. Nous retenons le choix -1/+2 dents, car la position prévue par le procédé de détermination de la position d'arrêt donnerait un front négatif comme premier puise descendant.

[0099] Le procédé ainsi développé permet de démarrer les moteurs thermiques plus rapidement. La position d'arrêt étant connue et validée dans de nombreux cas par un procédé de détermination de l'incertitude de la position d'arrêt et d'exploitation de cette incertitude, il n'est pas souvent nécessaire de synchroniser à nouveau le moteur lors de son redémarrage ce qui permet un gain de temps au redémarrage. Cela constitue en outre un avantage concurrentiel important dans les applications automobiles munies d'un système d'arrêt et redémarrage automatique dit « Stop and Start », soumises à des redémarrages fréquents devant être réalisés très rapidement.