FR3132952A1 - Procédé de mesure de la position angulaire d’un arbre rotatif de véhicule automobile - Google Patents
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Abstract
Procédé de mesure de la position angulaire d’un arbre rotatif de véhicule automobile à partir d’une cible fixée à une extrémité libre dudit arbre et d’un capteur de position monté en face de ladite cible, ledit procédé comprenant les étapes de génération (E1) d’un premier signal sinus et d’un premier signal cosinus caractérisant les variations angulaires de la cible par rapport au capteur lors de la rotation de l’arbre, de génération (E2) d’un deuxième signal sinus et d’un deuxième signal cosinus caractérisant les variations angulaires de la cible par rapport au capteur lors de la rotation de l’arbre, de génération (E3) d’un premier signal de valeur d’angle et (E4) d’un deuxième signal de valeur d’angle, calcul (E5) de la position angulaire moyenne de l’arbre à un instant donné à partir du premier signal de valeur d’angle et du deuxième signal de valeur d’angle et de la valeur de déphasage prédéterminée. Figure pour l’abrégé : Fig 5
Description
La présente invention se rapporte au domaine des capteurs de position d’arbre dans un véhicule automobile et concerne plus particulièrement un procédé de mesure de la position angulaire d’un arbre rotatif de véhicule automobile à partir d’une cible fixée à une extrémité libre dudit arbre et d’un capteur de position monté en face de ladite cible, ainsi qu’un capteur de position adapté pour mettre en œuvre ledit procédé.
De nos jours, il est connu d’utiliser un capteur dit « de position » dans un véhicule automobile afin de mesurer la position angulaire d’un arbre par rapport à une position de référence. Par exemple, il est connu de mesurer la position angulaire d’un vilebrequin ou d’un arbre à cames d’un moteur thermique afin de déterminer les temps d’injection du carburant dans les cylindres.
De manière connue, le capteur est monté face à une extrémité libre de l’arbre au centre de laquelle est montée une cible magnétique. Le capteur utilise la réponse électromagnétique de la cible pour générer un signal sinus et un signal cosinus représentatif des variations angulaires de la cible par rapport au capteur lors de la rotation de l’arbre et dont l’arc tangente permet d’obtenir un signal de valeur d’angle donnant la position angulaire de l’arbre par rapport à la position de référence. Ce capteur peut par exemple être de type TMR (Tunnel MagnetoResistance), GMR (Giant MagnetoResistance) ou AMR (Anisotropic MagnetoResistance).
Dans une solution connue, le capteur comprend un circuit électronique sur laquelle sont montés un premier pont de Wheatstone permettant de générer le signal sinus et un deuxième pont de Wheatstone permettant de générer le signal cosinus. Dans le cas d’un capteur de type AMR, le premier pont de Wheatstone et le deuxième pont de Wheatstone sont décalés mécaniquement d’un angle de 45°. Dans le cas d’un capteur de type GMR ou TMR, le premier pont de Wheatstone et le deuxième pont de Wheatstone sont décalés mécaniquement d’un angle de 90°.
Une tolérance d’excentricité est autorisée lors du montage du capteur par rapport au centre de la cible. De mêmes une tolérance d’inclinaison entre le circuit électronique et la cible, qui doivent idéalement être parallèles, est autorisée. Toutefois, ces tolérances entrainent une erreur sur la valeur de la position angulaire délivrée par le capteur. Notamment, plus le capteur est décalé par rapport au centre de la cible, et donc de l’axe de rotation de l’arbre, et plus l’erreur augmente.
On a représenté à la la variation de l’erreur Err (en degrés), constatée entre l’angle calculé et l’angle réel (en degrés), en fonction de l’angle ANG réel (en degrés) de l’arbre. On constate que l’erreur Err entre le calcul réalisé par le capteur et la position angulaire réelle ANG de l’arbre peut aller jusqu’à environ plus ou moins 8°.
Une solution consisterait à s’assurer un placement centré et parallèle du capteur et de la cible mais les contraintes de montage sur les chaînes de fabrication impliquent toujours des tolérances. Une autre solution consiste à traiter le signal de valeur d’angle par filtrage afin de réduire l’erreur. Toutefois, l’efficacité d’un tel traitement peut s’avérer limitée car il ne fonctionne correctement qu’à fréquence fixe notamment. Aussi, l’erreur reste significative. On a représenté à la l’erreur Err (en degrés), constatée entre l’angle calculé et l’angle réel (en degrés), en fonction de l’angle ANG réel de l’arbre (en degrés) suite à un traitement par filtrage. On constate que l’erreur Err entre le calcul réalisé par le capteur et la position angulaire ANG réelle de l’arbre peut aller jusqu’à environ plus ou moins 0,12° pour un décalage d’excentricité de 0,25 mm. En outre, le traitement du signal de valeur d’angle par filtrage nécessite des capacités de traitement importantes, aussi bien matérielles que logicielles, ce qui présente un autre inconvénient.
Il serait donc avantageux de proposer une solution permettant de remédier au moins en partie à ces inconvénients.
L’invention vise à réduire davantage l’erreur dans la mesure de la position angulaire d’un arbre tournant par un capteur de position dans un véhicule automobile. L’invention vise à réduire l’erreur de mesure générée par le désalignement et/ou le défaut de parallélisme d’un capteur de position par rapport à une cible fixée sur l’extrémité libre d’un arbre tournant dans un véhicule automobile. L’invention vise à fournir une solution simple, fiable et efficace pour réduire l’erreur de mesure d’un capteur de position de véhicule automobile.
A cette fin, l’invention a tout d’abord pour objet un procédé de mesure de la position angulaire d’un arbre rotatif de véhicule automobile à partir d’une cible, fixée à une extrémité libre dudit arbre et comprenant un élément magnétique, et d’un capteur de position à magnétorésistances, monté en face de ladite cible, ledit procédé comprenant les étapes de:
- génération d’un premier signal sinus et d’un premier signal cosinus caractérisant les variations angulaires de la cible par rapport au capteur lors de la rotation de l’arbre,
- génération d’un deuxième signal sinus et d’un deuxième signal cosinus caractérisant les variations angulaires de la cible par rapport au capteur lors de la rotation de l’arbre, le premier signal sinus et le deuxième signal sinus étant déphasés d’une valeur de déphasage prédéterminée, le premier signal cosinus et le deuxième signal cosinus étant déphasés d’une valeur de déphasage prédéterminée,
- génération d’un premier signal de valeur d’angle représentatif d’une première position angulaire de l’arbre à partir du premier signal sinus et du premier signal cosinus,
- génération d’un deuxième signal de valeur d’angle représentatif d’une deuxième position angulaire de l’arbre à partir du deuxième signal sinus et du deuxième signal cosinus,
- calcul de la position angulaire moyenne de l’arbre à un instant donné à partir du premier signal de valeur d’angle et du deuxième signal de valeur d’angle et de la valeur de déphasage prédéterminée selon la formule suivante :
- si
, alors :
- si
, alors :
où SA1(t) est la valeur du premier signal de valeur d’angle à l’instant t, SA2(t) est la valeur du deuxième signal de valeur d’angle à l’instant t et DPH est la valeur de déphasage prédéterminée.
Le procédé selon l’invention permet de corriger l’erreur générée par un désalignement et/ou un défaut de parallélisme entre le capteur de position et la cible en compensant entre eux les défauts du premier signal de valeur d’angle et du deuxième signal de valeur d’angle afin de calculer une position angulaire moyenne de l’arbre qui correspond sensiblement à la position angulaire réelle dudit arbre.
De préférence, le premier signal de valeur d’angle est généré en prenant l’arc tangente du rapport entre la valeur du premier signal sinus et la valeur du premier signal cosinus et le deuxième signal de valeur d’angle est généré en prenant l’arc tangente du rapport entre la valeur du deuxième signal sinus et la valeur du deuxième signal cosinus.
Selon un aspect de l’invention, le capteur comprenant un premier module de génération et un deuxième module de génération, décalé angulairement par rapport au premier module de génération d’un angle égal à la valeur de déphasage prédéterminée, l’étape de génération du premier signal sinus et du premier signal cosinus est réalisée par ledit premier module de génération et l’étape de génération du deuxième signal sinus et du deuxième signal cosinus est réalisée par ledit deuxième module de génération, le premier signal sinus et le premier signal cosinus caractérisant les variations angulaires de la cible par rapport au premier module de génération lors de la rotation de l’arbre et le deuxième signal sinus et le deuxième signal cosinus caractérisant les variations angulaires de la cible par rapport au deuxième module de génération lors de la rotation de l’arbre.
Selon un autre aspect de l’invention, le capteur comprenant au moins un premier module de génération, l’étape de génération du premier signal sinus et du premier signal cosinus est réalisée par ledit premier module de génération à partir des variations de direction de champ électromagnétique générées par la rotation de la cible et l’étape de génération du deuxième signal sinus et du deuxième signal cosinus est réalisée par ledit premier module de génération ou par une unité de contrôle électronique à partir du premier signal sinus et du premier signal cosinus.
De préférence, la valeur de déphasage prédéterminée est de 90°. En variante, la valeur de déphasage prédéterminée peut être de 45°.
L’invention concerne également un produit programme d’ordinateur caractérisé en ce qu’il comporte un ensemble d’instructions de code de programme qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ou plusieurs processeurs, configurent le ou les processeurs pour mettre en œuvre un procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes.
L’invention concerne également un capteur de position destiné à être monté en face d’une cible magnétique fixée à l’extrémité d’un arbre tournant d’un véhicule automobile, ledit capteur étant configuré pour mettre en œuvre le procédé tel que présenté précédemment.
Selon un aspect de l’invention, le capteur comprend un premier module de génération, configuré pour générer le premier signal sinus et le premier signal cosinus, et un deuxième module de génération, décalé angulairement par rapport au premier module de génération d’un angle égal à la valeur de déphasage prédéterminée et configuré pour générer le deuxième signal sinus et le deuxième signal cosinus, le premier signal sinus et le premier signal cosinus caractérisant les variations angulaires de la cible par rapport au premier module de génération lors de la rotation de l’arbre et le deuxième signal sinus et le deuxième signal cosinus caractérisant les variations angulaires de la cible par rapport au deuxième module de génération lors de la rotation de l’arbre.
Dans une forme de réalisation, le capteur comprend :
- un premier module de génération de signaux configuré pour générer un premier signal sinus et un premier signal cosinus caractérisant les variations angulaires de la cible par rapport audit premier module de génération lors de la rotation de l’arbre et un premier signal de valeur d’angle représentatif d’une première position angulaire de l’arbre à partir du premier signal sinus et du deuxième signal cosinus,
- un deuxième module de génération configuré pour générer un deuxième signal sinus et un deuxième signal cosinus caractérisant les variations angulaires de la cible par rapport audit deuxième module de génération lors de la rotation de l’arbre, le premier signal sinus et le deuxième signal sinus étant déphasés d’une valeur de déphasage prédéterminée, le premier signal cosinus et le deuxième signal cosinus étant déphasés d’une valeur de déphasage prédéterminée, et un deuxième signal de valeur d’angle représentatif d’une deuxième position angulaire de l’arbre à partir du deuxième signal sinus et du deuxième signal cosinus,
et est configuré pour calculer de la position angulaire moyenne de l’arbre à partir du premier signal de valeur d’angle et du deuxième signal de valeur d’angle et de la valeur de déphasage prédéterminée.
Dans une autre forme de réalisation, le capteur comprend :
- un premier module de génération de signaux configuré pour générer un premier signal sinus et un premier signal cosinus caractérisant les variations angulaires de la cible par rapport audit premier module de génération lors de la rotation de l’arbre, et pour envoyer le premier signal sinus et le premier signal cosinus à une unité de contrôle électronique du véhicule,
- un deuxième module de génération configuré pour générer un deuxième signal sinus et un deuxième signal cosinus caractérisant les variations angulaires de la cible par rapport audit deuxième module de génération lors de la rotation de l’arbre, le premier signal sinus et le deuxième signal sinus étant déphasés d’une valeur de déphasage prédéterminée, le premier signal cosinus et le deuxième signal cosinus étant déphasés d’une valeur de déphasage prédéterminée, et pour envoyer le deuxième signal sinus et le deuxième signal cosinus à une unité de contrôle électronique du véhicule.
Dans ce cas, le capteur coopère avec l’unité de contrôle électronique qui est configurée pour :
- recevoir le premier signal sinus, le premier signal cosinus, le deuxième signal sinus et le deuxième signal cosinus,
- générer un premier signal de valeur d’angle représentatif d’une première position angulaire de l’arbre à partir du premier signal sinus et du premier signal cosinus,
- générer un deuxième signal de valeur d’angle représentatif d’une deuxième position angulaire de l’arbre à partir du deuxième signal sinus et du deuxième signal cosinus,
- calculer la position angulaire moyenne de l’arbre à partir du premier signal de valeur d’angle et du deuxième signal de valeur d’angle et de la valeur de déphasage prédéterminée.
Avantageusement, le capteur comprend au moins un premier module de génération configuré pour générer le premier signal sinus et le premier signal cosinus à partir des variations de direction de champ électromagnétique générées par la rotation de la cible et pour générer le deuxième signal sinus et le deuxième signal cosinus à partir du premier signal sinus et du premier signal cosinus ou pour transmettre le premier signal sinus et le premier signal cosinus à une unité de contrôle électronique afin que ladite unité de contrôle électronique génère le deuxième signal sinus et le deuxième signal cosinus à partir du premier signal sinus et du premier signal cosinus.
De préférence, la valeur de déphasage prédéterminée est de 90°. En variante, la valeur de déphasage prédéterminée peut être de 45°.
L’invention concerne également une unité de contrôle électronique configurée pour :
- recevoir d’un capteur tel que présenté précédemment le premier signal de valeur d’angle et le deuxième signal de valeur d’angle,
- calculer la position angulaire moyenne de l’arbre à un instant t donné à partir de la valeur du premier signal de valeur d’angle, de la valeur du deuxième signal de valeur d’angle et de la valeur de déphasage prédéterminée selon la formule suivante :
- si
, alors :
- si
, alors :
où SA1(t) est la valeur du premier signal de valeur d’angle à l’instant t, SA2(t) est la valeur du deuxième signal de valeur d’angle à l’instant t et DPH est la valeur de déphasage prédéterminée.
L’invention concerne également une unité de contrôle électronique configuré pour :
- recevoir d’un capteur tel que présenté précédemment le premier signal sinus, le premier signal cosinus, le deuxième signal sinus et le deuxième signal cosinus,
- générer un premier signal de valeur d’angle représentatif d’une première position angulaire de l’arbre à partir du premier signal sinus et du premier signal cosinus,
- générer un deuxième signal de valeur d’angle représentatif d’une deuxième position angulaire de l’arbre à partir du deuxième signal sinus et du deuxième signal cosinus,
- calculer la position angulaire moyenne de l’arbre à un instant t donné à partir de la valeur du premier signal de valeur d’angle, de la valeur du deuxième signal de valeur d’angle et de la valeur de déphasage prédéterminée selon la formule suivante :
- si
, alors :
- si
, alors :
où SA1(t) est la valeur du premier signal de valeur d’angle à l’instant t, SA2(t) est la valeur du deuxième signal de valeur d’angle à l’instant t et DPH est la valeur de déphasage prédéterminée.
L’invention concerne également une unité de contrôle électronique configurée pour :
- recevoir d’un capteur tel que présenté précédemment le premier signal sinus et le premier signal cosinus,
- générer un premier signal de valeur d’angle représentatif d’une première position angulaire de l’arbre à partir du premier signal sinus et du premier signal cosinus,
- simuler un deuxième signal sinus et un deuxième signal cosinus à partir du premier signal sinus reçu et du premier signal cosinus reçu,
- générer un deuxième signal de valeur d’angle représentatif d’une deuxième position angulaire de l’arbre à partir du deuxième signal sinus simulé et du deuxième signal cosinus simulé,
- calculer la position angulaire moyenne de l’arbre à un instant t donné à partir de la valeur du premier signal de valeur d’angle, de la valeur du deuxième signal de valeur d’angle et de la valeur de déphasage prédéterminée selon la formule suivante :
- si
, alors :
- si
, alors :
où SA1(t) est la valeur du premier signal de valeur d’angle à l’instant t, SA2(t) est la valeur du deuxième signal de valeur d’angle à l’instant t et DPH est la valeur de déphasage prédéterminée.
L’invention concerne également un véhicule automobile comprenant au moins un arbre rotatif, comportant une cible fixée à l’une de ses extrémités, et au moins un capteur de position, tel que présenté précédemment, monté en face de ladite cible.
L’invention concerne également un véhicule automobile comprenant :
- une unité de contrôle électronique,
- au moins un arbre rotatif comportant une cible, fixée à l’une de ses extrémités et comprenant au moins un élément magnétique,
- un capteur de position à magnétorésistances, monté en face de ladite cible et étant relié par au moins un lien de communication à l’unité de contrôle électronique, le capteur étant configuré pour :
- générer un premier signal sinus et un premier signal cosinus caractérisant les variations angulaires de la cible lors de la rotation de l’arbre, et pour envoyer le premier signal sinus et le premier signal cosinus à l’unité de contrôle électronique,
- générer un deuxième signal sinus et un deuxième signal cosinus caractérisant les variations angulaires de la cible lors de la rotation de l’arbre, le premier signal sinus et le deuxième signal sinus étant déphasés d’une valeur de déphasage prédéterminée, le premier signal cosinus et le deuxième signal cosinus étant déphasés d’une valeur de déphasage prédéterminée,
- générer un premier signal de valeur d’angle représentatif d’une première position angulaire de l’arbre à partir du premier signal sinus et du premier signal cosinus,
- générer un deuxième signal de valeur d’angle représentatif d’une deuxième position angulaire de l’arbre à partir du deuxième signal sinus et du deuxième signal cosinus,
- envoyer le premier signal de valeur d’angle et le deuxième signal de valeur d’angle à l’unité de contrôle électronique,
- l’unité de contrôle électronique étant configurée pour :
- recevoir du capteur le premier signal de valeur d’angle et le deuxième signal de valeur d’angle,
- calculer la position angulaire moyenne de l’arbre à un instant t donné à partir de la valeur du premier signal de valeur d’angle, de la valeur du deuxième signal de valeur d’angle et de la valeur de déphasage prédéterminée selon la formule suivante :
- si
, alors :
- si
, alors :
où SA1(t) est la valeur du premier signal de valeur d’angle à l’instant t, SA2(t) est la valeur du deuxième signal de valeur d’angle à l’instant t et DPH est la valeur de déphasage prédéterminée.
L’invention concerne également un véhicule automobile comprenant :
- une unité de contrôle électronique,
- au moins un arbre rotatif comportant une cible fixée à l’une de ses extrémités et comprenant au moins un élément magnétique,
- un capteur de position à magnétorésistances, monté en face de ladite cible et étant relié par au moins un lien de communication à l’unité de contrôle électronique, le capteur étant configuré pour :
- générer un premier signal sinus et un premier signal cosinus caractérisant les variations angulaires de la cible lors de la rotation de l’arbre, et pour envoyer le premier signal sinus et le premier signal cosinus à l’unité de contrôle électronique,
- générer un deuxième signal sinus et un deuxième signal cosinus caractérisant les variations angulaires de la cible lors de la rotation de l’arbre, le premier signal sinus et le deuxième signal sinus étant déphasés d’une valeur de déphasage prédéterminée, le premier signal cosinus et le deuxième signal cosinus étant déphasés d’une valeur de déphasage prédéterminée,
- envoyer le premier signal sinus, le premier signal cosinus, le deuxième signal sinus et le deuxième signal cosinus générés à l’unité de contrôle électronique
- l’unité de contrôle électronique étant configurée pour :
- recevoir du capteur le premier signal sinus, le premier signal cosinus, le deuxième signal sinus et le deuxième signal cosinus,
- générer un premier signal de valeur d’angle représentatif d’une première position angulaire de l’arbre à partir du premier signal sinus et du premier signal cosinus,
- générer un deuxième signal de valeur d’angle représentatif d’une deuxième position angulaire de l’arbre à partir du deuxième signal sinus et du deuxième signal cosinus,
- calculer la position angulaire moyenne de l’arbre à un instant t donné à partir de la valeur du premier signal de valeur d’angle, de la valeur du deuxième signal de valeur d’angle et de la valeur de déphasage prédéterminée selon la formule suivante :
- si
, alors :
- si
, alors :
où SA1(t) est la valeur du premier signal de valeur d’angle à l’instant t, SA2(t) est la valeur du deuxième signal de valeur d’angle à l’instant t et DPH est la valeur de déphasage prédéterminée.
L’invention concerne également un véhicule automobile comprenant :
- une unité de contrôle électronique,
- au moins un arbre rotatif comportant une cible fixée à l’une de ses extrémités et comprenant au moins un élément magnétique,
- un capteur de position à magnétorésistances, monté en face de ladite cible et étant relié par au moins un lien de communication à l’unité de contrôle électronique, le capteur étant configuré pour générer un premier signal sinus et un premier signal cosinus caractérisant les variations angulaires de la cible lors de la rotation de l’arbre, et pour envoyer le premier signal sinus et le premier signal cosinus à l’unité de contrôle électronique,
- l’unité de contrôle électronique étant configurée pour :
- recevoir du capteur le premier signal sinus et le premier signal cosinus,
- simuler un deuxième signal sinus et un deuxième signal cosinus caractérisant les variations angulaires de la cible lors de la rotation de l’arbre à partir du premier signal sinus et du premier signal cosinus reçus, le premier signal sinus et le deuxième signal sinus étant déphasés d’une valeur de déphasage prédéterminée, le premier signal cosinus et le deuxième signal cosinus étant déphasés d’une valeur de déphasage prédéterminée,
- générer un premier signal de valeur d’angle représentatif d’une première position angulaire de l’arbre à partir du premier signal sinus et du premier signal cosinus,
- générer un deuxième signal de valeur d’angle représentatif d’une deuxième position angulaire de l’arbre à partir du deuxième signal sinus et du deuxième signal cosinus,
- calculer la position angulaire moyenne de l’arbre à un instant t donné à partir de la valeur du premier signal de valeur d’angle, de la valeur du deuxième signal de valeur d’angle et de la valeur de déphasage prédéterminée selon la formule suivante :
- si
, alors :
- si
, alors :
où SA1(t) est la valeur du premier signal de valeur d’angle à l’instant t, SA2(t) est la valeur du deuxième signal de valeur d’angle à l’instant t et DPH est la valeur de déphasage prédéterminée.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
On a représenté schématiquement à la un exemple de véhicule 1 selon l’invention. Dans cet exemple, le véhicule 1 est un véhicule électrique comprenant une machine électrique de propulsion comportant un rotor 10 et un stator 20. La machine électrique est alimentée par une batterie électrique 30 et est commandée par une unité de contrôle électronique 40 via un convertisseur 25 et à l’aide d’un capteur 50.
Le rotor 10 comprend un arbre 11 central rotatif permettant d’entrainer les roues 2 du véhicule 1 via une chaîne de transmission (non représentée par souci de clarté). On notera que, dans cet exemple, l’arbre 11 est un arbre de rotor 10 mais que cela n’est nullement limitatif de la portée de la présente invention, l’arbre 11 pouvant être tout type d’arbre rotatif de véhicule automobile.
En référence aux figures 4A et 4B, l’arbre 11 se présente sous la forme d’une tige s’étendant selon une direction longitudinale depuis le corps du rotor 10 et comportant une extrémité libre 11A. Un tel arbre 11 peut par exemple être un vilebrequin ou un arbre à cames.
L’extrémité libre 11A de l’arbre 11 comporte une cible 12, se présentant par exemple sous la forme d’un disque, montée de manière coaxiale avec l’arbre 11, c’est-à-dire que le centre de la cible 12 coïncide avec l’axe longitudinal de l’arbre 11. La cible 12 comprend en son centre un élément magnétique centré. Cet élément magnétique peut être une portion de la cible 12 ou bien un élément rapporté fixé au centre de la cible 12.
Selon l’invention, deux types de configurations sont possibles :
- une première configuration, « physique », où le capteur 50 génère deux couples de signaux sinus et cosinus en mesurant les variations de direction du champ électromagnétique de la cible 12,
- une deuxième configuration, « virtuelle », où le capteur 50 génère un couple de signaux sinus et cosinus « réels » en mesurant les variations de direction de champ électromagnétique de la cible 12, le deuxième couple de signaux sinus et cosinus, « virtuels », étant construits par le capteur 50 ou par l’unité de contrôle électronique 40 à partir du couple de signaux sinus et cosinus « réels ».
I. Première configuration
Un exemple de capteur dans la première configuration est donné en référence à la . Le capteur 50 comprend un boîtier (non représenté par souci de clarté) dans lequel sont montés un premier module de génération 51 et un deuxième module de génération 52. La description ci-après est faite également en fonction des figures 5 à 7 pour les références SIN1, COS1, SIN2, COS2, SA1, SA2, PAM.
Le premier module de génération 51 est configuré pour générer un premier signal sinus SIN1 et un premier signal cosinus COS1 caractérisant les variations angulaires de la cible 12 par rapport audit premier module de génération 51 lors de la rotation de l’arbre 11.
Le deuxième module de génération 52 est configuré pour générer un deuxième signal sinus SIN2 et un deuxième signal cosinus COS2 caractérisant les variations angulaires de la cible 12 par rapport audit deuxième module de génération 52 lors de la rotation de l’arbre 11.
Le premier signal sinus SIN1 et le deuxième signal sinus SIN2 sont déphasés d’une valeur de déphasage DPH prédéterminée. De même, le premier signal cosinus COS1 et le deuxième signal cosinus COS2 sont déphasés de la même valeur de déphasage DPH prédéterminée.
De préférence, le premier module de génération 51 et le deuxième module de génération 52 comprennent chacun un circuit électronique comprenant des magnétorésistances, de préférence de type pont de Wheatstone, sensiblement centré par rapport à la cible 12, à une tolérance de centrage près résultant du montage.
Le premier module de génération 51 et le deuxième module de génération 52 sont agencés l’un par rapport à l’autre en étant tournés angulairement d’une valeur de décalage, de préférence de 45° ou de 90°. Ce décalage mécanique permet de créer un décalage de phase DPH de même valeur (de préférence de 45° ou de 90°) entre d’une part le premier signal sinus SIN1 et le deuxième signal sinus SIN2 et d’autre part entre le premier signal cosinus COS1 et le deuxième signal cosinus COS2.
Dans la forme de réalisation, illustrée sur la , le capteur 50 comprend un premier circuit électronique, sur lequel est monté le premier module de génération 51, et un deuxième circuit électronique, sur lequel est monté le deuxième module de génération 52. Le premier circuit électronique et le deuxième circuit électronique sont sensiblement parallèles entre eux et à la cible, à une tolérance de parallélisme près résultant du montage.
Dans une autre forme de réalisation, le capteur 50 comprend un unique circuit électronique monté au droit, c’est-à-dire en face, de la cible 12, de manière sensiblement coaxiale et parallèle, et sur laquelle sont montés à la fois le premier module de génération 51 et le deuxième module de génération 52.
Par « sensiblement », on entend qu’une tolérance de désalignement est autorisée entre le centre de mesure du capteur 50 et le centre de la cible 12 (ou l’axe longitudinale de l’arbre 11), par exemple jusqu’à 1 mm, et/ou qu’une tolérance de parallélisme entre le plan du ou des circuits électroniques du capteur et le plan de la cible est autorisée, par exemple jusqu’à 1 mm. Cette tolérance dépend du montage du capteur 50 et du centrage de la cible 12.
Le capteur 50 peut être un capteur magnétique, notamment de type TMR (Tunnel Magnetic Resistance), GMR ou AMR ou toute autre type de capteur de position adapté.
Première forme de réalisation
Dans cette forme de réalisation, le premier module de génération 51 est configuré pour générer un premier signal de valeur d’angle SA1 représentatif d’une première position angulaire de l’arbre 11 à partir du premier signal sinus SIN1 et du premier signal cosinus COS1.
Le deuxième module de génération 52 est configuré pour générer un deuxième signal de valeur d’angle SA2 représentatif d’une deuxième position angulaire de l’arbre 11 à partir du deuxième signal sinus SIN2 et du deuxième signal cosinus COS2.
Le capteur 50 est configuré pour calculer la position angulaire moyenne PAM de l’arbre 11 à un instant t donné à partir de la valeur du premier signal de valeur d’angle SA1, de la valeur du deuxième signal de valeur d’angle SA2 et de la valeur de déphasage DPH prédéterminée.
De préférence, le capteur 50 est configuré pour calculer la position angulaire moyenne de l’arbre 11 selon la formule suivante :
- si
, alors :
- si
, alors :
où SA1(t) est la valeur du premier signal de valeur d’angle à l’instant t, SA2(t) est la valeur du deuxième signal de valeur d’angle à l’instant t et DPH est la valeur de déphasage prédéterminée.
Le capteur 50 comprend un processeur apte à mettre en œuvre un ensemble d’instructions permettant de réaliser ces fonctions.
Deuxième forme de réalisation
Dans cette forme de réalisation, le premier module de génération 51 est configuré pour générer un premier signal de valeur d’angle SA1 représentatif d’une première position angulaire de l’arbre 11 à partir du premier signal sinus SIN1 et du premier signal cosinus COS1 et pour envoyer ledit premier signal de valeur d’angle SA1 à l’unité de contrôle électronique 40.
Le deuxième module de génération 52 est configuré pour générer un deuxième signal de valeur d’angle SA2 représentatif d’une deuxième position angulaire de l’arbre 11 à partir du deuxième signal sinus SIN2 et du deuxième signal cosinus COS2 et pour envoyer ledit deuxième signal de valeur d’angle SA2 à l’unité de contrôle électronique 40.
Le capteur 50 comprend un processeur apte à mettre en œuvre un ensemble d’instructions permettant de réaliser ces fonctions.
L’unité de contrôle électronique 40 est configurée pour recevoir le premier signal de valeur d’angle SA1 et le deuxième signal de valeur d’angle SA2 et pour calculer la position angulaire moyenne PAM de l’arbre 11 à un instant t donné à partir de la valeur du premier signal de valeur d’angle SA1, de la valeur du deuxième signal de valeur d’angle SA2 et de la valeur de déphasage DPH prédéterminée.
De préférence, l’unité de contrôle électronique 40 est configurée pour calculer la position angulaire moyenne de l’arbre 11 selon la formule suivante :
- si
, alors :
- si
, alors :
où SA1(t) est la valeur du premier signal de valeur d’angle à l’instant t, SA2(t) est la valeur du deuxième signal de valeur d’angle à l’instant t et DPH est la valeur de déphasage prédéterminée.
L’unité de contrôle électronique 40 comprend un processeur apte à mettre en œuvre un ensemble d’instructions permettant de réaliser ces fonctions.
Troisième forme de réalisation
Dans cette forme de réalisation, le premier module de génération 51 est configuré pour envoyer le premier signal sinus SIN1 et le premier signal cosinus COS1 à l’unité de contrôle électronique 40 et le deuxième module de génération 52 est configuré pour envoyer le deuxième signal sinus SIN2 et le deuxième signal cosinus COS2 à l’unité de contrôle électronique 40.
Le capteur 50 comprend un processeur apte à mettre en œuvre un ensemble d’instructions permettant de réaliser ces fonctions.
L’unité de contrôle électronique 40 est configurée pour recevoir le premier signal sinus SIN1, le premier signal cosinus COS1, le deuxième signal sinus SIN2 et le deuxième signal cosinus COS2.
L’unité de contrôle électronique 40 est configurée pour générer un premier signal de valeur d’angle SA1 représentatif d’une première position angulaire de l’arbre 11 à partir du premier signal sinus SIN1 et du premier signal cosinus COS1 et un deuxième signal de valeur d’angle SA2 représentatif d’une deuxième position angulaire de l’arbre 11 à partir du deuxième signal sinus SIN2 et du deuxième signal cosinus COS2.
L’unité de contrôle électronique 40 est configurée pour calculer la position angulaire moyenne PAM de l’arbre 11 à un instant t donné à partir de la valeur du premier signal de valeur d’angle SA1 à l’instant t, de la valeur du deuxième signal de valeur d’angle SA2 à l’instant t et de la valeur de déphasage DPH prédéterminée.
L’unité de contrôle électronique 40 comprend un processeur apte à mettre en œuvre un ensemble d’instructions permettant de réaliser ces fonctions.
Exemples de mise en œuvre
Trois exemples de mise en œuvre vont maintenant être décrits en référence aux figures 5 à 7 pour les trois formes de réalisation décrites ci-avant.
Les étapes E1 et E2 sont communes aux trois modes de réalisation.
Tout d’abord, l’arbre 11 est entrainé en rotation dans une étape E1.
Dans une étape E2, le premier module de génération 51 génère un premier signal sinus SIN1 et un premier signal cosinus COS1 caractérisant les variations angulaires de la cible 12 par rapport audit premier module de génération 51 lors de la rotation de l’arbre 11 et le deuxième module de génération 52 génère un deuxième signal sinus SIN2 et un deuxième signal cosinus COS2 caractérisant les variations angulaires de la cible 12 par rapport audit deuxième module de génération 52 lors de la rotation de l’arbre 11. Cette génération de signaux sinus et cosinus à partir des variations de direction de champ électromagnétique générés par la cible 12 en rotation étant connue en soi, elle ne sera pas davantage détaillée ici.
Premier mode de réalisation ( )
Suite à l’étape E2, dans une étape E3, le premier module de génération 51 génère un premier signal de valeur d’angle SA1 représentatif d’une première position angulaire de l’arbre 11 à partir du premier signal sinus SIN1 et du premier signal cosinus COS1 et le deuxième module de génération 52 génère un deuxième signal de valeur d’angle SA2 représentatif d’une deuxième position angulaire de l’arbre 11 à partir du deuxième signal sinus SIN2 et du deuxième signal cosinus COS2.
Dans une étape E4, le capteur 50 calcule la position angulaire moyenne PAM de l’arbre à partir du premier signal de valeur d’angle SA1 et du deuxième signal de valeur d’angle SA2 et de la valeur de déphasage DPH prédéterminée selon la formule suivante :
- si
, alors :
- si
, alors :
où SA1(t) est la valeur du premier signal de valeur d’angle à l’instant t, SA2(t) est la valeur du deuxième signal de valeur d’angle à l’instant t et DPH est la valeur de déphasage prédéterminée.
Deuxième mode de réalisation ( )
Suite à l’étape E2, dans une étape E3, le premier module de génération 51 génère un premier signal de valeur d’angle SA1 représentatif d’une première position angulaire de l’arbre 11 à partir du premier signal sinus SIN1 et du premier signal cosinus COS1 et le deuxième module de génération 52 génère un deuxième signal de valeur d’angle SA2 représentatif d’une deuxième position angulaire de l’arbre 11 à partir du deuxième signal sinus SIN2 et du deuxième signal cosinus COS2.
Dans une étape F4, le premier module de génération 51 envoie le premier signal de valeur d’angle SA1 à l’unité de contrôle électronique 40 et le deuxième module de génération 52 envoie le deuxième signal de valeur d’angle SA2 à l’unité de contrôle électronique 40.
Dans une étape F5, l’unité de contrôle électronique 40 reçoit le premier signal de valeur d’angle SA1 et le deuxième signal de valeur d’angle SA2.
Dans une étape F6, l’unité de contrôle électronique 40 calcule la position angulaire moyenne PAM de l’arbre à partir du premier signal de valeur d’angle SA1 et du deuxième signal de valeur d’angle SA2 et de la valeur de déphasage DPH prédéterminée selon la formule suivante :
- si
, alors :
- si
, alors :
où SA1(t) est la valeur du premier signal de valeur d’angle à l’instant t, SA2(t) est la valeur du deuxième signal de valeur d’angle à l’instant t et DPH est la valeur de déphasage prédéterminée.
Troisième mode de réalisation ( )
Suite à l’étape E2, dans une étape G3, le premier module de génération 51 envoie le premier signal sinus SIN1 et le premier signal cosinus COS1 à l’unité de contrôle électronique 40 et le deuxième module de génération 52 envoie le deuxième signal sinus SIN2 et le deuxième signal cosinus COS2 à l’unité de contrôle électronique 40.
Dans une étape G4, l’unité de contrôle électronique 40 reçoit le premier signal sinus SIN1, le premier signal cosinus COS1, le deuxième signal sinus SIN2 et le deuxième signal cosinus COS2 et génère dans une étape G5 un premier signal de valeur d’angle SA1 représentatif d’une première position angulaire de l’arbre 11 à partir du premier signal sinus SIN1 et du premier signal cosinus COS1 et un deuxième signal de valeur d’angle SA2 représentatif d’une deuxième position angulaire de l’arbre 11 à partir du deuxième signal sinus SIN2 et du deuxième signal cosinus COS2.
Dans une étape F6, l’unité de contrôle électronique 40 calcule la position angulaire moyenne PAM de l’arbre 11 à partir du premier signal de valeur d’angle SA1 et du deuxième signal de valeur d’angle SA2 et de la valeur de déphasage prédéterminée selon la formule suivante :
- si
, alors :
- si
, alors :
où SA1(t) est la valeur du premier signal de valeur d’angle à l’instant t, SA2(t) est la valeur du deuxième signal de valeur d’angle à l’instant t et DPH est la valeur de déphasage prédéterminée.
I. Deuxième configuration
Un exemple de capteur 50 dans la deuxième configuration est donné en référence à la . Le capteur 50 comprend un boîtier (non représenté par souci de clarté) dans lequel est monté au moins un premier module de génération 51.
De préférence, le premier module de génération 51 comprend un circuit électronique, de préférence de type magnétorésistances en pont de Wheatstone, sensiblement centré par rapport à la cible 12, à une tolérance de centrage près résultant du montage.
Par « sensiblement », on entend qu’une tolérance de désalignement est autorisée entre le centre de mesure du premier module de génération 51 et le centre de la cible 12 (ou l’axe longitudinale de l’arbre 11), par exemple jusqu’à 1 mm.
Le capteur 50 peut être un capteur magnétique, notamment de type TMR (Tunnel Magnetic Resistance), GMR ou AMR ou toute autre type de capteur de position adapté.
Le premier module de génération 51 est configuré pour générer un premier signal sinus SIN1 et un premier signal cosinus COS1 caractérisant les variations angulaires de la cible 12 par rapport audit premier module de génération 51 lors de la rotation de l’arbre 11.
Première forme de réalisation
Dans cette forme de réalisation, le capteur 50 est configuré pour simuler (i.e. construire) un deuxième signal sinus SIN2 et un deuxième signal cosinus COS2 à partir du premier signal sinus SIN1 et du premier signal cosinus COS2. Le premier signal sinus SIN1 et le deuxième signal sinus SIN2 sont déphasés d’une valeur de déphasage DPH prédéterminée. De même, le premier signal cosinus COS1 et le deuxième signal cosinus COS2 sont déphasés de la même valeur de déphasage DPH prédéterminée.
Par « simuler » ou « construire », on entend que le capteur 50 utilise les valeurs du premier signal sinus SIN1 et du premier signal cosinus COS1 générés à un instant t à un instant postérieur t+1, où l’intervalle de temps entre t et t+1 correspond à la valeur de déphasage DPH prédéterminée. En pratique, les valeurs d’amplitude du premier signal sinus SIN1 et du premier signal cosinus COS1 sont stockées dans une première colonne d’une table d’une zone mémoire (non représentée) du capteur 50 pour être exploitées ultérieurement et les valeurs d’amplitude du deuxième signal sinus SIN2 et du deuxième signal cosinus COS2 sont créées en copiant les valeurs d’amplitude du premier signal sinus SIN1 et du premier signal cosinus COS1 dans une deuxième colonne de la table mais en les décalant dans des lignes inférieures de sorte que, sur une même ligne, les valeurs correspondent aux signaux SIN1 et COS1 décalés de la valeur de phase prédéterminée, de préférence 90°. Cette copie des valeurs d’amplitude du premier signal sinus SIN1 et du premier signal cosinus COS1 implique une phase d’initialisation pendant laquelle la deuxième colonne de la table ne comporte aucune valeur pendant une période de temps correspondant à l’acquisition des premières valeurs d’amplitude du premier signal sinus SIN1 et du premier signal cosinus COS1 pendant la durée de la valeur de déphasage DPH prédéterminée.
Le capteur 50 est configuré pour générer un premier signal de valeur d’angle SA1 représentatif d’une première position angulaire de l’arbre 11 à partir du premier signal sinus SIN1 et du premier signal cosinus COS1.
Le capteur 50 est configuré pour générer un deuxième signal de valeur d’angle SA2 représentatif d’une deuxième position angulaire de l’arbre 11 à partir du deuxième signal sinus SIN2 et du deuxième signal cosinus COS2, le premier signal sinus SIN1 et le deuxième signal sinus SIN2 étant déphasés d’une valeur de déphasage DPH prédéterminée et le premier signal cosinus COS1 et le deuxième signal cosinus COS2 étant déphasés de la valeur de déphasage DPH prédéterminée.
Le capteur 50 est configuré pour calculer la position angulaire moyenne PAM de l’arbre 11 à un instant t donné à partir de la valeur du premier signal de valeur d’angle SA1, de la valeur du deuxième signal de valeur d’angle SA2 et de la valeur de déphasage DPH prédéterminée.
Le capteur 50 est configuré pour calculer la position angulaire moyenne de l’arbre 11 selon la formule suivante :
- si
, alors :
- si
, alors :
où SA1(t) est la valeur du premier signal de valeur d’angle à l’instant t, SA2(t) est la valeur du deuxième signal de valeur d’angle à l’instant t et DPH est la valeur de déphasage prédéterminée.
Le capteur 50 comprend un processeur apte à mettre en œuvre un ensemble d’instructions permettant de réaliser ces fonctions.
Deuxième forme de réalisation
Dans cette forme de réalisation, le capteur 50 est configuré pour simuler (i.e. construire) un deuxième signal sinus SIN2 et un deuxième signal cosinus COS2 à partir du premier signal sinus SIN1 et du premier signal cosinus COS1 de la même façon que dans la forme de réalisation précédente.
Le capteur 50 est configuré pour générer un premier signal de valeur d’angle SA1 représentatif d’une première position angulaire de l’arbre 11 à partir du premier signal sinus SIN1 et du premier signal cosinus COS1 et pour envoyer ledit premier signal de valeur d’angle SA1 à l’unité de contrôle électronique 40.
Le capteur 50 est configuré pour générer un deuxième signal de valeur d’angle SA2 représentatif d’une deuxième position angulaire de l’arbre 11 à partir du deuxième signal sinus SIN2 et du deuxième signal cosinus COS2 et pour envoyer ledit deuxième signal de valeur d’angle SA2 à l’unité de contrôle électronique 40.
Le capteur 50 comprend un processeur apte à mettre en œuvre un ensemble d’instructions permettant de réaliser ces fonctions.
L’unité de contrôle électronique 40 est configurée pour recevoir le premier signal de valeur d’angle SA1 et le deuxième signal de valeur d’angle SA2 et pour calculer la position angulaire moyenne PAM de l’arbre 11 à un instant t donné à partir de la valeur du premier signal de valeur d’angle SA1, de la valeur du deuxième signal de valeur d’angle SA2 et de la valeur de déphasage DPH prédéterminée.
L’unité de contrôle électronique 40 est configurée pour calculer la position angulaire moyenne de l’arbre 11 selon la formule suivante :
- si
, alors :
- si
, alors :
où SA1(t) est la valeur du premier signal de valeur d’angle à l’instant t, SA2(t) est la valeur du deuxième signal de valeur d’angle à l’instant t et DPH est la valeur de déphasage prédéterminée.
L’unité de contrôle électronique 40 comprend un processeur apte à mettre en œuvre un ensemble d’instructions permettant de réaliser ces fonctions.
Troisième forme de réalisation
Dans cette forme de réalisation, le capteur 50 est configuré pour simuler (i.e. construire) un deuxième signal sinus SIN2 et un deuxième signal cosinus COS2 à partir du premier signal sinus SIN1 et du premier signal cosinus COS1 de la même façon que dans les deux formes de réalisation précédentes et pour envoyer le premier signal sinus SIN1, le premier signal cosinus COS1 et les valeurs du deuxième signal sinus SIN2 et du deuxième signal cosinus COS2 à l’unité de contrôle électronique 40.
Le capteur 50 comprend un processeur apte à mettre en œuvre un ensemble d’instructions permettant de réaliser ces fonctions.
L’unité de contrôle électronique 40 est configurée pour recevoir le premier signal sinus SIN1, le premier signal cosinus COS1, et les valeurs du deuxième signal sinus SIN2 et du deuxième signal cosinus COS2.
L’unité de contrôle électronique 40 est configurée pour générer un premier signal de valeur d’angle SA1 représentatif d’une première position angulaire de l’arbre 11 à partir du premier signal sinus SIN1 et du premier signal cosinus COS1 et un deuxième signal de valeur d’angle SA2 représentatif d’une deuxième position angulaire de l’arbre 11 à partir des valeurs du deuxième signal sinus SIN2 et du deuxième signal cosinus COS2.
L’unité de contrôle électronique 40 est configurée pour calculer la position angulaire moyenne PAM de l’arbre 11 à un instant t donné à partir de la valeur du premier signal de valeur d’angle SA1 à l’instant t, de la valeur du deuxième signal de valeur d’angle SA2 à l’instant t et de la valeur de déphasage DPH prédéterminée selon la formule suivante :
- si
, alors :
- si
, alors :
où SA1(t) est la valeur du premier signal de valeur d’angle à l’instant t, SA2(t) est la valeur du deuxième signal de valeur d’angle à l’instant t et DPH est la valeur de déphasage prédéterminée.
L’unité de contrôle électronique 40 comprend un processeur apte à mettre en œuvre un ensemble d’instructions permettant de réaliser ces fonctions.
Quatrième forme de réalisation
Dans cette forme de réalisation, le capteur 50 est configuré pour envoyer le premier signal sinus SIN1 et le premier signal cosinus COS1 à l’unité de contrôle électronique 40.
Le capteur 50 comprend un processeur apte à mettre en œuvre un ensemble d’instructions permettant de réaliser ces fonctions.
L’unité de contrôle électronique 40 est configurée pour recevoir le premier signal sinus SIN1, le premier signal cosinus COS1, et pour simuler (i.e. construire) un deuxième signal sinus SIN2 et un deuxième signal cosinus COS2 à partir du premier signal sinus SIN1 et du premier signal cosinus COS1 reçus de la même façon que dans les trois formes de réalisation précédentes.
L’unité de contrôle électronique 40 est configurée pour générer un premier signal de valeur d’angle SA1 représentatif d’une première position angulaire de l’arbre 11 à partir du premier signal sinus SA1 et du premier signal cosinus COS1 et un deuxième signal de valeur d’angle SA2 représentatif d’une deuxième position angulaire de l’arbre 11 à partir des valeurs du deuxième signal sinus SIN2 et du deuxième signal cosinus COS2.
L’unité de contrôle électronique 40 est configurée pour calculer la position angulaire moyenne PAM de l’arbre 11 à un instant t donné à partir de la valeur du premier signal de valeur d’angle SA1 à l’instant t, de la valeur du deuxième signal de valeur d’angle SA2 à l’instant t et de la valeur de déphasage DPH prédéterminée selon la formule suivante :
- si
, alors :
- si
, alors :
où SA1(t) est la valeur du premier signal de valeur d’angle à l’instant t, SA2(t) est la valeur du deuxième signal de valeur d’angle à l’instant t et DPH est la valeur de déphasage prédéterminée.
L’unité de contrôle électronique 40 comprend un processeur apte à mettre en œuvre un ensemble d’instructions permettant de réaliser ces fonctions.
Exemples de mise en œuvre
Trois exemples de mise en œuvre vont maintenant être décrits.
Tout d’abord, l’arbre 11 est entrainé en rotation.
Ensuite, le premier module de génération 51 génère un premier signal sinus SIN1 et un premier signal cosinus COS1 caractérisant les variations angulaires de la cible 12 lors de la rotation de l’arbre 11. Cette génération de signaux sinus et cosinus à partir des variations de direction champ électromagnétique générés par la cible 12 en rotation étant connue en soi, elle ne sera pas davantage détaillée ici.
Ces deux étapes sont communes aux trois modes de réalisation décrits ci-après.
Premier mode de réalisation (correspondant à la première forme de réalisation de la deuxième configuration)
Le capteur 50 construit un deuxième signal sinus SIN2 et un deuxième signal cosinus COS2 comme expliqué précédemment et génère un premier signal de valeur d’angle SA1 représentatif d’une première position angulaire de l’arbre 11 à partir du premier signal sinus SIN1 généré et du premier signal cosinus COS1 généré et un deuxième signal de valeur d’angle SA2 représentatif d’une deuxième position angulaire de l’arbre 11 à partir du deuxième signal sinus SIN2 construit et du deuxième signal cosinus COS2 construit.
Ensuite, le capteur 50 calcule la position angulaire moyenne PAM de l’arbre 11 à partir du premier signal de valeur d’angle SA1 et du deuxième signal de valeur d’angle SA2 et de la valeur de déphasage DPH prédéterminée selon la formule suivante :
- si
, alors :
- si
, alors :
où SA1(t) est la valeur du premier signal de valeur d’angle à l’instant t, SA2(t) est la valeur du deuxième signal de valeur d’angle à l’instant t et DPH est la valeur de déphasage prédéterminée.
Deuxième mode de réalisation (correspondant à la deuxième forme de réalisation de la deuxième configuration)
Le capteur 50 construit un deuxième signal sinus SIN2 et un deuxième signal cosinus COS2 comme expliqué précédemment et génère un premier signal de valeur d’angle SA1 représentatif d’une première position angulaire de l’arbre 11 à partir du premier signal sinus SIN1 généré et du premier signal cosinus COS1 généré et un deuxième signal de valeur d’angle SA2 représentatif d’une deuxième position angulaire de l’arbre 11 à partir du deuxième signal sinus SIN2 construit et du deuxième signal cosinus COS2 construit.
Ensuite, le capteur 50 envoie le premier signal de valeur d’angle SA1 et le deuxième signal de valeur d’angle SA2 à l’unité de contrôle électronique 40.
L’unité de contrôle électronique 40 reçoit le premier signal de valeur d’angle SA1 et le deuxième signal de valeur d’angle SA2 puis calcule la position angulaire moyenne PAM de l’arbre 11 à partir du premier signal de valeur d’angle SA1 et du deuxième signal de valeur d’angle SA2 et de la valeur de déphasage DPH prédéterminée selon la formule suivante :
- si
, alors :
- si
, alors :
où SA1(t) est la valeur du premier signal de valeur d’angle à l’instant t, SA2(t) est la valeur du deuxième signal de valeur d’angle à l’instant t et DPH est la valeur de déphasage prédéterminée.
Troisième mode de réalisation (correspondant à la troisième forme de réalisation de la deuxième configuration)
Le capteur 50 construit un deuxième signal sinus SIN2 et un deuxième signal cosinus COS2 comme expliqué précédemment et envoie le premier signal sinus SIN1 généré, le premier signal cosinus COS1 généré, le deuxième signal sinus SIN2 construit (i.e. simulé) et le deuxième signal cosinus COS2 construit à l’unité de contrôle électronique 40.
Ensuite, l’unité de contrôle électronique 40 reçoit le premier signal sinus SIN1, le premier signal cosinus COS1, le deuxième signal sinus SIN2 et le deuxième signal cosinus COS2 et génère un premier signal de valeur d’angle SA1 représentatif d’une première position angulaire de l’arbre 11 à partir du premier signal sinus SIN1 reçu et du premier signal cosinus COS1 reçu et un deuxième signal de valeur d’angle SA2 représentatif d’une deuxième position angulaire de l’arbre 11 à partir du deuxième signal sinus SIN2 reçu et du deuxième signal cosinus COS2 reçu.
L’unité de contrôle électronique 40 calcule la position angulaire moyenne de l’arbre 11 à partir du premier signal de valeur d’angle SA1 et du deuxième signal de valeur d’angle SA2 et de la valeur de déphasage DPH prédéterminée selon la formule suivante :
- si
, alors :
- si
, alors :
où SA1(t) est la valeur du premier signal de valeur d’angle à l’instant t, SA2(t) est la valeur du deuxième signal de valeur d’angle à l’instant t et DPH est la valeur de déphasage prédéterminée.
Quatrième mode de réalisation (correspondant à la quatrième forme de réalisation de la deuxième configuration)
Le capteur 50 envoie le premier signal sinus SIN1 et le premier signal cosinus COS1 à l’unité de contrôle électronique 40.
L’unité de contrôle électronique 40 reçoit premier signal sinus SIN1 et le premier signal cosinus COS1 puis simule (i.e. construit) un deuxième signal sinus SIN2 et un deuxième signal cosinus COS2 comme expliqué précédemment.
Ensuite, l’unité de contrôle électronique 40 génère un premier signal de valeur d’angle SA1 représentatif d’une première position angulaire de l’arbre 11 à partir du premier signal sinus SIN1 reçu et du premier signal cosinus COS1 reçu et un deuxième signal de valeur d’angle SA2 représentatif d’une deuxième position angulaire de l’arbre 11 à partir du deuxième signal sinus SIN2 simulé et du deuxième signal cosinus COS2 simulé.
L’unité de contrôle électronique 40 calcule alors la position angulaire moyenne PAM de l’arbre 11 à partir du premier signal de valeur d’angle SA1 et du deuxième signal de valeur d’angle SA2 et de la valeur de déphasage DPH prédéterminée selon la formule suivante :
- si
, alors :
- si
, alors :
où SA1(t) est la valeur du premier signal de valeur d’angle à l’instant t, SA2(t) est la valeur du deuxième signal de valeur d’angle à l’instant t et DPH est la valeur de déphasage prédéterminée.
Selon la présente invention, toute ou partie des fonctions présentées ci-avant peuvent être mises en œuvre par le capteur 50 et/ou par l’unité de contrôle électronique 40. En d’autres termes, les étapes du procédé selon l’invention peuvent être mises en œuvre entièrement par le capteur 50 ou entièrement par l’unité de contrôle électronique 40 (à l’exception de la génération du premier signal sinus SIN1 et du premier signal cosinus COS1) ou à la fois par le capteur 50 et par l’unité de contrôle électronique 40.
La illustre un exemple d’erreur Err(inv) obtenue avec le procédé selon l’invention dans un système selon la première configuration. On constate que l’erreur Err(inv) est comprise entre -0,01 et 0,01° alors que l’erreur sans compensation par l’invention Err(prior) oscille entre -0,12° et 0,12° sur une plage de rotation de l’arbre 11 correspondant à un tour (360°).
La illustre un exemple d’erreur Err(inv) obtenue avec le procédé selon l’invention dans un système selon la deuxième configuration. On constate que l’erreur Err(inv) est comprise entre -0,08 et 0,08° pendant l’initialisation des 90 premiers degrés puis entre -0,01 et 0,01° une fois l’initialisation terminée alors que l’erreur sans compensation par l’invention Err(prior) oscille entre -0,12° et 0,12° sur une plage de rotation de l’arbre 11 correspondant à un tour (360°). L’initialisation correspond à la période pendant laquelle le premier signal sinus SIN1 et le premier signal cosinus COS1 sont générés pendant le premier quart de tour de l’arbre, les valeurs du deuxième signal sinus SIN2 et du deuxième signal cosinus COS2 ne pouvant alors pas être calculées car elles correspondent respectivement aux valeurs du premier signal sinus SIN1 et du premier signal cosinus COS1 auxquelles on a ajouté ou retranché 90° (décalage de phase DPH d’un quart de tour).
Selon l’invention, en corrigeant le signal sinus SIN et le signal cosinus COS selon les étapes du procédé selon l’invention, l’erreur générée par le désalignement du capteur 50 avec le centre de la cible 12 est significativement réduite, voire annulée (car équivalente au bruit électronique ambiant).
Claims (10)
- Procédé de mesure de la position angulaire d’un arbre (11) rotatif de véhicule (1) automobile à partir d’une cible (12), fixée à une extrémité libre (11A) dudit arbre (11) et comprenant un élément magnétique, et d’un capteur (50) de position à magnétorésistances, monté en face de ladite cible (12), ledit procédé comprenant les étapes de:
- génération (E1) d’un premier signal sinus (SIN1) et d’un premier signal cosinus (COS1) caractérisant les variations angulaires de la cible (12) par rapport au capteur (50) lors de la rotation de l’arbre (11),
- génération (E2) d’un deuxième signal sinus (SIN2) et d’un deuxième signal cosinus (COS2) caractérisant les variations angulaires de la cible (12) par rapport au capteur (50) lors de la rotation de l’arbre (11), le premier signal sinus (SIN1) et le deuxième signal sinus (SIN2) étant déphasés d’une valeur de déphasage (DPH) prédéterminée,
- génération (E3) d’un premier signal de valeur d’angle (SA1) représentatif d’une première position angulaire de l’arbre (11) à partir du premier signal sinus (SIN1) et du premier signal cosinus (COS1),
- génération (E4) d’un deuxième signal de valeur d’angle (SA2) représentatif d’une deuxième position angulaire de l’arbre (11) à partir du deuxième signal sinus (SIN2) et du deuxième signal cosinus (COS2),
- calcul (E5) de la position angulaire moyenne (PAM) de l’arbre (11) à un instant (t) donné à partir du premier signal de valeur d’angle (SA1) et du deuxième signal de valeur d’angle (SA2) et de la valeur de déphasage (DPH) prédéterminée selon la formule suivante :
- si
, alors :
- si
, alors :
où SA1(t) est la valeur du premier signal de valeur d’angle à l’instant t, SA2(t) est la valeur du deuxième signal de valeur d’angle à l’instant t et DPH est la valeur de déphasage prédéterminée. - Procédé selon la revendication 1, dans lequel, le capteur (50) comprenant un premier module de génération (51) et un deuxième module de génération (52), décalé angulairement par rapport au premier module de génération (51) d’un angle égal à la valeur de déphasage (DPH) prédéterminée, l’étape de génération (E1) du premier signal sinus (SIN1) et du premier signal cosinus (COS1) est réalisée par ledit premier module de génération (51) et l’étape de génération (E2) du deuxième signal sinus (SIN2) et du deuxième signal cosinus (COS2) est réalisée par ledit deuxième module de génération (52), le premier signal sinus SIN1 et le premier signal cosinus (COS1) caractérisant les variations angulaires de la cible (12) par rapport au premier module de génération (51) lors de la rotation de l’arbre (11) et le deuxième signal sinus (SIN2) et le deuxième signal cosinus (COS2) caractérisant les variations angulaires de la cible (12) par rapport au deuxième module de génération (52) lors de la rotation de l’arbre (11).
- Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, le capteur (50) comprenant au moins un premier module de génération (51), l’étape de génération (E1) du premier signal sinus (SIN1) et du premier signal cosinus (COS1) est réalisée par ledit premier module de génération (51) à partir des variations de direction du champ électromagnétique générées par la rotation de la cible (12) et l’étape de génération (E2) du deuxième signal sinus (SIN2) et du deuxième signal cosinus (COS2) est réalisée par ledit premier module de génération (51) ou par une unité de contrôle électronique (40) à partir du premier signal sinus (SIN1) et du premier signal cosinus (COS1).
- Produit programme d’ordinateur caractérisé en ce qu’il comporte un ensemble d’instructions de code de programme qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ou plusieurs processeurs, configurent le ou les processeurs pour mettre en œuvre un procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes.
- Capteur (50) de position à magnétorésistances, destiné à être monté en face d’une cible magnétique (12) fixée à l’extrémité (11A) d’un arbre (11) tournant d’un véhicule (1) automobile, ledit capteur (50) étant configuré pour mettre en œuvre le procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes.
- Capteur (50) selon la revendication 5, comprenant un premier module de génération (51), configuré pour générer le premier signal sinus (SIN1) et le premier signal cosinus (COS1), et un deuxième module de génération (52), décalé angulairement par rapport au premier module de génération (51) d’un angle égal à la valeur de déphasage (DPH) prédéterminée et configuré pour générer le deuxième signal sinus (SIN2) et le deuxième signal cosinus (COS2), le premier signal sinus (SIN1) et le premier signal cosinus (COS1) caractérisant les variations angulaires de la cible (12) par rapport au premier module de génération (51) lors de la rotation de l’arbre (11) et le deuxième signal sinus (SIN2) et le deuxième signal cosinus (COS2) caractérisant les variations angulaires de la cible (12) par rapport au deuxième module de génération (52) lors de la rotation de l’arbre (11).
- Capteur (50) selon l’une quelconque des revendications 5 ou 6, comprenant au moins un premier module de génération (51) configuré pour générer le premier signal sinus (SIN1) et le premier signal cosinus (COS1) à partir des variations de direction de champ électromagnétique générées par la rotation de la cible (12) et pour générer le deuxième signal sinus (SIN2) et le deuxième signal cosinus (COS2) à partir du premier signal sinus (SIN1) et du premier signal cosinus (COS1) ou pour transmettre le premier signal sinus (SIN1) et le premier signal cosinus (COS1) à une unité de contrôle électronique (40) afin que ladite unité de contrôle électronique (40) génère le deuxième signal sinus (SIN2) et le deuxième signal cosinus (COS2) à partir du premier signal sinus (SIN1) et du premier signal cosinus (COS1).
- Véhicule (1) automobile comprenant au moins un arbre (11) rotatif, comportant une cible (12) magnétique fixée à l’une (11A) de ses extrémités, et au moins un capteur (50) de position, selon l’une quelconque des revendications 5 à 7, monté en face de ladite cible (12).
- Véhicule (1) automobile comprenant :
-une unité de contrôle électronique (40),
-au moins un arbre (11) rotatif comportant une cible (12), fixée à l’une (11A) de ses extrémités et comprenant un élément magnétique,
-un capteur (50) de position à magnétorésistances, monté en face de ladite cible (12) et étant relié par au moins un lien de communication à l’unité de contrôle électronique (40), le capteur (50) étant configuré pour :
-générer un premier signal sinus (SIN1) et un premier signal cosinus (COS1) caractérisant les variations angulaires de la cible (12) lors de la rotation de l’arbre (11), et pour envoyer le premier signal sinus (SIN1) et le premier signal cosinus (COS1) à l’unité de contrôle électronique (40),
-générer un deuxième signal sinus (SIN2) et un deuxième signal cosinus (COS2) caractérisant les variations angulaires de la cible (12) lors de la rotation de l’arbre (11), le premier signal sinus (SIN1) et le deuxième signal sinus (SIN2) étant déphasés d’une valeur de déphasage (DPH) prédéterminée et pour envoyer le deuxième signal sinus (SIN2) et le deuxième signal cosinus (COS2) à l’unité de contrôle électronique (40),
-l’unité de contrôle électronique (40) étant configurée pour :
-recevoir du capteur le premier signal sinus (SIN1), le premier signal cosinus (COS1), le deuxième signal sinus (SIN2) et le deuxième signal cosinus (COS2),
-générer un premier signal de valeur d’angle (SA1) représentatif d’une première position angulaire de l’arbre (11) à partir du premier signal sinus (SIN1) reçu et du premier signal cosinus (COS1) reçu,
-générer un deuxième signal de valeur d’angle (SA2) représentatif d’une deuxième position angulaire de l’arbre (11) à partir du deuxième signal sinus (SIN2) reçu et du deuxième signal cosinus (COS2) reçu,
-calculer la position angulaire moyenne (PAM) de l’arbre (11) à un instant t donné à partir de la valeur du premier signal de valeur d’angle (SA1), de la valeur du deuxième signal de valeur d’angle (SA2) et de la valeur de déphasage (DPH) prédéterminée selon la formule suivante :
-si
, alors :
-si
, alors :
où SA1(t) est la valeur du premier signal de valeur d’angle à l’instant t, SA2(t) est la valeur du deuxième signal de valeur d’angle à l’instant t et DPH est la valeur de déphasage prédéterminée. - Véhicule (1) automobile comprenant :
-une unité de contrôle électronique (40),
-au moins un arbre (11) rotatif comportant une cible (12) fixée à l’une (11A) de ses extrémités,
-un capteur (50) de position monté en face de ladite cible (12) et étant relié par au moins un lien de communication à l’unité de contrôle électronique (40), le capteur (50) étant configuré pour générer un premier signal sinus (SIN1) et un premier signal cosinus (COS1) caractérisant les variations angulaires de la cible (12) lors de la rotation de l’arbre (11) et pour envoyer le premier signal sinus (SIN1) et le premier signal cosinus (COS1) à l’unité de contrôle électronique (40),
-l’unité de contrôle électronique (40) étant configurée pour :
- recevoir le premier signal sinus (SIN1) et le premier signal cosinus (COS1),
- simuler un deuxième signal sinus (SIN2) et un deuxième signal cosinus (COS2) caractérisant les variations angulaires de la cible (12) lors de la rotation de l’arbre (11) à partir du premier signal sinus (SIN1) et du premier signal cosinus (COS1), le premier signal sinus (SIN1) et le deuxième signal sinus (SIN2) étant déphasés d’une valeur de déphasage (DPH) prédéterminée, le premier signal cosinus (COS1) et le deuxième signal cosinus (COS2) étant déphasés d’une valeur de déphasage (DPH) prédéterminée,
-générer un premier signal de valeur d’angle (SA1) représentatif d’une première position angulaire de l’arbre (11) à partir du premier signal sinus (SIN1) reçu et du premier signal cosinus (COS1) reçu
- générer un deuxième signal de valeur d’angle (SA2) représentatif d’une deuxième position angulaire de l’arbre (11) à partir du deuxième signal sinus (SIN2) simulé et du deuxième signal cosinus (COS2) simulé,
- calculer la position angulaire moyenne (PAM) de l’arbre (11) à un instant (t) donné à partir de la valeur du premier signal de valeur d’angle (SA1), de la valeur du deuxième signal de valeur d’angle (SA2) et de la valeur de déphasage (DPH) prédéterminée selon la formule suivante :
- si
, alors :
- si
, alors :
où SA1(t) est la valeur du premier signal de valeur d’angle à l’instant t, SA2(t) est la valeur du deuxième signal de valeur d’angle à l’instant t et DPH est la valeur de déphasage (DPH) prédéterminée.
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