EP0342376B1 - Capteur électronique de position associé à un système de commande - Google Patents

Capteur électronique de position associé à un système de commande Download PDF

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EP0342376B1 EP89107080A EP89107080A EP0342376B1 EP 0342376 B1 EP0342376 B1 EP 0342376B1 EP 89107080 A EP89107080 A EP 89107080A EP 89107080 A EP89107080 A EP 89107080A EP 0342376 B1 EP0342376 B1 EP 0342376B1
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electronic
angular
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    • F02D41/009Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating position or synchronisation signals
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P15/00Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits
    • F02P15/008Reserve ignition systems; Redundancy of some ignition devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P7/00Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices
    • F02P7/06Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of circuit-makers or -breakers, or pick-up devices adapted to sense particular points of the timing cycle
    • F02P7/073Optical pick-up devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P7/00Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices
    • F02P7/06Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of circuit-makers or -breakers, or pick-up devices adapted to sense particular points of the timing cycle
    • F02P7/077Circuits therefor, e.g. pulse generators
    • F02P7/0775Electronical verniers

Definitions

  • a sensor system to reliably produce all three types of required signals without using an excessive number of sensors and without using an extensive amount of circuitry or requiring extensive microprocessor calculation time.
  • a system should also be able to produce the required high resolution signal and reference signals even if a sensor element fails.
  • Some prior systems such as U.S. patent 4,658,786 to Foss et al., take some corrective action in case of a detected fault, but typically the high resolution signal is lost if any sensing element producing that signal fails and/or such systems provide extra circuitry for normally using a different signal as a reference signal and guard against loss of this different reference signal by using, if a fault, the original reference signal.
  • Some systems use simplified coincidence detection circuitry, such as U.S. patent 4,385,605 to Petrie et al., to provide a reference signal, but in the event of a sensing element failure, no reference signal is provided.
  • the rotating wheel 11 has three slots having an angular width b corresponding to 3 degrees, one slot having an angular width c corresponding to 7 degrees and thirty-two slots having an angular width a corresponding to 1 degree.
  • a plurality of the 1 degree slots a are provided between each of the slots b and c on the wheel 11.
  • the distance between radial straight leading edges 15' of each of the slots 15 is an angular width spacing e corresponding to 10 degrees, and the rotating wheel 11 is rotated about its axis 11' in an angular direction 11", as indicated in FIGS. 1 and 2, such that the leading edges 15' of the slots correspond to those edges of the slots which first pass by the sensing elements 13 and 14.
  • the fault detector 29 determines that a fault exists resulting in the absence of signal transitions at the terminal A, a high logic level will be produced at the terminal 32 indicative of such a fault condition.
  • the switch 27, which previously provided the signal at the terminal A to the terminal 28 for utilization by the spark timing control 16 and fuel injection control circuit 25, will now provide the duplicate, but slightly delayed, sensor signal B at the terminal B for use by the spark timing and fuel control circuits 16 and 25. This is accomplished in the following manner.
  • FIG. 7 illustrates a preferred embodiment for the spark timing control 16.
  • the main function of the control 16 is to receive high resolution engine position signals (A or B) provided at the terminal 28 and produce suitable spark timing occurrence control signals. These controls signals are provided at an output terminal 41 which is connected as an input to the electronic spark distributor 23 that presents these signals, in an appropriate sequential manner, to each of the engine cylinders 17 through 20.
  • a or B engine position signals
  • These controls signals are provided at an output terminal 41 which is connected as an input to the electronic spark distributor 23 that presents these signals, in an appropriate sequential manner, to each of the engine cylinders 17 through 20.
  • this general overall function of the spark timing control 16 such a function can be implemented by numerous well-known prior art circuits.
  • FIG. 7 illustrates the spark timing control circuit 16 as including a long versus short pulse detector 50 which, as generally indicated previously, will receive the signal at the terminal 28 and distinguish the top-dead center longer pulses attributable to the slots b or c, from the shorter duration pulses attributable to the slots a.
  • this can readily be implemented by utilizing the techniques discussed in the Hunninghaus et al. U.S. patent 4,628,269.
  • this function will be implemented by a programmed computer which will distinguish between receiving a signal pulse having a predetermined longer duration, by a factor of at least 1.5, than preceding and subsequent received signal pulses.
  • the top-dead center reference information produced by the circuit 50 can be utilized by the spark timing control 16 itself.

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Claims (13)

  1. Ensemble électronique à capteur de position, comprenant :
    une roue (11) entraînée en rotation autour d'un axe (11'), la roue ayant plusieurs parties prédéterminées (15) ayant des largeurs angulaires prédéterminées,
    un dispositif capteur (12) placé en position fixe par rapport à la roue (11) et près de celle-ci, le dispositif capteur comprenant au moins un premier et un second élément de détection (13, 14) détectant chacun indépendamment le passage de chacune des parties prédéterminées (15) par l'élément de détection et produisant en réponse un signal ayant des impulsions de signalisation (A, B) qui correspondent à la largeur angulaire des parties prédéterminées détectées et qui se produisent pendant cette largeur angulaire, et
    un dispositif (21) de coïncidence destiné à donner un premier signal de référence (en 22) à la suite de la production simultanée, par les premier et second éléments de détection de conditions d'état logique prédéterminé des impulsions de signalisation du capteur,
    l'ensemble capteur étant caractérisé par des largeurs angulaires comprenant au moins trois largeurs angulaires différentes a, b et c, la largeur angulaire a étant inférieure à la largeur angulaire b qui est elle-même inférieure à la largeur angulaire c, et
    les premier et second éléments (13, 14) de détection sont séparés par une distance d qui correspond à une largeur angulaire inférieure à la largeur angulaire c mais supérieure à la largeur angulaire a et supérieure à la largeur angulaire b, et
    un dispositif (50) destiné à recevoir les impulsions de signalisation de capteur données par au moins l'un des premier et second éléments de détection (13, 14) et destiné à donner en réponse un second signal de référence, différent du premier signal de référence (en 22), représentatif du passage de chaque partie prédéterminée de largeur b par le dispositif capteur, si bien que des informations relatives à la position angulaire de la roue sont obtenues à l'aide des premier et second signaux de référence au moins.
  2. Ensemble électronique à capteur de position selon la revendication 1, dans lequel le second dispositif (50) à signal de référence comprend un ordinateur programmé afin qu'il distingue la réception d'une impulsion de signalisation ayant une durée prédéterminée supérieure à celle d'une impulsion précédente de signalisation reçue.
  3. Ensemble électronique à capteur de position selon la revendication 1 ou 2, dans lequel lesdites parties prédéterminées (15) sont disposées uniformément autour de la roue (11) avec des bords avant, par rapport aux éléments de détection (13, 14), séparés par une largeur angulaire e qui est supérieure à la largeur angulaire d.
  4. Ensemble électronique à capteur de position selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel lesdites parties prédéterminées (15) sont placées sur la roue (11) de manière que chacune des parties prédéterminées ayant des largeurs angulaires b ou c soit séparée d'une autre des parties prédéterminées ayant les largeurs angulaires b ou c par plusieurs parties prédéterminées ayant chacune la largeur angulaire a.
  5. Ensemble électronique à capteur de position selon la revendication 4, dans lequel les éléments de détection (13, 14) comprennent des éléments de détection optique qui sont montés l'un près de l'autre dans un boîtier solidaire (12) de capteur, et dans lequel les parties prédéterminées (15) sont des fentes formées dans la roue, les fentes délimitant une piste circulaire de détection formée sur la roue pour les éléments de détection.
  6. Ensemble électronique à capteur de position selon la revendication 4 ou 5, dans lequel plusieurs parties prédéterminées (15) ont la largeur angulaire b, et les éléments de détection (13, 14) et les parties prédéterminées ont une configuration telle que les impulsions de signalisation données par le second élément de détection (13 ou 14) en fonction des parties prédéterminées comportent des impulsions de signalisation transmises par le premier élément de détection (14 ou 13) avec un retard (t₀-t₁) lié à la vitesse de rotation de la roue (11) et à la largeur angulaire d.
  7. Ensemble électronique de commande de moteur qui comprend un ensemble électronique à capteur de position selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la roue (11) est entraînée en rotation autour de l'axe (11') par un moteur à plusieurs cylindres, et l'ensemble comprend un dispositif (16-25) de commande de moteur destiné à utiliser des impulsions de signalisation de l'un au moins des premier et second éléments de détection (13, 14) et l'un au moins des premier et second signaux de référence pour la commande de la combustion du carburant dans les cylindres (17-20) du moteur.
  8. Ensemble électronique de commande de moteur selon la revendication 7, dans lequel le dispositif (16-25) de commande de moteur comprend un dispositif (16, 25) d'injection de carburant destiné à régler l'injection du carburant dans les cylindres (17-20) et comprenant un dispositif électronique distributeur (24) à injecteur de carburant destiné à transmettre sélectivement des signaux d'injection de carburant créés par le dispositif d'injection de carburant (16, 25) à différents cylindres (17-20) du moteur en fonction du second signal de référence au moins.
  9. Ensemble électronique de commande de moteur selon la revendication 7 ou 8, dans lequel le nombre de parties prédéterminées (15) ayant des largeurs angulaires inférieures à la largeur angulaire c est nettement supérieur au nombre de cylindres du moteur.
  10. Ensemble électronique de commande de moteur, comprenant :
    l'ensemble capteur de position de moteur selon la revendication 1, destiné à détecter la position de la roue (11) entraînée en rotation autour de l'axe (11') par un moteur,
    un dispositif (17-25) de commande de fonctionnement de moteur en fonction du premier signal de référence au moins (en 22) et des impulsions de signalisation (A, B) de l'un au moins des premier et second éléments de détection (13, 14),
    un dispositif (29) de détection d'une panne des impulsions de signalisation provenant de l'un des premier et second éléments de détection, et
    un dispositif (40) qui, après détection d'une panne, transmet un signal de référence de remplacement (après 45) au dispositif de commande de moteur (17-25) afin qu'il soit utilisé à la place du premier signal de référence (en 22).
  11. Ensemble électronique de commande de moteur selon la revendication 10, dans lequel le dispositif (40) destiné à transmettre le signal de référence de remplacement comporte un dispositif (42) destiné à compter, en cas de panne des impulsions de signalisation provenant de l'un des premier et second éléments de détection, des impulsions de signalisation données par l'autre des éléments de détection, et transmettant le signal de référence de remplacement lorsque le comptage dépasse une valeur prédéterminée.
  12. Ensemble électronique de commande de moteur selon la revendication 11, qui comporte un dispositif (27) qui, à la suite d'une détection de panne, sélectionne les impulsions de signalisation données par l'autre des éléments de détection à la place des impulsions de signalisation données par le premier au moins des éléments de détection, afin qu'elles soient utilisées par le dispositif de commande de moteur (17-25).
  13. Ensemble électronique de commande de moteur selon la revendication 12, dans lequel les impulsions de signalisation données en l'absence de panne par l'un des éléments de détection sont les impulsions de signalisation données par l'autre des éléments de détection, mais retardées dans le temps d'une quantité (t₀-t₁) liée à la vitesse de rotation de la roue (11), et les deux éléments de détection sont séparés par une largeur angulaire prédéterminée (d) qui détermine la valeur du retard.
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