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FR3121984A1 - Procédé pour s’adapter aux tolérances d’un système comportant un capteur de position et une cible tournante - Google Patents

Procédé pour s’adapter aux tolérances d’un système comportant un capteur de position et une cible tournante Download PDF

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Abstract

Procédé pour s’adapter aux tolérances d’un système comportant au moins un capteur de position et une cible tournante dans lequel lorsque la cible tourne le(s) capteur(s) détecte(nt) une singularité prédéfinie sur la cible à un instant T_i, comportant les étapes suivantes : - acquisition d’une suite de n+1 instants T_0 à T_N correspondant à une rotation R de la cible (2 ; 10), - détermination de valeurs théoriques Théo_i pour chaque instants T_i en considérant que le temps (T_N - T_0) correspond au temps pour que la cible (2 ; 10) effectue la rotation R, en tenant compte d’une éventuelle accélération pendant la rotation R et en fonction d’une position des singularités prédéfinies sur une cible idéale réalisée sans tolérance, - conversion de l’écart temporel entre Théo_i et T_i en un écart angulaire A_i pour une singularité correspondante de la cible (2 ; 10) détectée par un capteur, et - mémorisation des écarts angulaires A_i pour chaque singularité de la cible (2 ; 10). Figure de l’abrégé : Figure 4

Description

Procédé pour s’adapter aux tolérances d’un système comportant un capteur de position et une cible tournante
La présente divulgation concerne un procédé pour s’adapter aux tolérances d’un système comportant un capteur de position et une cible tournante.
La présente divulgation relève plus particulièrement du domaine des moteurs pour l’industrie automobile. Une utilisation plus particulière du procédé proposé concerne le défluxage de moteurs électriques.
Il est connu de mesurer une vitesse de rotation d’un arbre ou similaire en utilisant une cible solidaire de l’arbre et un capteur disposé en regard de la cible. Le capteur est adapté à la cible (ou inversement). On a par exemple une cible dentée associée à un capteur à reluctance variable ou bien une cible présentant plusieurs pôles magnétiques associée à au moins un capteur à effet Hall. On obtient ainsi un signal électrique en forme de créneaux dont la fréquence est alors proportionnelle à la vitesse. Les fronts montants et/ou descendants du signal électrique en forme de créneaux peuvent aussi servir à déterminer la position de l’arbre et être alors utilisés pour le contrôle du moteur.
La mesure qui est alors réalisée (vitesse et/ou position) dépend alors, d'une part, des défauts mécaniques de la cible et/ou, d'autre part, des imprécisions du (ou des) capteur(s).
La présente divulgation a alors pour but de fournir un procédé qui permette d’augmenter la précision de mesure de position et/ou de vitesse avec un capteur de position et une cible tournante.
Résumé
La présente divulgation vient améliorer la situation et propose un procédé pour s’adapter aux tolérances d’un système comportant au moins un capteur de position et une cible tournante dans lequel lorsque la cible tourne le(s) capteur(s) détecte(nt) une singularité prédéfinie sur la cible à un instant T_i.
Le procédé proposé comporte les étapes suivantes :
- acquisition d’une suite de n+1 instants T_0 à T_n correspondant à une rotation R de la cible,
- détermination de valeurs théoriques Théo_i pour chaque instants Ti en considérant que le temps (T_n - T_0) correspond au temps pour que la cible effectue la rotation R, en tenant compte d’une éventuelle accélération pendant la rotation R et en fonction d’une position des singularités prédéfinies sur une cible idéale réalisée sans tolérance,
- conversion de l’écart temporel entre Théo_i et T_i en un écart angulaire A_i pour une singularité correspondante de la cible détectée par un capteur, et
- mémorisation des écarts angulaires A_i pour chaque singularité de la cible.
Ainsi, il est proposé ici de prendre en compte plusieurs mesures réalisées et de venir adapter les mesures faites par rapport à des résultats de mesure théoriques et de fournir après une phase d’apprentissage de termes correctifs permettant de corriger une mesure faite.
Les caractéristiques exposées dans les paragraphes suivants peuvent, optionnellement, être mises en œuvre, indépendamment les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :
– ledit procédé n’est mis en œuvre que lorsque la vitesse de rotation de la cible dépasse une vitesse limite prédéterminée ;
– ledit procédé n’est mis en œuvre que lorsque la vitesse de rotation de la cible est sensiblement stable, c’est-à-dire si l’accélération (positive ou négative pour une décélération) de la cible est comprise dans une plage prédéterminée ;
- la rotation R de la cible correspond à un tour complet soit 360°.
La présente divulgation est particulièrement adaptée à un procédé de contrôle d’une machine électrique à courant continu sans balai, comportant un rotor et un stator, dans lequel un ensemble de trois capteurs à effet Hall est disposé face à une cible présentant au moins une paire de pôles magnétiques et dans lequel chaque transition d’un pôle magnétique à un autre pour un capteur se réalise à un instant T_i.
Selon la présente divulgation, ce procédé comporte les étapes suivantes :
- acquisition d’une suite de n+1 instants T_0 à T_n correspondant à une rotation R de la cible,
- détermination de valeurs théoriques Théo_i pour chaque instants Ti en considérant que le temps (T_n – T_0) correspond au temps pour que la cible effectue la rotation R, en tenant compte d’une éventuelle accélération supposée alors constante pendant la rotation R et en fonction d’une position des singularités prédéfinies sur une cible idéale réalisée sans tolérance,
- conversion de l’écart temporel entre Théo_i et T_i en un écart angulaire A_i pour une singularité correspondante de la cible détectée par un capteur, et
- mémorisation des écarts angulaires A_i pour chaque singularité de la cible, et
en mode de défluxage un contrôle de la tension dans chaque phase de la machine est réalisé en prenant en compte les écarts angulaires mémorisés.
Selon un autre aspect, il est proposé un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution de toutes les étapes d’un procédé décrit ci-dessus lorsque ledit programme est exécuté sur ordinateur.
Selon un autre aspect, il est proposé un support d’enregistrement lisible par ordinateur sur lequel est enregistré un programme selon le paragraphe précédent.
Selon un autre aspect, il est proposé une machine électrique à courant continu sans balai comprenant un stator comportant des enroulements aptes à être soumis à une tension de commande, un rotor produisant un champ magnétique.
Cette machine électrique comporte trois capteurs à effet Hall face à une cible comportant au moins une paire de pôles magnétiques, et
ladite machine électrique comporte des moyens de commande pour la mise en œuvre de chacune des étapes d’un procédé de contrôle d’une machine électrique décrit ci-dessus.
Cette machine électrique pourra avantageusement comporter en outre un quatrième capteur à effet Hall permettant de déterminer une position de référence pour le rotor de la machine.
Enfin, la présente divulgation concerne aussi un véhicule automobile comportant une machine électrique telle que définie dans les paragraphes qui précèdent.
D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :
Fig. 1
montre schématiquement un premier exemple de capteur et de cible correspondante.
Fig. 2
montre schématiquement un deuxième exemple avec plusieurs capteurs et une cible correspondante.
Fig. 3
montre schématiquement des signaux émis par les capteurs de la .
Fig. 4
montre un organigramme d’un procédé d’apprentissage dans le cadre de la présente divulgation.
Fig. 5
est un schéma illustratif de la présente divulgation appliquée à un contrôle de moteur électrique.

Claims (10)

  1. Procédé pour s’adapter aux tolérances d’un système comportant au moins un capteur de position (4 ; H1, H2, H3) et une cible tournante (2 ; 10) dans lequel lorsque la cible (2 ; 10) tourne le(s) capteur(s) (4 ; H1, H2, H3) détecte(nt) une singularité prédéfinie sur la cible (2 ; 10) à un instant T_i,caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes :
    - acquisition d’une suite de n+1 instants T_0 à T_N correspondant à une rotation R de la cible (2 ; 10),
    - détermination de valeurs théoriques Théo_i correspondant à l’instant de passage d’un ième front montant, pour chaque instant T_i en considérant que le temps (T_N – T_0) correspond au temps pour que la cible (2 ; 10) effectue la rotation R, en tenant compte d’une éventuelle accélération pendant la rotation R et en fonction d’une position des singularités prédéfinies sur une cible idéale réalisée sans tolérance, selon la détermination suivante :
    Théo_i = T_0 + i/N (T_N – T_0 + ACC), où
    • i est la singularité i considérée,
    • N est le nombre de singularités considérées pour un tour de la cible tournante, et
    • ACC est une variable qui tient compte de l’accélération de la cible, correspondant à la détermination suivante : (i – N) * (T_(N+1) – T_N – T_1 + T_0) / 2,
    - conversion de l’écart temporel entre Théo_i et T_i en un écart angulaire A_i pour une singularité correspondante de la cible (2 ; 10) détectée par un capteur, et
    - mémorisation des écarts angulaires A_i pour chaque singularité de la cible (2 ; 10).
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il n’est mis en œuvre que lorsque la vitesse de rotation de la cible (2 ; 10) dépasse une vitesse limite prédéterminée.
  3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu’il n’est mis en œuvre que lorsque la vitesse de rotation de la cible (2 ; 10) est sensiblement stable, c’est-à-dire si l’accélération (positive ou négative pour une décélération) de la cible est comprise dans une plage prédéterminée.
  4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la rotation R de la cible (2 ; 10) correspond à un tour complet soit 360°.
  5. Procédé de contrôle d’une machine électrique à courant continu sans balai, comportant un rotor (10) et un stator, dans lequel un ensemble de trois capteurs (H1, H2, H3) à effet Hall est disposé face à une cible (10) présentant au moins une paire de pôles magnétiques et dans lequel chaque transition d’un pôle magnétique à un autre pour un capteur se réalise à un instant T_i,
    caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes :
    - acquisition d’une suite de n+1 instants T_0 à T_N correspondant à une rotation R de la cible (10),
    - détermination de valeurs théoriques Théo_i correspondant à l’instant de passage d’un ième front montant, pour chaque instants T_i en considérant que le temps (T_N – T_0) correspond au temps pour que la cible (10) effectue la rotation R, en tenant compte d’une éventuelle accélération supposée alors constante pendant la rotation R et en fonction d’une position des singularités prédéfinies sur une cible idéale réalisée sans tolérance, selon la détermination suivante :
    Théo_i = T_0 + i/N (T_N – T_0 + ACC), où
    • i est la singularité i considérée,
    • N est le nombre de singularités considérées pour un tour de la cible tournante, et
    • ACC est une variable qui tient compte de l’accélération de la cible, correspondant à la détermination suivante : (i – N) * (T_(N+1) – T_N – T_1 + T_0) / 2,
    - conversion de l’écart temporel entre Théo_i et T_i en un écart angulaire A_i pour une singularité correspondante de la cible (10) détectée par un capteur (H1, H2, H3), et
    - mémorisation des écarts angulaires A_i pour chaque singularité de la cible, et
    en ce qu’en mode de défluxage un contrôle de la tension dans chaque phase de la machine est réalisé en prenant en compte les écarts angulaires mémorisés.
  6. Programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution de toutes les étapes d’un procédé selon l'une des revendications 1 à 5 lorsque ledit programme est exécuté sur ordinateur.
  7. Support d’enregistrement lisible par ordinateur sur lequel est enregistré un programme selon la revendication 6.
  8. Machine électrique à courant continu sans balai comprenant un stator comportant des enroulements aptes à être soumis à une tension de commande, un rotor (10) produisant un champ magnétique,
    caractérisé e en ce qu’elle comporte trois capteurs à effet Hall (H1, H2, H3) face à une cible (10) comportant au moins une paire de pôles magnétiques, et
    en ce que ladite machine électrique comporte des moyens de commande pour la mise en œuvre de chacune des étapes d’un procédé de contrôle d’une machine électrique selon la revendication 5.
  9. Machine électrique selon la revendication 8, caractérisée en ce qu’elle comporte un quatrième capteur à effet Hall permettant de déterminer une position de référence pour le rotor de la machine.
  10. Véhicule automobile comportant une machine électrique selon l'une des revendications 8 ou 9.
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