ETUDE ET MISE EN PLACE DES SYSTEMES ELECTRONIQUES
Le système électronique embarqué à bord d’une automobile se comporte un peu comme un être humain. En effet, pour l’homme, il faut d’abord observer, puis réfléchir, après agir. Cette méthode se traduit dans le système embarqué : le système va capter les informations, puis les traiter, enfin faire une ou plusieurs actions correspondant aux informations reçues. Voici un tableau comparatif indiquant l’équivalence entre la méthodologie de l’Homme et le fonctionnement du système embarqué. Tableau 2 : Comparaison entre la méthodologie de l’Homme et le fonctionnement du système embarqué Méthodologie de l’Homme Fonctionnement du système embarqué Observation Acquisition Réflexion Traitement Action Action Ainsi, pour contrôler le fonctionnement du moteur d’automobile, la mise en place des systèmes électroniques est nécessaire.
RAPPELS SUR LES CAPTEURS
Définition et rôle
La variation d’une grandeur physique quelconque appelée information n’est jamais observée. Alors, il faut la représenter par un signal évaluable en fonction du temps et en fonction de la fréquence. Ce signal est appelé porteur d’information. Ainsi, pour obtenir ce signal on utilise le capteur. Le capteur est un dispositif électronique qui a pour rôle de traduire une grandeur physique en signal électrique capable d’être traité par le calculateur. Il est caractérisé par sa sensibilité définie par le rapport entre l’amplitude du signal de réponse et ceux d’excitation. , où As est l’amplitude du signal de réponse et Am ceux d’excitation. Pour faciliter l’exploitation de la réponse, il faut que m(t) et s(t) soient linéaires et proportionnelles. Le signal de sortie du capteur peut être continu ou discrète. Son amplitude ainsi que sa fréquence peuvent être fixe ou variable au cours du temps. 2- Caractéristiques Comme tous les dispositifs électroniques, les capteurs possèdent certains paramètres électriques communs. Ces derniers caractérisent les performances et l’utilisation des capteurs dans un environnement donné. • Précision : Elle est caractérisée par l’incertitude absolue obtenue sur la grandeur électrique reçue à la sortie du capteur. Elle s’exprime en fonction de la grandeur physique mesurée. • Sensibilité : Ce paramètre caractérise l’aptitude du capteur à détecter la plus petite variation de la grandeur physique à mesurer. • Etendue de mesure : Cette caractéristique donne la plage de fonctionnement de capteur pour la grandeur à mesurer. Elle est souvent notée EM. • Linéarité : Un capteur est dit linéaire s’il présente la même sensibilité sur toute l’étendue de sa plage d’emploi. • Fidélité : Un capteur est dit fidèle si le signal qu’il délivre ne varie pas pour une série de mesure concernant la même valeur de la grandeur mesurée. • Résolution : C’est la plus petite variation de la grandeur que le capteur peut mesurer. • Rapidité : C’est le temps de réaction du capteur. Elle est liée à la bande passante.
FONCTIONNEMENT DE LA CHAINE D’ACQUISITION
Structure générale
Description des dispositifs utilisés Grandeur physique d’entrée, excitation ou mesurande m(t) CAPTEUR Grandeur de sortie → → ou réponse s(t) Figure 2.1 : Schéma bloc du système électronique pour l’acquisition et le traitement du signal 23 a- Bloc d’acquisition i- Grandeurs physiques à mesurer ou mesurande (OM) Ce sont les paramètres que l’on va étudier dans le moteur, à citer : • la pression d’admission, • la vitesse de rotation du vilebrequin et le PMH, • la vibration du bloc moteur. Ces paramètres sont variables au cours du temps. ii- Capteurs (CAP) Les capteurs utilisés ici sont des capteurs actifs. Sous l’action du processus physique à mesurer, ils génèrent directement un signal électrique qui peut être tension, courant ou charge. Ils fonctionnent comme un générateur. Ces capteurs sont : • Capteur de pression dans le cylindre : Il utilise l’effet piézoélectrique [Annexe A]. Il est placé sur la paroi de la chambre de combustion où règne une pression Pa.
Une face du capteur est soumise à la force exercée par la pression d’admission Pa et l’autre face est soumise à la réaction de la paroi dont la pression est P0. Nous obtenons ainsi, à la sortie du dispositif, une tension V qui est proportionnelle à la pression d’admission et la pression due à la réaction de la paroi d’où la relation : V = K. S. (Pa + P0) avec K : constante de proportionnalité, S : surface du capteur exercée par la pression Pa. • Capteur de vitesse de rotation du vilebrequin et de repérage du PMH : Il utilise l’effet d’induction électromagnétique [Annexe A] et est placé sur la paroi interne du carter inférieure du cylindre en regard d’une roue dentée solidaire du vilebrequin. Il manque deux dents à cette roue, ce qui permet de repérer le PMH. En effet, à chaque passage d’une dent de la roue en face du noyau du capteur apparait une modification de la reluctance du circuit qui conduit à la variation du flux magnétique. La tension induite dans la bobine est proportionnelle à la variation du flux magnétique nécessaire pour mesurer la vitesse de rotation tel que : où n est la vitesse de rotation à mesurer, p le nombre dents de la roue et f la fréquence de la tension induite. Ce capteur génère une suite d’impulsions et le nombre de signaux des dents manquants indique le nombre de tours effectué par le vilebrequin pendant un instant donné.
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