7.4 Les sources de bruit perturbant le contrôle du moteur
7.5.2 Approche angulaire
Afin de pouvoir étudier les signaux sans être gêné par les fluctuations de vitesse du mo-teur au cours du temps, nous effectuons un ré-échantillonnage angulaire a posteriori. Ce ré-échantillonnage angulaire est effectué en estimant au préalable la phase. Nous estimons la phase à l’aide du signal issu du capteur proche de l’arbre à cames, qui, comme nous allons le voir, est périodique et possède une fréquence égale à la vitesse de rotation de l’arbre à cames. La technique utilisée pour estimer la phase à partir du signal issu du capteur proche de l’arbre à cames est la même que celle utilisée pour déterminer la phase des roues, au chapitre4.1.1page
40. Ces trois signaux sont représentés sur la figure7.12.
Sut cette figure, on voit clairement que l’arbre à cames tourne à une fréquence deux fois moindre que le vilebrequin. On remarque également que le signal issu du capteur proche de l’arbre à cames est plus fort que celui issu des capteurs proches du vilebrequin. Cela peut être du au fait que ce capteur est plus proche de la source de champ magnétique puisque nous avons vu que le champ magnétique était sensible à la distance entre le point de mesure et les sources. Les deux capteurs proches du vilebrequin semblent mesurer la même source de champ magnétique.
0 0.5 1 1.5 2 −5 −4 −3 −2 −1 0 1 2 3 4 5 Nombre de cycles Champ magnétique (µT)
Capteur proche arbre à cames Capteur proche volant d’inertie Capteur proche embrayage
Figure7.12 – Signaux mesurés après suppression du bruit
7.6 Conclusions
Ces mesures de champ magnétique confirment expérimentalement le fait que le magnétisme est sensible au déplacement des pièces ferromagnétiques dans un véhicule automobile et qu’il permet d’estimer leurs positions angulaires dans un cycle.
Afin d’aller plus loin, il serait nécessaire de disposer d’une référence de position angulaire de l’arbre à cames ou du vilebrequin. Avec une telle référence, on pourrait envisager d’utiliser la signature magnétique de ces pièces pour estimer la position angulaire de ces pièces. L’estimation de la position angulaire à l’aide d’un capteur AMR serait moins coûteux que les solutions actuelles et apporterait des informations complémentaires aux mesures vibratoires.
Quatrième partie
Le magnétisme pour mesurer les
courants électriques
Chapitre 8
Introduction
L
epremier chapitre a mis en évidence les liens qui existent entre la distribution de courants électriques dans un système et les champs magnétiques générés par cette distribution. Si l’on connaît la distribution des courants électriques, il est possible de calculer le champ magnétique résultant en intégrant la loi de Biot et Savart (équation (2.9)) sur l’ensemble de cette distri-bution. C’est le problème direct. Un autre problème, plus complexe, consiste à remonter à la distribution de courant à partir de mesures magnétiques réalisées à proximité du système. C’est le problème inverse. Ce problème est souvent mal posé car plusieurs distributions de courant peuvent générer les mêmes valeurs de champ magnétique que celles mesurées par les capteurs. On dispose généralement d’un nombre fini de mesures. Il est donc nécessaire d’utiliser de l’in-formation a priori sur le système, c’est-à-dire des informations sur la localisation possible et sur les valeurs possibles du courant. On peut par exemple connaître une valeur minimale et une valeur maximale du courant dans le circuit. On peut également connaître les dimensions et l’emplacement approximatifs du circuit. Enfin, on peut réaliser un apprentissage qui permet de comparer les mesures effectuées à d’autres mesures de référence effectuées auparavant. Ces méthodes permettent de lever ou de diminuer l’indétermination du problème.Dans une voiture, il existe de nombreux courants électriques. Comme nous l’avons vu au chapitre 7.4, l’alternateur est une source importante de courant électrique (plusieurs dizaines d’ampères), et donc de champ magnétique. Le champ magnétique créé par un fil électrique pos-sède une décroissance en 1/r (dans le cas de l’approximation du fil rectiligne infini). Il s’agit donc d’une décroissance faible comparativement au champ magnétique créé par un dipôle qui décroit en 1/r3 dans l’approximation dipolaire. De ce fait, le champ magnétique des courants est présent dans l’ensemble du véhicule. Parmi les courants électriques présents dans un véhi-cule, nous pouvons également citer les courants électriques continus qui alimentent les feux du véhicule. Ces courants ont des valeurs comprises entre 1 ampère (12W) pour les veilleuses et 5 ampères (60W) pour les feux avant. Il existe un réseau de fils électriques qui permet aux diffé-rents organes du véhicule de communiquer (via le bus CAN notamment). Ce réseau électrique ne transporte que des signaux et pas de puissance électrique. Il n’est donc pas une source de champ magnétique car l’intensité électrique qui le traverse est nulle.
Dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes dans un premier temps intéressés au champ magnétique généré par les feux d’un véhicule dans un but de diagnostic. Nous proposons dans la section suivante une méthode pour déterminer l’état des feux à l’aide d’un nombre minimal
de capteurs.
Dans le cas des véhicules électriques, les courants sont nombreux. Cette thèse n’a pas la prétention d’étudier tous les champs magnétiques présents dans un véhicule électrique. Nous avons néanmoins voulu aborder l’un des aspects de ce sujet en nous intéressant aux systèmes de stockage d’énergie utilisés dans les véhicules électriques. Le chapitre10 est consacré à l’étude du champ magnétique rayonné par le fonctionnement des accumulateurs au lithium.
Chapitre 9
Le contrôle des feux électriques
D
ansle chapitre7, nous avons vu que les courants issus de l’alternateur génèrent un champmagnétique important et que ce champ a une forte composante alternative. Dans ce cha-pitre, nous abordons le cas des ampoules. Un véhicule comporte de nombreuses ampoules qui consomment chacune entre 1W pour les veilleuses et 60W pour les feux de croisement.
Dans une première partie nous présentons les mesures effectuées sur véhicule afin de carac-tériser la contribution magnétique des ampoules et nous présentons un modèle physique pour expliquer ces constatations. Dans une seconde partie nous présentons une méthode d’estima-tion de l’état des feux électriques afin de diagnostiquer un dysfoncd’estima-tionnement sur le système d’éclairage du véhicule.
9.1 Le champ magnétique créé par les feux électriques