Brevet FR2613494A1 — publié le 19881007

DISPOSITIF ET PROCEDE DE VERIFICATION DU CABLAGE DU MODULE DE PUISSANCE D'ALLUMAGE L'invention concerne un dispositif et un procédé de vérification du câblage du module de puissance d'allumage dans un système d'allumage électronique et dans un système d'allurnage-iniection électronique pour moteur à combustion interne. Dans un système d' allumage-injection électronique pour moteur à combustion interne, la partie allumage électronique qui remplit la même fonction qu'un système d'allumage électronique est un équipement délivrant, à l'instant convenable, une étincelle haute tension à la bougie du cylindre considéré. Cet équipement comprend un module de puissance d' allumage portant la bobine, dont une description sera faite ultérieurement illustrée par la figure 1. Un défaut de branchement de ce module qui ne serait pas diagnostiqué pourrait entraîner un remplacement d' un module correct. Pour éviter ces remplacements inutiles, I'invention propose un procédé de vérification du câblage du module de puissance d'allumage, destiné à détecter les circuits ouverts ou les court-circuits à la masse sur le fil de commande du module. Pour cela, Il' oblet de l'invention est tout d'abord un dispositif de vérification du câblage du module de puissance d'allumage d'un système électronique d'allumage-iniection dans un moteur à combustion interne, système comprenant entre autres un volant moteur doté de dents à sa périphérie défilant devant un capteur magnétique connecté à un calculateur électronique assurant le calcul de l'avance à l'allumage et du temps d' imnection du carburant, et envoyant un signal, significatif de l'avance à l'allumage, au circuit de commande du module de puissance d'allumage, caractérisé en ce qu'il comporte une ligne dite de test reliant la liaison électrique, qui existe entre le module et son circuit de commande, à une entrée de test du calculateur électronique. Selon une autre caractéristique de l'invention, elle concerne également un procédé de vérification du câblage du module de puissance d' alu-aze 2613 4 9 4 -2- d'un système électronique d'allumage-injection destiné à détecter tout d'abord un circuit ouvert entre le module et son circuit de commande, puis un court-circuit entre le module et la masse. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui suit illustrée par les figures suivantes qui représentent: - la figure 1: un système d'allumage-iniection électronique comportant le dispositif selon l'invention - la figure 2: les signaux SD, Sp et SALL représentant respectivement l'image électrique de la cible dentée, les points morts hauts et la commande d'allumage des bougies; les figures 3, 4 et 5: les différentes étapes du procédé de vérification selon un mode de réalisation de 1' invention. Comme le montre la figure 1, un système d'allumage-inlection électronique comprend notamment un circuit d'alimentation d'essence avec des injecteurs, non représenté, un calculateur électronique I assurant le calcul de 1' avance à 1' allumage et du temps d'injection, des moyens d'acquisition des paramètres influençant le calcul du dosage air-essence, et un module de puissance d'allumage 2 portant la bobine. Le module de puissance d'allumage 2 comprend une bobine à faible impédance primaire pour faire passer des courants élevés pendant un temps très court, un circuit analogique spécifique à l'allumage qui régule le courant dans le primaire de la bobine et un circuit de commutation constitué d'un transistor Darlington. Un des moyens d'acquisition de paramètres d'influence est un volant moteur 3 comportant une cible constituée de dents Di aménagées à sa périphérie. Ce volant est placé sur 1' arbre moteur au voisinage de la couronne de démarrage. Dans un exemple particulier de réalisation, cette cible comprend 44 dents Di uniformément réparties dont deux fois deux - 3 dents sont manquantes pour réaliser un repère absolu 5 placé 909 avant les points morts hauts et bas. Uln capteur magnétique de position 6, devant lequel défilent les dents Di de la cible délivre un signal SC qui est ensuite mis en forme par un circuit spécifique 7 pour fournir au microprocesseur du calculateur I une image électrique SD de la cible, chaque impulsion ID du signal SD correspondant à une dent Di, ainsi qu'un signal Sp représentatif des points morts hauts, le front descendant de chaque impulsion Ip correspondant à un point mort haut. Ces signaux SD et Sp sont représentés sur la figure 2. Ce circuit spécifique 7 peut être intégré ou non au calculateur 1. A partir de ce signal SD, le calculateur 1 détermine le régime moteur N et la phase au degré près par rapport au PMH. Il définit ensuite le degré d'avance à l'allumage en fonction du régime N, de la pression dans le collecteur et d'autres paramètres comme la température d'air à I' admission e air' ou la température d'eau e eau Ce degré d' avance A, à 1' allumage donne la position du front d'allumage de la bobine. Le circuit spécifique 7 calcule le temps de conduction de la bobine à partir du régime moteur N et de la tension Ubat délivrée par la batterie et envoie un signal électrique SALL au circuit de commande 8 du module de puissance d'allumage 2, représentant (figure 2) une suite d'impulsion IA dont la durée d est significative du temps de conduction de la bobine et dont le front descendant correspond à la décharge de la bobine donc à l' allumage de la bougie correspondante. L'intervalle de temps ta comDris entre le front descendant de l'impulsion IA correspondant à l'instant d'allumage et le front descendant de l'impulsion Ip correspondant au point mort haut est significatif de 1' avance AV à l'allumage. Ce circuit 8 est constitué par un transistor T commandé pour être passant. Lorsque le transistor T du circuit 8 est passant, le signal parvenant au module de puissance d'allumage est traité par son circuit analogique de manière à commander le transistor de puissance autorisant la circulation d'un courant important dans le primaire de la bobine. L'invention vise à vérifier le câblage du module de puissance d'allumage 2. Pour cela, on crée une ligne dite de test 9 reliant la liaison électrique 10 qui existe entre le module 2 et son circuit de commande à une entrée test ET du calculateur électronique I avec une résistance R -4de valeur élevée placée au bout de cette ligne test de telle sorte que l'information sur la ligne test 9 soit au niveau haut I quand le module de puissance 2 est débranché. Le procédé de vérification du câblage du module de puissance d'allumage consiste d'une part à détecter un circuit ouvert se présentant quand le module 2 est débranché de son circuit de commande 8 et d'autre part à vérifier qu'il n'y a pas de court-circuit. Le procédé de vérification de la présence d'un circuit ouvert a lieu aussi bien en séquence démarreur qu' à tout instant au cours du fonctionnement du moteur. Cette vérification comporte différentes étapes dont la succession est représentée sur la figure 3. Le programme hiérarchisé qu'effectue le calculateur I d' allumage-iniection comporte une partie principale de réalisation de tâches prioritaires telles que le calcul de l'avance à l' allumage, le temps d' ouverture des injecteurs ou le régime de ralenti. Ce programme est effectué à chaque interruption dite IT-PMH, envoyée par le circuit spécifique 7 au microprocesseur du calculateur 1 sur les fronts descendants des impulsions ip du signal Sp correspondant aux points morts hauts (PMH). Ce programme comprend de plus une étape a) de lecture du signal ST apparaissant sur l' entrée de test ET du microprocesseur, suivie d'une étape b) de comparaison de la valeur de ce signal ST avec le niveau bas O. Etant donné que seule une avance à 1' allumage est faite et non un retard, en tout point de fonctionnement après un point mort haut, le signal ST doit être au niveau bas O s'il n'v a pas d'erreur de câblage. Si le module 2 est débranché, la ligne test 9 est reliée à la tension VN, égale à 5 volts, par l'intermédiaire de la résistance R et le signal ST est au niveau haut 1. A l'étape c), I'état de panne est signalé et un voyant de défaut peut être allumé. Ainsi pour vérifier le câblage du module de puissance d'allumage 2, le calculateur 1 lit le bit de test du signal ST assez rapidemment après un point mort haut. Puis le programme principal du - -. calculateur se poursuit. Dans le cas o on a vérifié en séquence démarreur que le module n' est pas en circuit ouvert, il faut ensuite vérifier qu'il n' v a oas de court-circuit c'est-à-dire que le module 2 n'est pas relié à la masse. Pour éviter les problèmes dus au décalage entre la valeur d'avance à Il' allumage calculée par le microprocesseur et la valeur d'avance réellement apDliquée à un instant donné, cette vérification ne sera effectuée qu'en séquence démarreur, c'est-à-dire quand le démarreur est sous tension et le régime moteur N est inférieur à un seuil. L'invention propose de vérifier que le niveau du signal ST de la ligne test 9 passe bien au niveau haut I entre l'instant tl o on fait conduire la bobine et l'instant d'allumage t2. Etant donné les variations possibles du temps de conduction d de la bobine qui est inconnu pour le calculateur électronique 1, il est nécessaire de faire le test le plus près possible de l'instant t2 d'allumage qui est connu puisqu'il est calculé par le microprocesseur à partir de la synchronisation des points morts hauts et des paramètres de l' avance à 1 allumage. Le procédé de vérification de la présence ou non de court-circuit dans le branchement du module de puissance d'allumage est réalisé de la façon suivante. Au début du programme principal exécuté par le calculateur électronique 1, on vérifie tout d'abord que le moteur est bien sous séquence démarreur. Si cette première condition n'est pas remplie, le test du court-circuit ne sera pas fait. Par contre, cette condition étant remplie, une seconde condition est nécessaire: le nombre de points morts hauts npHI repérés depuis la rmise sous contact du moteur doit être égal ou supérieur à un seuil x (x = 5 par exemple). En effet, si ce nombre npMH est inférieur au seuil déterminé, le microprocesseur du calculateur électronique 1 n'a pas encore eu le temps de calculer une valeur d'avance à 1' allumage et celle qui est alors délivrée au module de puissance d'allumage 2 est celle programmée dans le circuit spécifique 7. Ces deux conditions - séquence démarreur et npH égal ou supérieur à un seuil - étant alors remplies, on détermine la dent Di du volant rnoteur 3 sur laquelle sera fait le test. -6 Selon une caractéristique originale de l'invention, cette dent est obtenue en prenant la partie entière de la fraction di AV + - d20 - 2 di avec AV le degré d'avance à ' allumage; di le nombre de degrés moteur correspondant à la durée d'une dent Di de la cible; et d25 le numéro de la 20e dent correspondant à un point mort haut. Dans un moteur à quatre cylindres, la durée d'une dent est de 8%, l'avance à l'allumage sous démarreur est par exemple de 8 et un point mort haut se produit sur la vingtième dent de sorte que la dent sur laquelle sera effectuée la vérification du court-circuit est la dent 19. Une fois déterminée la dent D. sur laquelle doit être exécuté le test du court-circuit, le programme principal du calculateur I se poursuit, comportant alors l'autorisation d'être interrompu par le signal SD correspondant aux dents Di de la cible 3. Lorsqu'une interruption IT - SD par le signal SD arrivera, le calculateur 1 interrompra son programme principal et exécutera un programme d'interruption au cours duquel il devra d'abord lire le numéro de la dent Di repérée par le capteur 6 puis le comparer avec le numéro déterminé de la dent de test et en cas de coincidence, il lira le niveau du signal ST aboutissant à 1' entrée ET du microprocesseur. Si le signal est au niveau bas 0, contrairement au signal de commande de SALL d' allumage qui est à 1, cela prouve que le module de puissance d'allumage 2 est relié à la masse et 1' état de panne doit être signalé. -7- Les figures 4 et 5 représentent les étapes du procédé de vérification d'un court-circuit, selon un mode particulier de réalisation non limitatif. Dans le programme principal du calculateur électronique 1, au début d'une interruption PMH, on vérifie à ' étape d) si la séquence démarreur est terminée, auquel cas on ne peut faire la vérification du court-circuit et on n' autorise donc pas, à l' étape e), les interruptions IT-SD du programme principal du calculateur 1, provoquées par les impulsions ID du signal SD à chaque passage d'une dent D)i devant le capteur 6. Par contre, si le moteur est encore sous démarreur, le programme principal effectue l' étaDe f) au cours de laquelle premièrement le compteur des dents Di, existant dans le calculateur 1, est réinitialisé à 0, deuxièmement les interruptions IT-SD du programme par le signal dents SD sont autorisées et enfin on donne la valeur i à un indicateur de traitement partiel, dit Flag traitement IT-SD, positionné dans la mémoire du calculateur. Puis le programme principal se poursuit. Si une interruption IT-SD provoquée par le signal dents SD survient, par exemple à l' étape g), le calculateur effectue le programme d'interruption représenté sur la figure 5, et comprenant 1' étape h) d'incrémentatiorn du compteur des dents puis 1' étape i) de lecture de la valeur de l'indicateur de traitement partiel Flag traitement IT-SD. A cet instant du programme principal, la valeur de l'indicateur est à I et on ne fait pas la vérification du court-circuit. S'il n'y a pas d'interruptions IT-SD, le programme du calculateur effectue I'étape k) consistant à comparer le nombre de points morts hauts npykH repérés depuis la mise sous contact du moteur avec un seuil déterminé x. Si ce nombre npMH est inférieur à x (x = 5 par exemple), on sait aoje le microprocesseur n'a pas encore eu le temps de calculer une valeur 2c 13494 d'avance à l'allumage et celle qui est délivrée au module de puissance d'allumage 2 est celle programmée dans le circuit spécifique 7. Dans ce cas, on décide de ne pas encore faire le test du court-circuit et l' étape 1) consiste d'une part à incrémenter le compteur des points morts hauts existant dans le calculateur I et d' autre part à donner une valeur inexistante à la dent de test pour ne pas faire ce test. Si le nombre de points morts hauts npNiH est égal ou supérieur au seuil x, on détermine à 1' étape m) la dent Di du volant moteur 3 sur laquelle sera fait le test, selon la formule précédemment énoncée. Une fois cette étape m) réalisée, le programme principa! du calculateur continue lusqu'à l'étape n) de remise a zéro de l'indicateur de traitement partiel permettant la vérification du court-circuit quand une interruption IT-SD par le signal SD arrivera. Dans un tel cas d'interruption IT-SD, le calculateur exécutera le programme d'interruption IT-SD de la figure 5 sur lequel il s'oriente à l' étape g). A ' étape i), l'indicateur Flag traitement IT-SD est à 0 de sorte que le programme se poursuit par l'étape p) de lecture de la dent D1i repérée par le capteur 6. Si cette dent Di n' est pas la dent sur laquelle doit être fait le test, ledit test n'est pas fait et on attend une nouvelle interruption du signal dents SD pour le faire. Si par contre, la dent de test est repérée, à i' étape q) on lit le niveau du signal ST aboutissant à l'entrée ET du microprocesseur: si le signal est au niveau bas O, contrairement au signal de commande SALL d'allumage qui est à 1, cela prouve que le module de puissance d'allumage 2 est relié à la masse et à I' étape r) l' état de panne est signalé avec allumage d'un voyant de défaut au besoin. Grâce à l'invention, les circuits ouverts et les court-circuits à la masse sur le fil de commande du module de puissance d'allumage peuvent être détectés, évitant les remplacements inutiles du module. -9 - R EV ENDICATIONS Il Dispositif de vérification du câblage du module de puissance d'allumage l0 d'un système électronique d'allumage-inlection dans un moteur à combustion interne, système comprenant entre autres un volant moteur (3) doté de dents (Di) à sa périDhérie défilant devant un capteur magnétique (6) connecté à un calculateur électronique (1) assurant le calcul de l'avance (A\,) à l'allumage et du temps d'injection du carburant, et envoyant un signal (SALL), significatif de 1' avance à l' allumaae, au circuit de commande (8) du module de puissance d' allumage (2), caractérisé en ce qu'il comporte une ligne (9) dite de test reliant la liaison électrique (10), qui existe entre le module (2) et son circuit de commande (8), à une entrée (ET) de test du calculateur électronique (1). 2/ Procédé de vérification du câblage du module de puissance d'allumage (2) d'un système électronique d'allumage-inrection, dans un moteur à combustion interne, comportant un dispositif de vérification selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à détecter un circuit ouvert entre le module (2) et son circuit de commande (8), ladite détection étant effectuée par le calculateur (1) qui, à chaque interruption de son programme par un point mort haut, exécute de plus les étapes suivantes - a) lecture du signal (ST) apparaissant sur la ligne de test (9) dès détection d'un point mort haut dans le signal (Sp) - b) comparaison de la valeur du signal (ST) avec le niveau bas C - c) Si ST = 1, signalement de I' état de panne. 12613 4 9 4 3/ Procédé de vérification selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à détecter, en cas d'absence de circuit ouvert et en séquence démarreur seulement, un court-circuit entre le module de puissance d'allumage (2) et la masse par la réalisation au cours du programme principal du calculateur (1) des étapes suivantes, vérification du fonctionnement du moteur en séquence démarreur; si oui: comparaison du nombre (npMH) de points morts hauts apparus après la mise sous contact du démarreur, avec un seuil (x) déterminé; si npMH >, x: détermination de la dent (ri) du volant moteur (3) au niveau de laquelle sera fait le test - repérage de la dent de test - lecture du signal (ST) aboutissant à l'entrée de test (E T) du microprecesseur du calculateur (1) ; - signalement d'un état de panne du module de puissance d'allumage (2) par court-circuit. 4/ Procédé de vérification selon la revendication 3, caractérisé en ce que la détermination de la dent (Di) du volant moteur (3) sur laquelle doit être faite la vérification du court-circuit a lieu en prenant la partie entière de la fraction A + di AV + d20 - 2 d. avec AV le degré d'avance à l'allumage; di le nombre de dégrés moteur correspondant à la durée d'une dent (Di) du volant (3) d20 le numéro de la 29e dent du volant (3) correspondant à un point mort haut.