Brevet FR2672640A1 — publié le 19920814

"Procédé de surveillance de défauts, notamment dans les circuits de régulation pour le dosage de carburant" L'invention concerne un procédé de surveillance pour la détection de défauts dans des circuits de régulation, en particulier dans des circuits de régulation pour le dosage du carburant dans des moteurs à combustion interne, procédé dans lequel on surveille au moins une grandeur de régulation quand elle dépasse une limite pouvant être prédéfinie. Le procédé de surveillance selon l'invention peut être monté dans des circuits de régulation de n'importe quel type Pour le rendre clair on doit -15 l'expliquer à partir d'un circuit de régulation pour le dosage de carburant dans un moteur à combustion interne Dans de tels circuits de régulation, en particulier dans les pompes à injection, il se pose le problème d'empêcher la survenance d'états dangereux, comme des vitesses de rotation trop élevées, et des quantités d'injection de carburant trop grandes à la suite de défauts survenants dans un seul ou plusieurs composants ainsi que dans la partir électronique comme également dans la mécanique de réglage du débit Pour éviter la survenance d'un fonctionnement dangereux, il est nécessaire de mettre en place un procédé de surveillance pour la détection de défauts Si un défaut est identifié, il y a lieu de mettre le moteur à combustion interne dans un état de fonctionnement non dangereux De préférence le moteur sera arrêté. Pour identifier des dérangements et des défauts dans des circuits de régulation, il est connu de surveiller l'écart de régulation (la différence entre une valeur de consigne et une valeur réelle). Dans ce cas il y a lieu de contrôler si l'écart de régulation prend à peu près la valeur " 0) ou reste plus petit d'un montant prédéfini Ce moyen de surveillance est selon chaque circuit de régulation relativement lent Il se peut aussi que des petits écarts de régulation, qui se produisent plus longtemps ne soient pas détectés comme défaut. Le procédé selon l'invention dans lequel comme grandeur de circuit de régulation, on surveille la grandeur de réglage Un, a par contre l'avantage d'identifier de façon sûre un défaut de circuit de régulation, par exemple un circuit de régulation ouvert ou un déplacement de la zone de fonctionnement (la caractéristique de réglage du rétrosignal est décalée) Pour cela on surveille comme grandeur de circuit de régulation la grandeur de réglage du circuit de régulation Tant que la grandeur de réglage ne présente plus un comportement caractéristique, on peut conclure à un défaut du circuit de régulation. En particulier il est prévu de surveiller la grandeur de réglage pour le dépassement d'une valeur maximale de grandeur de réglage et le dépassement d'une valeur minimale de celle-ci. Il est particulièrement recommandé de surveiller si la grandeur de réglage pour une indication de défaut possède un état de dépassement ou de sous dépassement au cours d'un intervalle de contrôle pour une durée minimum de défaut pouvant être prédéfinie La durée minimale de défaut représente ainsi une limite. En outre il est particulièrement avantageux que dans un fonctionnement annonçant un défaut, c'est- à-dire dans un état, dans lequel on peut transmettre l'annonce d'un défaut, la grandeur de la valeur de consigne du circuit de régulation se trouve à l'intérieur d'une zone prédéfinie et que ceci soit réglé lors du dépassement des limites de la zone prédéfinie du fonctionnement d'annonce de défaut, donc qu'aucune annonce de défaut ne puisse être délivrée. Selon un autre développement de l'invention l'intervalle de contrôle correspond à une durée de contrôle, en particulier de O à 5 s, dans laquelle la durée minimum de défaut est au maximum aussi grande que la durée de contrôle On arrive alors en permanence à l'annonce d'un défaut quand à l'intérieur du temps de contrôle, la durée minimum de défaut pouvant être prédéfinie est dépassée. Tant qu'à l'intérieur d'un intervalle de contrôle on suppose plusieurs fois qu'on est en présence d'états, qui sont à attribuer à un défaut et qu'en outre il existe cependant aussi des états, qui ne peuvent être attribuer à un défaut, on arrive pour une annonce de défaut au temps de défaut qui se produit au total à l'intérieur d'un intervalle de contrôle Le temps de défaut se compose dans ce cas de la somme de plusieurs fractions de temps de défaut se produisant du fait que des critères de défaut sont remplis Si la somme des fractions de temps de défaut est plus grande que le temps minimal de défaut pouvant être prédéfini, il est délivré une annonce de défaut. De préférence dans le cas d'une annonce de défaut on interrompt l'arrivée du carburant au moteur à combustion interne Alternativement ou additionnellement il est toutefois aussi possible que dans le cas d'une annonce de défaut la valeur de consigne prenne la valeur " 0 ". Dessins L'invention va être expliquée plus en détail à partir des dessins: la figure 1 montre un diagramme par blocs d'un circuit de régulation avec une surveillance de défaut selon l'invention la figure 2 montre un autre diagramme par bloc. la figure 3 montre plusieurs diagrammes. La figure 1 montre un schéma par blocs d'un circuit de régulation pour le dosage de carburant d'un moteur à combustion interne Le circuit de régulation présente un calculateur 1, qui de préférence est une composante d'un appareil de commande électronique Le calculateur 1 en prenant en considération des paramètres déterminants pour la conduite optimale du fonctionnement du moteur à combustion interne - produit une valeur de consigne pour la position du tiroir de réglage à régler sur la pompe à injection, par exemple le débit de carburant ME, à la sortie 2. La valeur numérique existant à la sortie 2 est acheminée sur un convertisseur de signaux numériques/analogiques 3, qui envoie la valeur de consigne Uc Onsigne, se trouvant maintenant sous une forme analogique, à un poste d'addition Une valeur réelle Uréelle et envoyée, comme autre grandeur d'entrée au poste d'addition 4 avec un code négatif. Le poste d'addition forme, à partir de la différence entre la valeur de Uconsigne et la valeur Uréeile un écart de régulation Au L'écart de régulation Ar est appliqué à un régulateur 5 qui, de préférence, est sous la forme d'un régulateur Pi D Celui-ci tient à disposition, à sa sortie 6, la grandeur de réglage UR. Celle-ci est acheminée à un circuit de régulation rapide, monté en cascade 7. Pour cela il est prévu un poste de sommation 8, qui reçoit comme grandeur d'entrée la grandeur de réglage UR déjà mentionnée A la sortie 9 du poste de sommation 8 est raccordé un régulateur de débit STR, auquel succède un étage final St Celles-ci sont par exemple la tension de la batterie d'accumulation UBATT du réseau électrique d'un véhicule doté du moteur à combustion interne et la température Temp du moteur à combustion interne A la sortie 12 du point de sommation il est raccordé un convertisseur Tension/Intensité dont la sortie 14 avec un code négatif se trouve au poste de sommation 8 comme grandeur d'entrée. En outre la sortie 12 du point de sommation 11 mène à l'entrée 14 d'un régulateur STW, qui est constitué par un régulateur de débit connu en technique automobile A partir de la sortie 15 du régulateur STW on dispose de la course du tiroir W, par exemple pour le tiroir d'une pompe à injection de moteur Diesel En fonction de la course du tiroir W est réglé le débit du carburant à injecter. La course du tiroir existant effectivemnt W est détectée par un transmetteur de course de tiroir SWG, qui est constitué par exemple comme un potentiomètre La sortie 16 du transmetteur de course de tiroir SWG mène à un point de sommation qui reçoit comme autre grandeur d'entrée avec un code positif - les grandeurs parasites St A la sortie 18 du point d'addition 17 est raccordé un circuit d'exploitation 19, à la sortie 20 duquel on dispose de la valeur Urbelle précédemment mentionnée Cette dernière valeur est acheminée en outre à un convertisseur de signaux analogiques/digitaux 21, dont la sortie 22 est raccordée au calculateur 1. Selon l'invention la grandeur de réglage UR disponible à la sortie 6 du régulateur 5 de préférence au moyen d'un convertisseur de signaux analogiques/numériques 23 est appliquée au calculateur 1, qui procède à une surveillance de défauts On reviendra sur ce point de façon encore plus détaillée dans ce qui suit. Le calculateur 1 est en outre relié au moyen d'un conducteur 24 à un dispositif électrique de coupure 25 (ELAB) En activant ce dispositif électrique de coupure 25 l'alimentation en carburant du moteur à combustion interne est interrompue. La figure 2 montre une variante de réalisation, qui reproduit le procédé de surveillance selon l'invention dans une réalisation sans calculateur et avec un circuit analogique A la différence de l'exemple de réalisation à la figure 1 un circuit de régulation Pl 26 est monté en amont du régulateur 5 constitué comme un régulateur Pi D. Comme celui-ci n'est pas essentiel pour l'invention, on n'entrera pas dans les détails à son sujet A partir de la figure 2 on peut voir que la valeur Uréelie et la grandeur de réglage UR sont appliquées à un circuit de surveillance de défaut 27. Le dispositif de surveillance de défaut 27 présente deux comparateurs 28 et 29 A une entrée moins 30 du comparateur 28 est raccordée la valeur Urée 1 le A une entrée plus 31 est prédéfinie une limite maximale pour la valeur réelle, à savoir une valeur de seuil Urée 1 le La sortie 32 du comparateur 28 mène à un organe 33 ET. La grandeur de réglage UR est dirigée sur une entrée Plus 34 du comparateur 29 Un seuil 1 de valeur maximale de grandeur de réglage est raccordé à une entrée Moins 35 du comparateur 29 La sortie 36 du comparateur 29 mène à une entrée de l'organe ET 33. La figure 3 montre en outre un montage de sécurité 37, qui reçoit plusieurs grandeurs d'entrée qui n'ont pas besoin d'être davantage définies ici La sortie 38 du circuit de sécurité 37 mène à l'étage final ES ainsi qu'à une entrée d'inversion de l'organe ET 33. La sortie 39 mène, via un organe RC, à une autre entrée 40 de l'étage final ES A la figure 2 l'unité de commande (STW) et le transmetteur de course de tiroir SWG sont rassemblés en un bloc, à la sortie duquel on dispose du débit ME d'injection de carburant. Le fonctionnement est le suivant Pour reconnaître un défaut du circuit de réglage, par exemple un composant de réglage défectueux, un circuit de régulation non fermé, donc ouvert, ou un décalage de la zone de fonctionnement par exemple si la caractéristique de réglage du signal en retour est décalée, on procède aux contrôles suivants du circuit de sécurité 37 avec le calculateur 1, tant que les conditions suivantes sont remplies UR > seuil 1 de UR et temps t depuis le dépassement du seuil 1 de UR > seuil de t et Uréel correspondant, il existe un défaut. Dans les formules précédentes: UR = grandeurs de réglage seuil 1 de UR = valeur maximale de la grandeur de réglage pouvant être prédéfinie t = temps seuil de t = temps minimum de défaut pouvant être prédéfini Uréei = valeur réelle seuil 1 d'Urée = limite maximale prédéfinie de la valeur réelle A la réalisation selon la figure 1, on arrive en outre à l'annonce d'un défaut, quand les conditions suivants sont simultanément réunies. UR seuil de t et Uconsigne > seuil 2 d'Uconsigne pendant le temps t correspondant. Dans ces formules: seuil 2 d'UR = valeur minimale des grandeurs de réglage seuil 2 d'Uconsigne valeur minimale pouvant être définie de la valeur de consigne Pour la réalisation selon les techniques de circuits il y a lieu de prévoir les comparateurs correspondants de la figure 2. Ce qui précède doit être expliqué plus en détail à partir du diagramme à la figure 3 Sur le diagramme supérieur de la figure 3 on a représenté la grandeur de réglage UR en fonction du temps t Le diagramme en dessous montre un intervalle de contrôle (temps de contrôle T) à l'intérieur duquel se produit une reconnaissance de défaut Sur le diagramme qui se trouve en-dessous on a représenté la survenance d'un défaut F en fonction du temps t Enfin le diagramme inférieur montre l'évolution de la valeur de consigne Uconsigne en fonction du temps t. Il faut partir du fait que la grandeur de réglage UR présente l'évolution représentée au diagramme supérieur à la figure 3 La surveillance de défauts se produit au cours d'un cycle d'exploration TK, qui est représenté tout en haut à la figure 3. On doit supposer qu'à l'instant t 1 un défaut survient dans le circuit de régulation Ceci est caractérisé par la flèche en forme d'éclair Jusqu'à l'instant t 2 la grandeur de réglage UR augmente à peu près linéairement et dépasse, ce faisant, la valeur maximale de grandeur de réglage seuil l d'UR Peu après l'instant t 3 la grandeur de réglage est en dessous de la valeur maximale de grandeur de réglage, le seuil 1 d'UR, et ce faisant décroit à peu près linéairement, une valeur minimale de grandeur de réglage, le seuil 2 d'UR, étant en dessous A l'instant t 5 la grandeur de réglage UR augmente à nouveau et dépasse la valeur minimale de grandeur de réglage, le seuil 2 d'UR et devient de nouveau plus grande que la valeur maximale de grandeur de réglage, de seuil 1 d'UR- Si l'on considère aux différents instants du cycle d'exploration TK l'état correspondant de la grandeur de réglage UR, il devient clair qu'à l'instant t 2 la valeur maximale de grandeur de réglage UR est dépassée Ceci aboutit à ce qu'un intervalle de contrôle démarre avec le temps de contrôle T (ceci correspond à une intégration, c'est-à-dire qu'il se produit un flanc croissant linéairement, caractérisé avec T, qui se transforme en suite en une course en dents de scie, pour autant que d'autres intervalles de contrôle suivent) Il en résulte l'annonce d'un défaut, quand à l'intérieur du temps de contrôle T, un état signifiant indique une faute au moins aussi - longtemps qu'un seuil de temps minimal de défaut t est dépassé Ensuite quand la sortie consigne UR dépasse la valeur maximale de grandeur de réglage, le seuil i d'UR se trouve sous la valeur minimale de grandeur de réglage UR, le seuil 2, le temps de défaut t est intégré, ce temps dépassant à l'instant t 6 le seuil de temps minimal de défaut Ceci se produit à l'intérieur du temps de contrôle T Comme il résulte du diagramme inférieur à la figure 2 que la valeur de consigne Uconsigne se déplace à l'intérieur d'une zone prédéfinie, c'est-à-dire qu'elle ne dépasse pas la limite maximale, du seuil 1 d'Uconsigna, la valeur de consigne, et ne se trouve pas en dessous de la limite minimale du seuil 2 d'Uconsigne, on en conclut à un défaut -conformément aux considérations précédentes-. Au diagramme F(t) on a en conséquent un fonctionnement par bonds Ceci conduit selon la figure 1 à l'activation du dispositif électrique de coupure 25 par le calculateur 1, de telle sorte que l'alimentation en carburant du moteur à combustion interne est interrompue. Si l'on pose par hypothèse que selon le diagramme inférieur à la figure 3 toutes choses égales d'ailleurs, selon la ligne en traits- points la valeur de consigne Uconsigne dépasse à l'instant t 2 la limite maximale du seuil 1 d'Uconsigner ceci ne conduit pas à une montée de la courbe de défaut t*. Ceci est également représenté par une ligne en traits- points sur le diagramme T(t). Une autre variante consiste en ce que la valeur de consigne Uconsigne selon la ligne en pointillés se trouve sous la limite minimale, du seuil 2 d'Uconsigne A partir du diagramme T(t) on peut voir que la fonction t* ne croit également pas en valeur. Le procédé de surveillance selon l'invention a par rapport aux procédés connus de l'état de la technique de surveillance des écarts de régulation, les avantages qu'il n'y a pas besoin de définir, une zone morte par rapport à l'écart de régulation Au En outre même de petits écarts de régulation Au, qui existent pendant un temps plus long, sont reconnus comme des défauts. R E V E N D I C A T I O N S 1) Procédé de surveillance pour la détection de défauts dans des circuits de régulation, en particulier dans des circuits de régulation pour le dosage du carburant dans des moteurs à combustion interne, o l'on surveille au moins si une grandeur du circuit de régulation dépasse une limite pouvant être prédéfinie, procédé de surveillance caractérisé en ce que, comme grandeur du circuit de régulation, on surveille la grandeur de réglage (UR) du circuit de régulation. 2) Procédé de surveillance selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on surveille si la grandeur de réglage (UR) dépasse une valeur maximale de la grandeur de réglage (seuil 1 d'UR) et sous-dépasse une valeur minimale de grandeur de réglage (seuil 2 d'UR). 3) Procédé de surveillance selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la grandeur de réglage (UR) pour une annonce de défaut, l'état de dépassement ou de sous-dépassement à l'intérieur d'un intervalle de contrôle (temps de contrôle T) doit posséder un temps minimal de défaut pouvant être prédéfini (seuil de t). 4) Procédé de surveillance selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que pour le fonctionnement en annonce de défauts la grandeur de la valeur de consigne (Uconsigne) du circuit de régulation doit se trouver à l'intérieur d'une zone prédéfinie et en ce que lors du dépassement ou du sous-dépassement des limites (limite maximale, seuil 1 d' Uconsigne; limite minimale, seuil 2 d'Uconsigne) de la zone prédéfinie il ne se produit aucune annonce de défaut. ) Procédé de surveillance selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'intervalle de contrôle correspond à un temps de contrôle (T), en particulier de O à 5 secondes et en ce que le temps minimal de défaut (seuil de t) est également grand au maximum comme le temps de contrôle (T). 6) Procédé de verrouillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il existe un défaut quand à l'intérieur d'un intervalle de contrôle (temps de contrôle T) le temps de défaut (t*) est plus grand que le temps minimal de défaut (seuil de t). 7) Procédé de surveillance selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le temps de défaut (t*) correspondant à un intervalle de contrôle temps de contrôle T) peut se composer de la somme de plusieurs fractions de temps de défaut se produisant du fait que des critères de défaut sont remplis. 8) Procédé de surveillance selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que dans le cas d'une annonce de défaut l'alimentation en carburant du moteur à combustion interne est interrompu. 9) Procédé de surveillance selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que dans le cas de l'annonce d'un défaut la valeur de consigne (Uconsigne) prend la valeur " O ".