Brevet FR2754312A1 — publié le 19980410

Etat de la technique L'invention concerne un procédé de surveillance de la détection des valeurs de mesure d'une commande de mo- teur comprenant un élément de calcul disposant d'au moins une entrée d'un convertisseur analogique/numérique, pour recevoir différents signaux d'entrée par un multiplexeur. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Un tel procédé ou un tel dispositif sont connus selon le document DEOS-36 21 937 (US-A-5 107 427). Ce docu- ment prévoit de détecter les défauts dans le domaine de la saisie des valeurs de mesure d'une commande électronique de puissance notamment de défauts au niveau des interfaces ana- logiques/numériques (A/D) ou des canaux d'un convertisseur15 analogique/numérique (A/D) multiplexés de l'unité de commande électronique du système de commande de puissance, qui in- fluence les grandeurs de fonctionnement de la commande de puissance, fournies par une installation de mesure. Cela se fait par la coupure de la ligne de masse du capteur de posi- tion en forme de potentiomètre d'une pédale d'accélérateur et/ou d'un volet d'étranglement à l'aide d'un élément de com- mutation actionné par l'unité de commande. Lorsque la gran- deur de mesure saisie à l'état coupé par l'installation de mesure dépasse des valeurs limites prédéterminées ou enregis- trées à partir de la tension d'alimentation de l'installation de mesure, on estime qu'il y a un état d'erreur. On a constaté en particulier à cause des toléran- ces des installations de mesure et des lignes d'alimentation de l'unité de commande, que l'opération de surveillance pen- dant laquelle on ne peut exécuter la commande du moteur, de- mande un temps relativement important. De plus au niveau de l'élément de commutation, il faut des moyens de commutation supplémentaires en particulier à cause de la résistance au court- circuit de l'élément de commutation vers la batterie ou35 la tension d'alimentation. De plus, la procédure connue véri- fie le fonctionnement des canaux d'un convertisseur analogi- que/numérique mais non celle d'un multiplexeur monté en amont. La présente invention a pour but de créer des moyens permettant une surveillance aussi précise que possible de la détection des valeurs de mesure, mais qui n'influence pas la commande du moteur ou ne l'influence que faiblement.5 A cet effet, l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'un des signaux d'entrée est une tension de référence, prédéterminée, fixe, enregistrée par l'élément de calcul pour contrôler le fonc- tionnement du multiplexeur et/ou du convertisseur analogi- que/numérique. L'invention concerne également un dispositif du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que la ligne de sor- tie d'un comparateur est reliée à la ligne d'entrée, ce com- parateur étant commandé par l'élément de calcul à partir de sa sortie, d'émettre un signal " bas " à la sortie, puis la tension d'entrée à l'entrée analogique est mise à un niveau situé en dehors de la plage des tensions de mesure. Selon le document EP-354 269-A1, on connaît un procédé et un circuit de surveillance de la résistance de passage d'un potentiomètre. Ainsi, à des instants prédétermi- nés par un élément de calcul, on commute le niveau de la li- gne de signal vers la masse par l'intermédiaire d'un élément de commutation et à partir des grandeurs disponibles dans l'élément de calcul concernant la position du potentiomètre,25 la tension à l'état branché et la tension d'alimentation, on calcule la résistance de passage actuelle du potentiomètre. Ce document ne décrit pas les moyens servant à surveiller la détection des valeurs de mesure, de sorte qu'un état d"erreur au niveau du convertisseur A/D de l'élément de calcul conduit à un fonctionnement défectueux de la commande de puissance. Avantages de l'invention La solution selon l'invention permet une surveillance fiable et précise d'un multiplexeur en amont d'un convertisseur analogique/numérique (A/D), de ses grandeurs35 d'entrée et/ou du canal A/D relié à sa sortie. La solution selon l'invention permet de contrôler le canal A/D pour vérifier l'actualité des valeurs de tension en conversion analogique/numérique (A/D). L'invention crée un circuit pour couper le signal utile qui permet un contrôle rapide, précis du convertisseur analogique/numérique d'un élément de calcul. De manière particulière avantageuse, on a un cir- cuit simple ne comprenant que peu de composants. Il est particulièrement avantageux que le circuit fournisse un signal utilisé pour surveiller un second canal du convertisseur A/D et/ou un multiplexeur en amont. Il est particulièrement avantageux qu'en fonc- tionnement normal, le circuit ne soit traversé que par un faible courant résiduel et que la coupure rapide ne détériore que faiblement le signal utile. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: - on génère une réaction de défaut si la tension convertie, enregistrée par l'intermédiaire du multiplexeur ne correspond pas à la valeur prévisible; - l'élément de calcul enregistre par une autre entrée du convertisseur analogique/numérique, une tension de mesure représentant le souhait du conducteur, qui est commuté à des instants prédéterminés à un niveau donné pour vérifier que la conversion est correcte à l'entrée analogique; - la ligne de sortie de l'élément de calcul est appliquée à l'entrée négative du comparateur alors que l'entrée positive reçoit une tension divisée, fixe, prédéter- minée; - l'élément de calcul comporte au moins une se- conde entrée analogique recevant la ligne de sortie d'un mul- tiplexeur; - l'élément de calcul comporte au moins une se- conde entrée analogique recevant la ligne de sortie d'un mul- tiplexeur et en plus des lignes d'entrée, le multiplexeur reçoit les autres paramètres de fonctionnement du moteur et/ou du véhicule, ainsi que la tension divisée du compara- teur, que l'élément de calcul reçoit pour déterminer l'aptitude à fonctionner du multiplexeur et de l'entrée ana- logique; - deux résistances sont prévues dans la ligne d'entrée du signal utile et entre ces deux résistances passe la ligne, l'une des résistances pouvant être très inférieure à l'autre résistance; - un condensateur est relié d'une part à la masse et d'autre part à la jonction de l'entrée et la résistance, - l'élément de calcul commande la puissance du groupe d'entraînement d'un véhicule d'automobile en fonction du souhait du conducteur. Dessins L'invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de modes de réalisation représentés dans les dessins, dans lesquels: * la figure 1 montre un circuit pour couper un signal utile servant à contrôler un convertisseur analogique/numérique, * la figure 2 montre des chronogrammes de signaux produits lors du contrôle, * la figure 3 schématise un ordinogramme représentant un pro- gramme servant à surveiller un canal analogique/numérique, * la figure 4 montre un ordinogramme comme exemple de pro- gramme de surveillance d'un second canal analogi- que/numérique et/ou d'un multiplexeur en amont. Description des exemples de réalisation La figure 1 montre un élément de calcul 10 fai- sant' partie d'une unité de commande électronique 8 comportant un convertisseur analogique/numérique (A/D) 12 à au moins deux canaux d'entrée A1 et A2. Par au moins une ligne de sor- tie 14, l'élément de commande 10 commande suivant lés pro- grammes à réaliser, la puissance fournie par le moteur d'un véhicule. Selon l'exemple de réalisation préférentiel, on rè- gle un élément de réglage de puissance 16 de préférence un volet d'étranglement en fonction du souhait du conducteur dé- tecté par un capteur de position sur la pédale d'accélérateur. Une ligne d'entrée 18 est associée à un pre- mier canal d'entrée du convertisseur 12; cette ligne part d'une installation de mesure 20 détectant la position de la pédale d'accélérateur, c'est-à-dire le souhait du conducteur. Le circuit d'entrée du canal ADC est construit de la manière suivante: la ligne 18 transmet la grandeur de me- sure UE (position de la pédale d'accélérateur) de l'installation de mesure 20 à l'unité de commande 8. Dans celle-ci, la grandeur de mesure est appliquée à travers une première résistance Ri et une seconde résistance R2 à l'entrée Ai. Entre l'entrée de l'unité de commande et la ré- sistance Ri, on a une résistance RP reliant la ligne 18 à la masse. Entre les résistances Ri et R2, la ligne 22 est reliée à la ligne 18. Un condensateur Ci relie la jonction de la résistance R2 et l'entrée Ai à la masse. La tension de me- sure UADC est disponible à l'entrée Ai. La ligne 22 est la ligne de sortie d'un compara- teur 24. Suivant ces signaux d'entrée, le comparateur 24 transmet un signal " bas " par la ligne 22 ou coupe la ligne 22. Cette fonction du comparateur 24 est schématisée par un élément de commutation représenté dans le comparateur 24. L'entrée positive du comparateur 24 est reliée à une ligne 26; l'entrée négative du comparateur est reliée à une ligne 28 venant de la sortie PX de l'élément de calcul 10. La ligne 26 fournit la tension du diviseur de tension formé des résis-- tances R3, R4; la résistance R3 est reliée au pôle positif et la résistance R4 est reliée à la masse. La tension divisée est en outre appliquée par une ligne 30 à l'entrée El d'un multiplexeur 32. Le multiplexeur 32 reçoit sur ses entrées El... En, les lignes d'entrée 34- 36 partant des installations de mesure 38 à 40 pour détecter d'autres paramètres de fonctionnement nécessaires à la com- mande du moteur. Ces paramètres de fonctionnement sont four- nis en vue de leur exploitation à l'élément de calcul, après avoir été multiplexés. Des exemples de telles grandeurs sont la température du moteur, la température de l'air aspiré, la pression de l'air etc. A la sortie A du multiplexeur, une li- gne 42 conduit à la seconde entrée A2 du convertisseur 12. Le multiplexeur 32 est commandé par l'élément de calcul 10 par l'intermédiaire des lignes de commande 44, 46, 48, 50. Le circuit représenté à la figure 1 assure une surveillance discontinue du convertisseur analogi- que/numérique A/D de l'élément de calcul 10. Pour cela, une entrée analogique Ai revoit la tension de mesure actuelle UADC comprise dans une plage prédéterminée U1-U2 pour le fonctionnement normal; cette tension est tirée par un cir- cuit externe vers la masse ou vers un niveau de tension plus bas pendant une durée déterminée. Cette action fait que la tension de mesure UADC arrive à un niveau U3 qui est beaucoup plus petit que le niveau inférieur du signal de mesure Ul. Le niveau U3 se situe, en sécurité, en dehors de la fenêtre de mesure U2-U1. L'élément de calcul commande cette action par la sortie PX et vérifie la tension inscrite en décalant le canal d'entrée, pour voir si elle prend une valeur prévisi-- ble. Dans ce cas, le convertisseur analogique/numérique fonc- tionne normalement. Dans d'autres exemples de réalisation, on prend des mesures correspondantes sur les autres entrées ana- logiques du calculateur. La sortie du comparateur 24 commute sur le niveau " bas " si le calculateur émet par sa sortie PX un signal " haut ". La tension UADC à l'entrée passe alors à U3. Ce ni- veau U3 correspond à la tension de saturation d'un élément de commutation équipant le comparateur. L'élément de calcul 10 vérifie si le convertisseur A/D convertit correctement la va- leur U3 dans le cadre des tolérances. Pendant ce temps, on ne peut pas utiliser le signal utile UE. C'est pourquoi, selon l'exemple de réalisation préférentiel d'une commande électronique de puissance de mo- teur selon laquelle on détecte la position de la pédale30 d'accélérateur par deux capteurs redondants, il est intéres- sant d'influencer le signal utile servant uniquement à sur- veiller le signal utile conduisant à la commande de puissance. Le signal utile conduisant à la commande de puis- sance continue alors d'être utilisé. Pour pouvoir décharger rapidement pour la mesure, le condensateur Ci utilisé pour lisser le signal analogique, on choisit une résistance R2 significativement plus faible que la résistance Rl. Le courant résiduel du comparateur bloqué est tellement faible qu'il ne risque pratiquement pas de fausser le signal utile UE; de plus ce courant passe dans la masse (à travers le transistor du comparateur), de sorte qu'en cas de rupture de câble, il ne provoque aucune tension sur la résistance RP et ne gène pas la comparaison pour reconnaître la rupture de câble. Ce circuit permet d'influencer simplement le si- gnal utile pour contrôler le convertisseur analogi- que/numérique (A/D). Le circuit est réalisé pour présenter un faible courant résiduel et permettre un contrôle rapide du convertisseur analogique/numérique (A/D) et ainsi de ne dété- riorer que faiblement le signal utile. On peut de plus utiliser la tension divisée UT appliquée comme tension de référence au comparateur 24 comme tension de référence pour vérifier en continu un autre canal d'entrée analogique A2. Si cette entrée analogique est ali- mentée par l'intermédiaire d'un multiplexeur, on peut non seulement surveiller le convertisseur A/D mais également sur- veiller le fonctionnement correct du multiplexeur. Le multiplexeur 32 est commandé par l'élément de calcul 10 pour enregistrer différentes grandeurs d'entrée El- En, par l'entrée A2 et la sortie A du multiplexeur. La ten- sion divisée UT est appliquée par la ligne 30 comme grandeur d'entrée à l'entrée du multiplexeur (El à la figure 1); elle est enregistrée par l'élément de calcul 10. L'élément de cal- cul 10 vérifie alors en plus du contrôle de l'entrée AI, le niveau de tension divisé, fixe, pour donner une information relative à l'aptitude au fonctionnement du multiplexeur et de l'entrée A2 du convertisseur A/D. De plus, cela permet de sa- voir si pour l'un des autres signaux d'entrée E2-En, on ren- contre des incidents. Si par exemple un canal d'entrée du multiplexeur reçoit des surtensions, celles-ci dérangent tous les autres canaux d'entrée par diaphonie. Cela se détecte en enregistrant la tension partielle. Les figures 2a et 2b montrent des chronogrammes des signaux principaux. La figure 2a décrit le chronogramme de la tension du signal utile UDAC; la figure 2b décrit le chronogramme du signal de sortie PX de l'élément de calcul. Jusqu'à l'instant Tl, le signal de sortie de l'élément de calcul est au niveau " bas ". Cela signifie que le signal utile n'est pas influencé. Il se déplace ainsi en fonction des grandeurs d'entrée UE, entre les tensions Ul et U2. A l'instant T1, la ligne de sortie de l'élément de calcul 10 commute au niveau " haut ". Le signal utile change ainsi à l'instant T1 en passant au niveau U3 qui se situe suffisam- ment en dessous de la bande de mesure Ul... U2. A l'instant T2, la sortie PX de l'élément de calcul passe de nouveau au niveau " bas ", l'opération de contrôle étant terminée. A ce moment, le signal utile selon la figure 2a reprend de nouveau la valeur UADC. On commence le contrôle lorsque les conditions de test choisies existent. Celles-ci comprennent par exemple une condition de temps ou encore elles sont déterminées à l'aide des états de fonctionnement du véhicule et/ou du moteur. On peut par exemple prévoir de couper le signal utile pendant la phase de démarrage du moteur, pendant que la pédale d'accélérateur est relâchée, pour une position essentielle- ment constante de la pédale d'accélérateur, après une durée de fonctionnement prédéterminée ou dans des intervalles z.de temps. Pour surveiller le convertisseur A/D par la cou- pure du signal utile, l'élément de calcul 10 présente un pro- gramme correspondant esquissé dans l'ordinogramme de la figure 3. Ce programme commence lorsque l'élément de calcul met la sortie PX au niveau " haut ", c'est-à-dire lorsque les conditions de test existent. Dans la première étape 100, on enregistre la ten- sion d'entrée UADC et dans l'étape suivante 102, on la. com- pare à la valeur prédéterminée U3. Si la tension est égale à la valeur prédéterminée U3 (dans le cadre des tolérances), le test se termine et le signal de sortie PX est de nouveau mis au niveau " bas ". Dans ce cas, le signal d'entrée est consi- déré comme apte à fonctionner. Par contre, si la tension en- registrée ne correspond pas à la tension U3 dans le cadre des tolérances, on vérifie dans l'étape suivante 104 si l'opération de test est terminée. Cela se fait de préférence à la fin d'un temps prédéterminé, après lequel l'élément de calcul remet de nouveau la sortie PX au niveau l'étape 106; celle-ci déclenche par exemple un mode de fonc- tionnement de secours pour la commande de puissance. Puis, on recommence la partie de programme et on reprend lorsque les conditions de test se représentent. L'élément de calcul 10 comporte un programme com- parable pour contrôler le second canal d'entrée ou le multi- plexeur. Cet ordinogramme est esquissé à la figure 4. Le15 programme décrit dans ce cas est commencé à un instant prédé- terminé en synchronisme avec la commande du multiplexeur. Si le multiplexeur transmet la tension divisée UT à l'élément de calcul 10, on commence le programme selon la figure 4 et dans la première étape 200, on enregistre la tension UT. Puis, on vérifie dans l'étape 202 si la tension enregistrée correspond à la valeur de la tension UT0 fixée par les résistances R3, R4, la comparaison se faisant dans les limites des toléran- ces. Si cela est le cas, le multiplexeur ou le canal d'entrée A2 sont considérés comme fonctionnant correctement et on ter- mine la partie de programme; dans le cas contraire, selon l'étape 204, on déclenche une réaction de défaut comme par exemple une limitation de la commande de puissance. Après l'étape 204, on termine le programme et on recommence ulté- rieurement. Par convention, dans les ordinogrammes des figu- res 3 et 4, une réponse négative à une question est indiquée par la lettre N; une réponse positive à une question est in- diquée par la lettre Y. Selon un exemple de réalisation préférentiel, on génère la réaction d'erreur seulement si l'erreur ou le dé- faut ont été reconnus plusieurs fois successivement ou avec une certaine fréquence. R E V E N D I C A T IONS 1 ) Procédé de surveillance de la détection des valeurs de mesure d'une commande de moteur comprenant un élément de cal- cul (10) disposant d'au moins une entrée (A2) d'un convertis- seur analogique/numérique (A/D) (12), pour recevoir diffé- rents signaux d'entrée par un multiplexeur (32), caractérisé en ce que l'un des signaux d'entrée est une tension de référence (UT), prédéterminée, fixe, enregistrée par l'élément de calcul (10) pour contrôler le fonctionnement du multiplexeur et/ou du convertisseur analogique/numérique (A/D) (12). 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on génère une réaction de défaut si la tension convertie, en- registrée par l'intermédiaire du multiplexeur ne correspond pas à la valeur prévisible. 3 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que par une autre entrée (Ai) du convertisseur analogi- que/numérique (A/D) (12), l'élément de calcul (10) enregistre une tension de mesure (UADC) représentant le souhait du con- ducteur, qui est commutée à des instants prédéterminés à un niveau donné pour vérifier que la conversion est correcte à l'entrée analogique (A1). 4 ) Dispositif pour surveiller la détection des valeurs de mesure d'une commande de moteur à l'aide d'un élément de cal- cul (10) comportant au moins une entrée analogique (A1l) d'un convertisseur analogique/numérique (12) recevant par une li- gne d'entrée (18), un signal utile exploité pour la commande du moteur, caractérisé en ce que l'élément de calcul (10) comporte au moins une seconde entrée analogique (A2) recevant la ligne de sortie (42) d'un multi- plexeur (32) et en plus des lignes d'entrée pour les autres paramètres de fonctionnement du moteur et/ou du véhicule, le multiplexeur reçoit une tension de référence (UT) prédétermi- née que l'élément de calcul (10) reçoit pour déterminer l'aptitude à fonctionner du multiplexeur et de l'entrée ana- logique (A2). ) Dispositif selon la. revendication 4, caractérisé en ce que la ligne de d'entrée (18) est reliée à la ligne de sortie (22) d'un comparateur (24) commandé par un élément de calcul (10) pour fournir par une sortie (PX) un signal de niveau bas, puis la tension d'entrée (UADC) à l'entrée analogique (A1) est mise à un niveau situé en dehors de la plage des tensions de mesure. ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 et , caractérisé en ce que la ligne de sortie de l'élément de calcul (10) est appliquée à l'entrée négative du comparateur alors que l'entrée posi- tive reçoit une tension divisée (UT), fixe, prédéterminée. 7 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que l'élément de calcul (10) comporte au moins une seconde entrée analogique (A2) recevant la ligne de sortie (48) d'un multi- plexeur (32). 8 ) Dispositif selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé par deux résistances (Ri, R2) dans la ligne d'entrée (18) du si- gnal utile, et entre ces deux résistances passe la ligne (22), la résistance (R2) pouvant être très inférieure à la résistance (Ri). 9 ) Dispositif selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en outre par un condensateur (Cl) relié d'une part à la masse et d'autre part à la jonction de l'entrée (Ai) et la résistance (R2). 10 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que l'élément de calcul (10) commande la puissance du groupe d'entraînement d'un véhicule d'automobile en fonction du sou- hait du conducteur.