Brevet FR2783053A1 — publié le 20000310

L'invention concerne un procédé de diagnostic d'un court-circuit sur un organe de réglage capacitif, notamment sur un injecteur de carburant, à actionnement piézoélectrique, d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, qui est connecté en série avec un interrupteur de sélection côté bas et est chargé à partir d'un circuit série constitué d'un condensateur de charge et d'un condensateur d'inversion de charge, le condensateur de charge étant situé entre le pôle plus et le pôle moins d'une source de tension, tandis qu'il est prévu, en parallèle au condensateur de charge, un circuit série constitué d'un interrupteur de charge, du condensateur d'inversion de charge, d'une bobine d'inversion de charge, de l'organe de réglage et de l'interrupteur de sélection. Par DE 196 52 801 Cl, on connaît un dispositif de commande d'organes de réglage capacitifs au moyen duquel ces organes de réglage, dont chacun est disposé en série avec un interrupteur de sélection réalisé sous forme d'un interrupteur côté bas, sont chargés l'un après l'autre à partir du circuit série constitué d'un condensateur de charge et d'un condensateur d'inversion de charge. Lors du fonctionnement de circuits de ce type, il s'est avéré qu'avec de tels organes de réglage, il peut se présenter des courts-circuits de la borne négative - mais également de la borne positive - de l'organe de réglage par rapport à la masse. Ce défaut a pour conséquence (dans la mesure o, lors d'un court-circuit d'une borne positive d'organe de réglage, tous les organes de réglage ne sont pas en court- circuit) le fait qu'en même temps que la commande de l'un quelconque des autres organes de réglage, l'organe de réglage en court-circuit par rapport à la masse est également toujours commandé. A l'égard du circuit de commande, ces deux organes de réglage agissent comme un organe de réglage à capacité double. Etant donné toutefois que, dans le domaine admissible de températures, la capacité d'un organe de réglage peut également varier d'un facteur 2, ce défaut ne peut pas être reconnu au moyen d'une simple surveillance de tension. L'invention a pour but de fournir un procédé au moyen duquel un diagnostic d'un court-circuit d'un organe de réglage par rapport à la masse soit possible sans ambiguïté. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé, du type générique défini en introduction, caractérisé en ce qu'une valeur correspondant à la quantité de charge QL s'écoulant à partir du condensateur d'inversion de charge pendant l'opération de charge est calculée et comparée à une valeur fidt calculée à partir du courant s'écoulant pendant l'opération de charge à travers l'interrupteur de sélection associé à l'organe de réglage, un court-circuit de l'organe de réglage vers le pôle moins étant diagnostiqué lorsque [idt Le procédé conforme à l'invention peut aussi présenter une ou plusieurs des particularités suivantes: - la quantité de charge QL = C2 * AUc2 est calculée à partir de la capacité du condensateur d'inversion de charge et de la différence AUc2 entre les tensions appliquées au condensateur d'inversion de charge avant et après l'opération de charge d'un organe de réglage, -la quantité de charge QL = - UL dt est calculée à partir de l'inductance de la bobine d'inversion de charge et de la chute de tension aux bornes de la bobine d'inversion de charge pendant l'opération de charge, - la valeur Jidt - 1 lush dt est calculée à partir RSh d'une chute de tension Ush, proportionnelle au courant i et se présentant aux bornes d'une résistance shunt connectée en série avec l'interrupteur de sélection, et de la valeur de cette résistance shunt, - un court-circuit de l'organe de réglage vers le pôle moins est diagnostiqué lorsque R JUSh dt Le procédé conforme l'invention est exposé en détail à l'aide du dispositif, connu par DE 196 52 801 Cl et représenté à la figure unique, de commande d'un injecteur de carburant, à actionnement piézoélectrique, d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, avec l'exemple de l'organe de réglage Pl. Pour tous les autres organes de réglage P2 à Pn, ce procédé doit être utilisé de la même manière. Dans le circuit connu, un condensateur de charge C1 est raccordé entre le pôle plus Ucl et le pôle moins GND d'une alimentation commutée SNT, ce condensateur de charge étant chargé à la tension initiale Ucl de la partie de réseau SNT. Il est prévu, disposé en parallèle au condensateur de charge C1, un circuit série constitué d'un interrupteur de charge X1, relié au pôle plus Ucl, et d'un interrupteur de décharge X2 relié au pôle moins GND. Il est également prévu, disposé entre le point de jonction de l'interrupteur de charge X1 et de l'interrupteur de décharge X2 et la borne de masse GND, un circuit série constitué d'un condensateur d'inversion de charge C2, d'une bobine d'inversion de charge L, d'un premier organe de réglage P1 et d'un premier interrupteur de sélection T1. Pour chaque autre organe de réglage, un circuit série constitué de l'organe de réglage P2 à Pn et d'un autre interrupteur de sélection T2 à Tn est connecté en parallèle au circuit série constitué du premier organe de réglage Pl et du premier interrupteur de sélection T1. Une diode D est reliée en parallèle au circuit série constitué d'un organe de réglage et d'un interrupteur de sélection, cette diode étant passante de la borne de masse GND vers la bobine d'inversion de charge L. Dans cet exemple de réalisation, les interrupteurs X1 et X2 sont réalisés sous forme de thyristors et les interrupteurs de sélection sous forme d'interrupteurs MOS- FET de puissance commandés. Les interrupteurs MOS-FET de puissance contiennent habituellement des diodes inverses. Les interrupteurs X1, X2 et T1 à Tn sont commandés par un circuit de commande ST, qui fait partie d'un appareil de commande de moteur commandé par microprocesseur et non représenté plus en détail, conformément à un programme, exposé en détail dans DE 196 52 801 Cl, qui n'est décrit ci-après que dans la mesure o cela est nécessaire pour la compréhension de l'invention. Dans ce circuit connu, une résistance shunt Rsh est insérée entre le point de jonction A de tous les interrupteurs de sélection T1 à Tn et le pôle moins GND et la tension pouvant être mesurée en ce point de jonction A est envoyée au circuit de commande ST commandé, par microprocesseur, dans lequel sont exécutées des opérations de calcul et de comparaison décrites ci-après. Dans ce qui suit, toutes les indications se rapportent à l'organe de réglage P1. L'organe de réglage P1 est chargé au moyen d'une fermeture des interrupteurs X1 et T1. De ce fait, la tension de charge Uc = Ucl + Uc2 se présentant sur le circuit série constitué de Cl + C2 se décharge, à travers la bobine d'inversion de charge L et pendant une demi- oscillation sinusoïdale complète, dans l'organe de réglage P1 et celui- ci ouvre l'injecteur, non représenté, qui lui est associé. En cas de fonctionnement non défectueux, un courant i revient de Cl vers celui-ci en passant par X1, C2, L, Pl, T1 et RSh et par GND. Pendant l'opération de charge d'un organe de réglage, le condensateur d'inversion de charge C2 inverse sa charge, par l'intermédiaire de la bobine d'inversion de charge L, en passant à une tension négative. La différence AUc2 des tensions avant le début (Uc2a) et après la fin (Uc2b) de l'opération de charge est une mesure à la fois pour la quantité de charge QL (Q = C * U) transférée sur l'organe de réglage et pour le courant i passant pendant l'opération de charge à travers l'organe de réglage et donc à travers l'interrupteur de sélection T1 et la résistance shunt Rsh, ou également la chute de tension UL se présentant aux bornes de la bobine d'inversion de charge L pendant l'opération de charge: AUC2 = UC2a- Uc2b; QL AUc2 fidt UL dt (1) Etant donné qu'habituellement, le courant ne doit pas être mesuré directement, mais plus simplement par l'intermédiaire de la chute de tension ush aux bornes de la résistance shunt Rsh, chute de tension qui est proportionnelle à ce courant et qui est envoyée au circuit de commande, on obtient: QL = C2 * AUc2 - R luSh dt (2) Une fois que le courant s'est annulé, l'interrupteur de charge X1 réalisé ici sous forme d'un thyristor s'éteint (s'ouvre) de lui-même, l'interrupteur de sélection T1 se ferme et l'organe de réglage Pi reste chargé jusqu'à ce que l'interrupteur de décharge X2, et donc l'injecteur, soient refermés. S'il se produit maintenant un court-circuit de la borne négative de l'organe de réglage Pl vers le pôle moins GND (représenté au dessin sous forme d'un éclair K), une quantité de charge déterminée s'écoule alors, pendant l'opération de charge, du condensateur d'inversion de charge C2 vers la masse en passant par la bobine d'inversion de charge L et l'organe de réglage Pi, mais non pas par l'interrupteur de sélection T1 et la résistance shunt Rsh, ce qui signifie qu'un courant de court-circuit iK revient de Cl vers celui-ci en passant par X1, C2, L, puis par Pi ou directement par GND, en évitant l'interrupteur de sélection T1 et la résistance shunt Rsh. La différence de tension AUc2 = Uc2a - Uc2b maintenant mesurable aux bornes du condensateur d'inversion de charge C2, ou l'intégrale de la tension de bobine uL, n'est plus égale, mais supérieure, au courant passant par la résistance shunt RSh, étant donné que le courant iK adopte un chemin direct vers le pôle moins GND. Par conséquent, en cas de court-circuit, aucune tension ush ne sera mesurable, ou seulement une très faible tension, aux bornes de la résistance shunt Rsh, de sorte que C2 * AUC2 = UL dt JUSh dt, L Rsh à savoir C2 * AUC2 > u sh dt (3) Rsh C'est pourquoi, en vue du diagnostic d'un court- circuit sur un organe de réglage capacitif au moyen de la tension de condensateur Uc2 ou de la tension de bobine UL, il est prévu que, dans le circuit de commande ST dans lequel les valeurs C2 (ou L) et Rsh sont rangées en mémoire a) la tension envoyée au circuit de commande ST avant (Uc2a) et après (Uc2b) l'opération de charge est mesurée et le produit k * C2 * AUc2 ou -- UL dt est calculé à partir L de la différence de tension AUc2 = Uc2a - UC2b, de la valeur C2 en mémoire et d'un facteur k (k Ush dt, il en L Rsh est déduit que l'organe de réglage qui vient d'être chargé, ici Pi, est sans défaut, c'est-à-dire ne présente pas de court-circuit vers le pôle moins GND, étant donné que, dans ce cas, C2 * AUC2 = L UL dt - sh dt Si, en revanche, il est établi que lUSh dt mesures appropriées soient prises (affichage d'un court- circuit et/ou coupure de l'ensemble du dispositif). A) Si un autre organe de réglage Pn est commandé (chargé) pendant que l'organe de réglage P1 présente un court-circuit de la borne négative, le condensateur d'inversion de charge est déchargé dans les deux organes de réglage Pl, Pn connectés en parallèle; la différence AUc2 = Uc2a - Uc2b va dans ce cas être notablement plus grande que lorsqu'un seul organe de réglage a été commandé, étant donné que les deux organes de réglage remplissent leur fonction comme un organe de réglage à capacité double. Par l'autre organe de réglage commandé Pn, c'est un courant i qui passe et, par Pi, un courant de court-circuit iK, mais par la résistance shunt Rsh seulement le courant i de l'autre organe de réglage Pn. B) Dans le cas d'un court-circuit sur la borne positive d'un organe de réglage, tous les organes de réglage sont en court-circuit et aucun courant ne passe par la résistance shunt Rsh, de sorte qu'également dans ces deux cas mentionnés, on a A) R lush dt REVENDICATIONS 1. Procédé de diagnostic d'un court-circuit par rapport à la masse sur un organe de réglage capacitif (P1. . Pn), notamment sur un injecteur de carburant, à actionnement piézoélectrique, d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, qui est connecté en série avec un interrupteur de sélection côté bas (T1... Tn) et est chargé à partir d'un circuit série constitué d'un condensateur de charge (Cl) et d'un condensateur d'inversion de charge (C2), le condensateur de charge (Cl) étant situé entre le pôle plus (Ucl) et le pôle moins (GND) d'une source de tension (SNT), tandis qu'il est prévu, en parallèle au condensateur de charge (Cl), un circuit série constitué d'un interrupteur de charge (X1), du condensateur d'inversion de charge (C2), d'une bobine d'inversion de charge (L), de l'organe de réglage (Pl... Pn) et de l'interrupteur de sélection (T1... Tn), caractérisé en ce qu'une valeur correspondant à la quantité de charge QL s'écoulant à partir du condensateur d'inversion de charge (C2) pendant l'opération de charge est calculée et comparée à une valeur Jidt calculée à partir du courant i passant pendant l'opération de charge à travers l'interrupteur de sélection (T1... Tn) associé à l'organe de réglage (P1... Pn), un court-circuit de l'organe de réglage (P1... Pn) vers le pôle moins (GND) étant diagnostiqué lorsque fidt 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la quantité de charge QL = C2 * AUc2 est calculée à partir de la capacité du condensateur d'inversion de charge (C2) et de la différence AUc2 entre les tensions UC2a et Uc2b appliquées au condensateur d'inversion de charge (C2) avant et après l'opération de charge d'un organe de réglage (Pl Pn). 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la quantité de charge QL = L UL dt est calculée à partir de l'inductance (L) de la bobine d'inversion de charge (L) et de la chute de tension UL sur la bobine d'inversion de charge (L) pendant l'opération de charge. 4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur {idt =! fus, dt est calculée à partir Rsh d'une chute de tension ush, proportionnelle au courant et se présentant sur une résistance shunt (Rsh) disposée en série avec l'interrupteur de sélection (T1... Tn), et de la valeur de cette résistance shunt (Rsh)- 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un court-circuit de l'organe de réglage (Pl... Pn) vers le pôle moins (GND) est diagnostiqué lorsque - fUSh dt S h Rxh, L