Brevet FR2802648A1 — publié le 20010622

I La présente invention concerne un dispositif pour détecter un défaut de fonctionnement à l'aide d'au moins deux capteurs recevant la même tension d'alimentation, comprenant des moyens d'exploitation recevant les signaux de sortie des capteurs, chaque fois par une entrée ou un convertisseur de signal, les moyens d'exploitation effectuant des contrôles de plausibilité et, en cas de non-plausibilité reconnue, on con- clut à un défaut de fonctionnement. Etat de la technique. Il est connu de surveiller l'aptitude au fonc- tionnement des composants principaux d'une installation cri- tique pour la sécurité. Il s'agit notamment de véhicules dont le moteur est régulé par un appareil de commande; cet appa- reil de commande reçoit les grandeurs nécessaires à la régu- lation provenant d'un grand nombre de capteurs. Pour déceler une défaillance ou un défaut de fonctionnement de l'un des capteurs ou, en cas d'éventuel court-circuit, pour qu'on puisse reconnaître le défaut de fonctionnement, on effectue usuellement des essais de plausibilité qui se déroulent par exemple dans l'appareil de commande du véhicule ou dans un microprocesseur de cet appareil de commande. Un dispositif pour saisir une grandeur variable à l'aide d'un capteur approprié qui vérifie en continu si les signaux du capteur sont plausibles, correspond à une solution décrite dans le document DE-OS 42 35 880. Dans ce dispositif connu, les signaux de sortie d'au moins deux capteurs qui dé- tectent la même grandeur, sont comparés l'un à l'autre. Les capteurs sont deux potentiomètres identiques déterminant la position de la pédale d'accélérateur ou la position du volet d'étranglement d'un moteur à combustion interne. En cas d'écart entre les signaux de sortie des capteurs qui dépas- sent vers le haut ou vers le bas la limite prédéterminée, vers les grandes valeurs ou les petites valeurs, on constate qu'il y a un défaut de fonctionnement et, le cas échéant, on déclenche un affichage approprié. On peut également reconnaî- tre les courts-circuits vers la tension d'alimentation ou vers la masse avec ce dispositif connu. Avantages de l'invention. La présente invention concerne un dispositif du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'un capteur est relié aux moyens d'exploitation par une entrée avec un cir- cuit tirant vers le haut, et l'autre capteur est relié à ces moyens d'exploitation par une entrée avec un circuit tirant vers le bas, et un défaut de fonctionnement est décelé si les tensions aux deux entrées portent atteinte aux limites de plausibilité prédéfinies dans la même direction. Ce dispositif reconnaît d'une manière particuliè- rement sûre s'il y a des défauts dans la tension d'alimentation de différents capteurs. De tels défauts peu- vent être un court-circuit à la masse ou à la tension de bat- terie dans un véhicule. De façon avantageuse, on détecte en général les courts-circuits à la masse et en tension qui sont supérieurs à la tension d'alimentation des capteurs. On obtient ces avantages en ce que, dans le dis- positif de l'invention, pour détecter un défaut de fonction- nement, on surveille la tension d'alimentation au moyen d'au moins deux capteurs reliés chacun par une entrée au circuit d'exploitation qui détermine également les grandeurs de me- sure à partir des signaux de sortie, les combine et coupe les entrées de façon à comporter, d'un côté, un circuit tirant vers le haut et, de l'autre, un circuit tirant vers le bas. Les deux entrées différentes possibles reçoivent des tensions fournies par chaque fois un capteur; ces tensions sont sou- mises à des contrôles de plausibilité et, dans la mesure o les deux limites électriques de plausibilité sont détériorées dans le même sens, on estime qu'il y a un défaut de fonction- nement. De façon avantageuse, on reconnaît ainsi s'il y a un courtcircuit de la tension d'alimentation vers la masse ou vers une tension plus élevée. Suivant un autre avantage de l'invention, même s'il y a plus de deux capteurs reliés à une même tension d'alimentation, on surveille les deux entrées de capteur pour vérifier que la tension d'alimentation convient à tous les capteurs. De façon avantageuse, il s'agit des entrées analo- giques d'un micro-ordinateur. Lorsque des défauts sont constatés, on peut par exemple passer en fonctionnement de secours. Selon celui-ci, les signaux reconnus comme défectueux sont des signaux de remplacement. Si l'invention est appliquée à des véhicules automobiles, on peut avantageusement passer en fonctionnement de secours pour le véhicule dans la mesure o l'on est en présence d'un nombre suffisant de signaux concernant le fonc- tionnement. Les défauts reconnus peuvent être enregistrés avantageusement dans une mémoire de défaut et être appelés pour une analyse de défaut lors d'une intervention d'entretien. Il est particulièrement avantageux de surveiller la tension d'alimentation par un contrôle de logique électri- que entre un capteur de pression et un capteur d'altitude d'un moteur à combustion interne. Si les limites électriques de plausibilité des deux entrées analogiques des capteurs ou du capteur de l'appareil de commande sont dérangées dans la même direction, cela signifie qu'il y a un court-circuit en- tre la tension d'alimentation et la masse ou même par rapport à la tension d'alimentation plus élevée de la batterie, dans l'hypothèse o l'entrée analogique du capteur de pression comprend un circuit tirant vers le haut et l'entrée analogi- que du capteur d'altitude un circuit tirant vers le bas. Dessins. Un exemple de réalisation de l'invention est re- présenté dans les dessins et sera décrit ci-après de manière plus détaillée. Ainsi: - la figure 1 montre un schéma par blocs d'un appareil de commande électronique de moteur y compris les composants d'entrée et de sortie essentiels, et - la figure 2 montre schématiquement les entrées analogiques MC avec une résistance tirant vers le haut et une résis- tance tirant vers le bas. Description. Les capteurs utilisés dans les véhicules et ali- mentés par exemple sous une tension stabilisée de 5 volts sont par exemple les suivants: Des capteurs Hall servant de capteurs de phase ou des capteurs incrémentaux de boîtes de vitesses/embrayages ou encore des capteurs de vitesse de rotation ou des capteurs de roues. Des potentiomètres, comme par exemple des cap- teurs donnant la position de la pédale d'accélérateur, le po- tentiomètre du volet d'étranglement ou le générateur de niveau de remplissage de réservoir. Des capteurs de pression comme par exemple des capteurs de pression dans la tubulure d'aspiration, ou des capteurs d'altitude. Usuellement, on a plusieurs capteurs alimentés à partir d'une tension commune stabilisée à 5 volts. La surveillance des tensions d'alimentation est indispensable à cause des conséquences critiques du point de vue de la sécurité et du point de vue de l'entraînement dans le cas d'une alimentation défectueuse des capteurs. On peut reconnaître les courts-circuits vers la masse ou vers la ten- sion de la batterie. Si une alimentation défectueuse des cap- teurs est décelée à temps, on peut utiliser des mesures correspondantes de secours pour éviter des conséquences cri- tiques. Pour un tel court-circuit, plusieurs capteurs seront de manière caractéristique détruits simultanément. Lorsqu'un défaut est reconnu, on peut l'enregistrer dans une mémoire de défaut et on aura une plus grande capacité de diagnostic pour l'analyse de défaut en service. La surveillance de la tension d'alimentation des capteurs peut se faire selon deux procédés de base. Selon une première forme de surveillance, on fournit chaque tension d'alimentation stabilisée par une en- trée analogique MC, propre, à l'appareil de commande, et ce- lui-ci vérifie par rapport à une valeur de consigne. En cas d'écart prédéterminé, on reconnaît un défaut dans la tension d'alimentation. Ce procédé nécessite un grand nombre d'entrées analogiques MC et ainsi des circuits importants. Une seconde forme de surveillance consiste à ali- menter plusieurs capteurs avec une même tension d'ali- mentation stabilisée. Par une répartition appropriée des cap- teurs entre les différentes tensions d'alimentation, on peut conclure de manière simple et fiable au court-circuit de l'une des tensions d'alimentation dans les contrôles logiques entre les capteurs. Par exemple, l'alimentation en tension et la combinaison entre les différentes entrées MC, correspond à ce qui est représenté aux figures 1 et 2. A la figure 1, on a représenté à titre d'exemple les parties d'une commande électronique d'un moteur à combus- tion interne, qui sont essentielles pour la compréhension de l'invention. Ces parties sont présentées sous la forme d'un schéma par blocs. De manière plus détaillée, il s'agit de l'appareil de commande électronique 10 avec, comme unité cen- trale, un micro-ordinateur 11 intégrant un convertisseur ana- logique/numérique non représenté dans le dessin. Par des étages d'entrées 12-20, le micro-ordinateur reçoit les infor- mations nécessaires à la régulation du moteur à combustion interne. Les informations proviennent de capteurs 26-30 et 32 appropriés, pour être traitées par le micro-ordinateur 11 de l'appareil de commande 10. Selon les informations fournies, le micro- ordinateur émet des signaux de commande vers les étages de puissance. A titre d'exemple, on a représenté deux étages de puissance 21, 22 pour la bobine d'allumage 23 ou un injecteur 24. Les signaux de commande sont fournis par des sorties ap- propriées. L'ordinateur comporte également une entrée ou une sortie de diagnostic 25. Par cette entrée on émet ou affiche les défauts, ou encore on permet leur interrogation. L'affichage de défaut ou de diagnostic peut se faire pendant le fonctionnement; cela peut également être mémorisé de fa- çon intermédiaire pour être communiqué lors d'un passage en atelier. Comme exemple de capteurs dont les signaux de sortie sont traités par l'appareil de commande, il y a un gé- nérateur de phase 26 dont le signal de sortie est appliqué à l'entrée numérique 12 du micro-ordinateur. Un capteur de pression 27 est relié à l'entrée analogique du micro- ordinateur par un circuit tirant vers le haut 13, un altimè- tre 28 est relié, par une entrée analogique MC au circuit 14 tirant vers le bas, au micro-ordinateur 11. Comme autres cap- teurs, on a un capteur de vitesse de rotation 29 relié à l'entrée numérique MC et un capteur incrémental d'embrayage également relié à une entrée numérique MC 15 ou 16. Ces capteurs reçoivent la tension stabilisée USI fournie par un circuit de tension stabilisée 31. Cette tension USl corres- pond usuellement à 5 V. La tension stabilisée USl est appli- quée à l'appareil de commande par une entrée 17 pour être exploitée par celui-ci. Comme autre capteur on a un capteur de température 32 qui mesure la température extérieure ainsi que la sonde lambda 33. Les deux capteurs sont reliés par les entrées ou convertisseurs de signaux 18, 20 à l'appareil de commande. La tension d'alimentation stabilisée US2, pour les deux capteurs, est fournie par un stabilisateur de tension 33. L'appareil de commande reçoit également la tension de batterie ou tension du réseau embarqué UB par une entrée 35. Cette tension correspond par exemple à 12 V. La figure 2 montre les étages d'entrées 13, 14, qui sont les entrées analogiques MC du capteur de pression 27 ou du capteur d'altitude 28, complétées par les résistances essentielles selon l'invention, à savoir la résistance tirant vers le haut PU reliée à la tension d'alimentation et la ré- sistance tirant vers le bas PD reliée à la masse. Les blocs 36, 37 désignent les autres parties de l'électronique, non représentées en détail, des entrées analogiques MC 13, 14. Pour surveiller la tension d'alimentation quant à la plausibilité, il suffit, dans les conditions ci-dessus, d'effectuer un simple contrôle de logique électrique entre le capteur de pression et le capteur d'altitude, car le capteur de pression est relié par une entrée analogique MC avec ti- rage vers le haut, et le capteur altimétrique relié par une entrée analogique MC avec tirage vers le bas, au microproces- seur. Si l'on dépasse les limites électriques de plausibilité des deux entrées analogiques dans la même direction, cela correspond à un courtcircuit. On peut alors distinguer s'il s'agit d'un court-circuit de la tension d'alimentation US1 vers la masse ou vers la batterie ou réseau embarqué UB. Le fait que la tension aux deux entrées analogiques, c'est-à- dire à l'entrée analogique avec tirage vers le haut et à l'entrée analogique avec tirage le bas, se trouve à la masse (0 V) ou à la tension stabilisée USi = 5 V signifie que l'on a un court-circuit vers la masse ou vers la tension UB. R E V E N D I C A T I ON S 1 ) Dispositif pour détecter un défaut de fonctionnement à l'aide d'au moins deux capteurs recevant la même tension d'alimentation, comprenant des moyens d'exploitation recevant les signaux de sortie des capteurs, chaque fois par une entrée ou un convertisseur de signal, les moyens d'exploitation effectuant des contrôles de plausi- bilité et, en cas de non-plausibilité reconnue, on conclut à un défaut de fonctionnement, caractérisé en ce qu' un capteur (27) est relié aux moyens d'exploitation par une entrée avec un circuit tirant vers le haut (13), et l'autre capteur (28) est relié à ces moyens d'exploitation par une entrée avec un circuit tirant vers le bas (14), et un défaut de fonctionnement est décelé si les tensions aux deux entrées portent atteinte aux limites de plausibilité prédéfinies dans la même direction. 2 ) Dispositif de détection d'un défaut de fonctionnement se- lon la revendication 1, caractérisé en ce que la limite de plausibilité est d'environ 0 V ou d'environ la tension stabilisée UST, notamment UST = 5 V. ) Dispositif de détection d'un défaut de fonctionnement se- lon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu' en cas de dépassement de la limite supérieure de plausibilité on conclut à un court-circuit avec la batterie ou le réseau embarqué, et en cas de dépassement vers le bas de la limite de plausibilité inférieure on conclut à un court-circuit vers la masse. 4 ) Dispositif de détection d'un défaut de fonctionnement se- lon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu' on affiche une fonction erronée reconnue et/ou on l'enregistre dans une mémoire de défaut. ) Dispositif de détection d'un défaut de fonctionnement se- lon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le capteur relié au circuit tirant vers le haut, est un cap- teur de pression, et le capteur relié au circuit tirant vers le bas est un capteur d'altitude, et les moyens d'exploitation sont constitués par l'appareil de commande (10) du moteur à combustion interne. 6 ) Dispositif de détection d'un défaut de fonctionnement se- lon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le circuit tirant vers le haut et le circuit tirant vers le bas font partie d'une entrée analogique d'un micro-ordinateur (11) de l'appareil de commande (10).