Brevet FR2864302A1 — publié le 20050624

Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour saisir l'usure d'appareils de commande ainsi que des appareils de commande pour gérer le fonctionnement d'un véhicule. Etat de la technique Le document DE-195 16 481-Al décrit une installation pour saisir, mettre en mémoire et fournir des données d'un appareil de commande dans un véhicule automobile. Les principales données relatives à l'historique, entre autres la température de l'appareil de commande, doivent être saisies et enregistrées pour être fournies le cas échéant et donner des moyens fiables pour juger un appareil de commande usagé pour en déterminer la probabilité de panne et la fiabilité. Comme les appareils de commande de véhicules automobiles représentent un élément de coût important et que du fait du fonctionnement brutal d'un véhicule les influences mécaniques, électriques et thermiques exercées de l'extérieur créent un certain potentiel de risque pour un appareil de commande. Pour cela on prend des valeurs de mesure situées au-dessus et en dessous de certaines limites. A l'aide de ces températures maximales ou minimales, on peut déterminer une probabilité de défaillance et une fiabilité des appareils de commande qui toutefois souffrent d'un certain défaut de précision. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un procédé plus précis et plus fiable que les moyens de l'état de la technique permet- tant de saisir l'usure d'appareils de commande gérant les opérations de fonctionnement d'un véhicule. Exposé et avantages de l'invention A cet effet l'invention concerne un procédé caractérisé en ce qu'on exploite une grandeur représentant l'usure d'un accumulateur de charge de l'appareil de commande pour saisir l'usure de l'appareil de commande. Ainsi contrairement à l'état de la technique consistant à saisir uniquement la température maximale ou la température minimale, on a une information continue relative à l'usure jusqu'à un certain instant et on peut évaluer le degré d'usure ou la durée de vie possible à partir de cet instant pour cet appareil de commande. De façon avantageuse la grandeur représentant l'usure de l'accumulateur de charge est soit une température de cet accumulateur soit une charge électrique de celui-ci, ou une grandeur variable en fonction de la température de l'accumulateur de charge ou la fréquence d'une tension alternative utilisée dans l'appareil de charge ou pour au moins certaines parties de l'appareil de commande. De manière préférentielle, on utilise une grandeur notamment la température qui se déduisent de la perte de diélectrique de l'accumulateur de charge. De manière avantageuse, l'accumulateur de charge constitue un ensemble avec l'appareil de commande ou est intégré dans celui-ci. to L'accumulateur de charge lui-même est avantageusement un condensateur en particulier un condensateur à électrolyte ou une batterie, l'expression batterie désignant tous les composants de ce type tels que des éléments galvaniques, des éléments normaux, des accumulateurs ou même des batteries. La détection d'usure selon l'invention permet d'avoir à tout instant une information relative à la durée de fonctionnement utilisée ou la durée d'utilisation de l'appareil de commande et par extrapolation pour un profil de sollicitation notamment constant on peut déterminer de manière théorique la durée de vie ou la durée d'utilisation prévisibles. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels: la figure 1 montre un appareil de commande avec un accumulateur de charge intégré ; les figures 2 et 3 montrent un appareil de commande formant un en-semble avec un accumulateur de charge, la figure 3 correspondant à l'absence de contact direct entre l'appareil de commande et l'accumulateur de charge. Description de modes de réalisation Selon l'invention la durée d'utilisation d'appareils de commande électroniques est déterminée principalement par la durée de vie de l'accumulateur de charge qu'il utilise comme par exemple les condensateurs en particulier les condensateurs à électrolyte ou les condensateurs à électrolytes - aluminium encore appelés Al-Elko ou encore des batteries. Ces accumulateurs de charge constituent l'élément le plus faible de la chaîne d'utilisation car ces accumulateurs de charge notamment les condensateurs ou les condensateurs à électrolytes sont les composants voire même les seuls composants subissant une usure importante. Cette usure est provoquée par l'électrolyte ou le diélectrique, contenu dans le composant et qui sont déterminants pour le fonctionnement et qui s'échappent en fonction du temps ou selon certaines conditions. L'effet est d'autant plus grand que les conditions limites sont élevées en particulier une gran- deur représentant l'usure de l'accumulateur de charge telle que la température, la charge électrique, la fréquence dans le cas d'un fonctionnement à tension alternative de l'accumulateur de charge et ainsi l'usure en particulier l'échappement de l'électrolyte ou du diélectrique. Dans un développement préférentiel, on exploite la température qui elle- même résulte de la o température ambiante, de l'élévation de température des composants par exemple à cause de l'alimentation en courant alternatif ou de la chaleur propre de l'accumulateur de charge. De manière préférentielle, la température de l'accumulateur de charge représente, indépendamment d'autres grandeurs telles que la charge, la fréquence du fonctionnement en tension alternative, une grandeur physique centrale permettant de saisir l'usure de l'accumulateur de charge et ainsi sa durée d'utilisation consommée et par là la durée d'utilisation de l'appareil de commande. Selon l'invention il faut remarquer que l'accumulateur de charge ne tombe pas brutalement en panne à la fin de la durée de vie ou de la durée d'utilisation définie mais que certains paramètres de l'accumulateur de charge ne sont plus respectés de manière précise ou même pas du tout comme par exemple la résistance équivalente de série ou la capacité. La figure 1 montre un montage comprenant un appareil de commande 100 et un accumulateur de charge 101, intégré dans celui-ci ainsi qu'une unité d'exploitation 103. L'unité d'exploitation 103 de la fi- gure 1 est par exemple intégrée dans l'appareil de commande 100 selon l'invention et permet une saisie embarquée ou un diagnostic embarqué de la durée d'utilisation ou durée de vie respective de l'appareil de com- mande. De même, l'unité d'exploitation peut être à l'extérieur de l'appareil de commande dans le véhicule ou même être à l'extérieur du véhicule pour être relié à l'appareil de commande comme cela est indiqué sous la référence 104. Toutefois il faudra une unité d'exploitation déportée comme cela est indiqué sous la référence 103 dans le véhicule ou dans l'appareil de commande si l'on veut une exploitation et une saisie en continu comme cela est souhaité de manière préférentielle selon l'invention. Cela signifie que pour des appareils de décomptage ou des appareils de vérification de champ on ne peut plus extraire comme jusqu'à présent le nombre d'heures de fonctionnement mais on aura également une information pré- cise sur la charge réelle appliquée à l'appareil jusqu'à l'instant de l'examen. La connaissance qui en découle peut être intégrée dans de nouveaux développements pour une conception plus précise. On évite ainsi les surdimensionnements. Le fabricant de véhicules recueille ainsi dans la pratique en particulier dans des conditions d'essai, des connaissances concernant la charge de l'appareil. Il serait également possible de déterminer s'il faut par exemple une plaque de refroidissement de carburant ou de dire comment elle doit être conçue si l'appareil de commande est un appareil de corn- u) mande ou de gestion de moteur. A côté d'appareils de commande ou de gestion de moteur, on peut également faire une évaluation relative à tous les autres appareils de commande équipant le véhicule comme par exemple les freins, la transmission, etc... On pourra alors avoir des informations claires relatives à l'usure pour l'entretien. Il est également possible d'attirer l'attention du propriétaire du véhicule, dès la révision sur la perspective de l'échange de l'appareil de commande pour éviter des temps de défaillance ou d'attente imprévisibles. Cela est également vrai pour le cas de la figure 2 selon lequel l'appareil de commande 2 et l'accumulateur de charge 101 constituent un seul ensemble, c'est-à-dire si l'accumulateur de charge 101 n'est pas intégré dans l'appareil de commande mais est uniquement en contact direct avec celui- ci. Pour des raisons de clarté, l'unité d'exploitation 103 ou une unité d'exploitation externe 104 prévue en option ne sont pas représentées aux figures 2 et 3 mais sont prévues (au moins 103, 104) sont en option. La figure 3 montre également une unité constructive selon l'invention formée de l'appareil de commande 100 et de l'accumulateur de charge 101 mais qui contrairement à la figure 2 n'a pas de contact direct; un élément de liaison 102 tel qu'un ruban conducteur souple, une liaison de contact rigide ou notamment une liaison thermoconductrice entre l'appareil de commande et l'accumulateur de charge, sans contact électrique, et le contact électrique est réalisé d'une autre manière par une ligne ou moyen analogue. L'ensemble constructif de la figure 3 nécessite une forte proximité spatiale sans toutefois le contact direct selon la figure 2 pour que le procédé selon l'invention puisse fournir des informations. Selon l'invention l'accumulateur de charge est de préférence sous la forme de condensateur et en particulier de condensateur à électrolyte c'est pourquoi dans un autre exemple de réalisation il est question de condensateur à électrolyte ou Elkos. Mais comme déjà indiqué ci- dessus cette situation n'est pas limitative dans le cadre de l'objet de l'invention. Selon l'invention on saisit tout d'abord la température du condensateur à électrolyte par exemple la température de surface. Cette saisie se fait à l'aide d'un capteur de température approprié par exemple d'une résistance PCT ou NTC ou d'un composant analogue. Comme cela est présenté sous la référence 105 à la figure 1. En particulier pour des résistances PCT ou NTC, on peut corriger par programme d'éventuels défauts de linéarité. Dans la suite on effectue par exemple une conversion analogique numérique dans une unité de traitement comme par exemple un micro contrôleur en particulier dans l'unité de réalisation ou unité d'exploitation 103. La conversion et la saisie peuvent se faire dans une fenêtre de temps lente du programme c'est-à-dire sur une cadence lente. Pour exploiter l'usure c'est-à-dire la grandeur représentant l'usure notamment la température on peut utiliser la formule suivante de l'équation GL1: Lx = L0. 2 T0 -(Tu +AT) ]0 Dans cette équation Lx représente la durée de vie ou durée d'utilisation calculée pour la température ambiante T du condensateur à électrolyte. Lo représente la durée de vie pour la température supérieure de la catégorie car la durée de vie de l'accumulateur de charge en particulier de condensateurs à électrolytes ou de condensateurs aluminium - électrolyte (Al-Elko) est en général indiquée par le fabricant pour une catégorie de température supérieure comme par exemple 3000 heures à 125 C. Ainsi selon la formule donnée ci-dessus, on peut convertir pour passer à d'autres températures. Lo correspond ainsi à la durée de vie pour la température de catégorie supérieure comme par exemple 3000 heures et To correspond à la température de catégorie supérieure comme par exemple + 125 C; AT représente la différence entre la température ambiante Text et la température interne TK du condensateur. La température interne du condensateur est difficile à saisir par métrologie et selon l'invention elle est remplacée par la température surfacique en tenant compte d'un coefficient de correction. Comme la résistance thermique extérieure entre la surface et l'environnement dépasse d'un multiple celle (G1.1) entre la surface et le noyau, l'erreur occasionnée par cette approximation est faible. Le programme de l'unité d'exploitation 103 saisit à la cadence de l'horloge c'est-à-dire par exemple chaque seconde la température de surface du condensateur à électrolyte en particulier du condensateur aluminium - électrolyte et calcule cette température suivant la formule indiquée pour différentes durées d'usure pour une température de référence. En additionnant ces valeurs, on peut donner par exemple une indication en pourcentage de l'usure passée. Cela sera explicité ci-après à I o l'aide d'un exemple. La durée de vie du condensateur aluminium - électrolyte donnée par le constructeur est par exemple de 3000 heures à +125 C. La formule GL1 donne ainsi les valeurs suivantes: 10 sec. à +75 C soit 0,313 sec. à +125 C sec. à +85 C soit 0,625 sec. à + 125 C sec. à +95 C soit 1,250 sec. à +125 C On a ainsi: 30 sec. mesure 2,188 sec. à+125 C Ainsi, 2,188 sec seraient consommées sur 10,8 million sec. ce qui correspond à 3000 heures. Après des mesures prolongées, une in- dication en pourcentage est significative. On peut en déterminer l'usure et ainsi la durée d'utilisation de l'accumulateur de charge et conclure directement à une seconde durée d'utilisation de l'appareil de commande, car si l'élément le plus faible de la chaîne est défaillant c'est-à-dire le condensateur à électrolyte, l'appareil de commande tombe lui aussi en panne. On peut ainsi déterminer en permanence la durée d'usure actuelle et ainsi évaluer la durée d'utilisation prévisible d'une façon très fiable et précise notamment par rapport à l'état de la technique. REVENDICATIONS 1 ) Procédé pour saisir l'usure d'appareils de commande gérant le fonctionnement d'un véhicule, caractérisé en ce qu' on exploite une grandeur représentant l'usure d'un accumulateur de charge de l'appareil de commande pour saisir l'usure de l'appareil de commande. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la grandeur représentant l'usure de l'accumulateur de charge est la température de cet accumulateur de charge. 3 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la grandeur représentant l'usure de l'accumulateur de charge est une charge électrique de cet accumulateur de charge. 4 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la grandeur représentant l'usure de l'accumulateur de charge est une grandeur variable avec la température de l'accumulateur de charge. 5 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la grandeur représentant l'usure de l'accumulateur de charge est une fréquence d'une tension alternative. 6 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' à l'aide de la saisie de l'usure on détermine une première durée d'usure de l'accumulateur de charge et ainsi une seconde durée d'utilisation de l'appareil de commande. 7 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la grandeur représentant l'usure de l'accumulateur de charge est une grandeur qui se détermine à partir de la perte de diélectrique. 8 ) Dispositif pour saisir l'usure d'un appareil de commande gérant le fonctionnement d'un véhicule, caractérisé par des premiers moyens qui exploitent une grandeur représentant l'usure 5 d'un accumulateur de charge de l'appareil de commande pour saisir l'usure de cet appareil de commande. 9 ) Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'accumulateur de charge se trouve dans l'appareil de commande ou constitue un ensemble constructif avec l'appareil de commande. 10 ) Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'accumulateur de charge est un condensateur de l'appareil de commande. 11 ) Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le condensateur est un condensateur à électrolyte. 12 ) Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'accumulateur de charge est une batterie de l'appareil de commande. 13 ) Appareil de commande équipé d'un dispositif selon l'une des revendications 8 à 12.