Brevet FR2863754A1 — publié le 20050617

La présente invention concerne un procédé de détection de modes de fonctionnement d'un organe électrique. Elle concerne également un procédé de pilotage de l'organe et un dispositif mettant en oeuvre le procédé de détection et celui de pilotage. Plus précisément, l'invention concerne un procédé de détection d'au moins deux modes de fonctionnement d'un organe électrique alimenté par une ligne électrique, dans un véhicule automobile. Un organe électrique peut connaître des anomalies de fonctionnement ou des défaillances. Cela se manifeste généralement par des courts circuits ou des circuits ouverts aux bornes de l'organe. Afin de réduire les risques d'échauffement anormal, lors d'un court circuit par exemple, il est connu d'utiliser des moyens de détection de modes de fonctionnement de l'organe, notamment des anomalies de fonctionnement. Ces moyens sont en général du type IPS (Intelligent Power Switch), à base de transistors (par exemple des transistors MOSFET) associés à de l'électronique intégrée. De manière classique, de tels moyens assurent des fonctions de commutation, de limitation du courant et de détection de courts-circuits et circuits ouverts. Pour des moyens de détection fonctionnant à courants élevés, par exemple supérieurs à 40 Ampères, on est amené à utiliser notamment des relais avec une quantité importante de composants annexes pour assurer les mêmes fonctions. Les moyens classiques précités sont en général chers et parfois encombrants. L'invention a pour but de simplifier les moyens de détection d'anomalies classiques en mettant en oeuvre un procédé de détection de modes de fonctionnement qui tire avantage de l'utilisation d'une ligne d'alimentation électrique de l'organe. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé du type précité, caractérisé par les étapes suivantes: - on compare une caractéristique d'un signal électrique de la ligne électrique à au moins deux plages de valeurs, chaque plage de valeurs étant associée à un mode de fonctionnement de l'organe électrique, - on en déduit le mode de fonctionnement de l'organe électrique comme étant le mode de fonctionnement associé à la plage de valeurs à laquelle appartient la caractéristique. Selon l'invention, on entend par caractéristique une valeur spécifique au signal, par exemple la valeur d'une amplitude, d'une fréquence ou d'une phase du signal. Ce procédé utilise avantageusement le fait que le mode de fonctionnement d'un organe modifie la forme d'un signal parcourant une ligne d'alimentation électrique de cet organe. Cette modification du signal est la conséquence d'une variation de l'impédance de l'organe en fonction du mode de fonctionnement. Le dispositif de mise en oeuvre d'un tel procédé est encore plus simple et économique dans le cas où la ligne d'alimentation électrique est utilisée pour transmettre des informations de pilotage de l'organe. Dans ce cas en effet, le dispositif de mise en oeuvre de l'invention et les dispositifs de transmission d'information partagent un grand nombre de composants. Le procédé selon l'invention peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - le signal électrique transporte des informations de pilotage de l'organe; la caractéristique mesurée est une amplitude du signal; le procédé comprend de plus une étape de mise à jour de plages de valeurs; le mode de fonctionnement de l'organe est "court-circuit" si la caractéristique du signal appartient à la plage de valeurs définie par des valeurs inférieures à une valeur de court-circuit; - le mode de fonctionnement de l'organe est "circuit ouvert" si la caractéristique du signal appartient à la plage de valeurs définie par des valeurs supérieures à une valeur de circuit ouvert. L'invention a également pour objet un procédé de pilotage par des moyens de pilotage d'un organe électrique, ayant deux modes de fonctionnement "normal" et "anormal", alimenté par une ligne électrique, dans un véhicule automobile, caractérisé par les étapes suivantes: - les moyens de pilotage activent l'organe, - les moyens de pilotage comparent une caractéristique d'un signal électrique de la ligne électrique à au moins deux plages de valeurs, chaque plage de valeurs étant associée à un mode de fonctionnement, les moyens de pilotage en déduisent le mode de fonctionnement de l'organe comme étant le mode de fonctionnement associé à la plage de valeurs à laquelle appartient la caractéristique, - si le mode de fonctionnement déduit est "anormal", les moyens de pilotage désactivent l'organe. Un procédé de pilotage selon l'invention peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - le signal électrique est généré par les moyens de pilotage; le signal électrique est généré par des moyens de commande des moyens de pilotage; - avant l'étape de désactivation éventuelle, les moyens de pilotage transmettent un message de diagnostique aux moyens de commande, puis, si le message de diagnostique indique un fonctionnement "anormal" de l'organe, les moyens de commande transmettent un ordre de désactivation. L'invention a encore pour objet un dispositif de détection d'au moins deux modes de fonctionnement d'un organe électrique alimenté par une ligne électrique, dans un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il contient des moyens de comparaison d'une caractéristique d'un signal électrique de la ligne électrique à au moins deux plages de valeurs, chacune étant associée à un mode de fonctionnement de l'organe. Le dispositif selon l'invention peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - le dispositif comprend de plus des moyens de stockage de plages de valeurs destinées à être comparées; le dispositif comprend de plus des moyens de calcul de plages de valeurs destinées à être comparées; - le dispositif comprend de plus des moyens de mise à jour de plages de valeurs stockées. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins dans lesquels: - la figure 1 représente un dispositif selon l'invention de détection de modes de fonctionnement d'un organe électrique dans son environnement; - la figure 2 représente une réalisation possible du dispositif selon l'invention; la figure 3 représente un enchaînement d'étapes d'un procédé mis en oeuvre par le dispositif de la figure 1; Les figures 4A, 4B, 4C représentent trois procédés de pilotage mettant en application le procédé de détection de modes de fonctionnement selon l'invention. On a représenté sur la figure 1 un organe électrique 10, par exemple un feu de route d'un véhicule automobile, relié à une batterie 12 par l'intermédiaire d'une ligne d'alimentation électrique 14. Des moyens 16 de commande et des moyens 18 de pilotage de l'organe 10 sont connectés à la ligne 14. Les moyens de commande 16 communiquent avec les moyens de pilotage 18 par le transfert classique d'un signal électrique, plus précisément une porteuse modulée de façon classique, sur la ligne 14. Les moyens de pilotage 18 activent et désactivent l'organe 10 en ouvrant et fermant un relais 20 situé sur la ligne 14. Les moyens de pilotage comprennent un récepteur 22 d'un signal circulant sur la ligne 14. Un microprocesseur 24 formant démodulateur extrait des informations du signal, éventuellement traité par le récepteur 22. Le microprocesseur 24 pilote également le relais 20 en fonction de ces informations. Les moyens de pilotage 18 comprennent en outre des moyens 26 de comparaison d'une caractéristique du signal électrique de la ligne 14 à des valeurs limites, désignées ci-après bornes, d'un ensemble d'au moins deux plages de valeurs chacune étant associée à un mode de fonctionnement. Les plages de valeurs sont stockées dans une mémoire 28 et sont chacune associées à un type de fonctionnement de l'organe 10. On a représenté sur la figure 2 les moyens de pilotage 18 et les éléments (22, 24, 26 et 28) qui les constituent. La mémoire 28 comprend trois résistances 30, 32 et 34 associées dans cet ordre en série entre une tension +V et une masse du système, la résistance 34 étant reliée à la masse. Les valeurs des résistances définissent une tension V1 et une tension V2, respectivement à un point de raccordement 36 commun à la résistance 30 et à la résistance 32 et à un point de raccordement 38 commun à la résistance 32 et à la résistance 34. Ces deux valeurs constituent, avec les valeurs de tension V et 0 de la masse, des bornes d'un ensemble de 3 plages de valeurs: [ V:V1], [ V1:V2], et [ V2:0]. Les moyens de comparaison comprennent un premier comparateur 40 de tensions relié en entrée, d'une part à la sortie du récepteur 22, et d'autre part au point 36, et relié en sortie au microprocesseur 24. Ils comprennent également un second comparateur 42 de tensions relié en entrée, d'une part à la sortie du récepteur 22, et d'autre part au point 38, et relié en sortie au microprocesseur 24. Comme on peut le voir sur la figure 3, un procédé mis en oeuvre par le dispositif précédemment décrit comprend une première étape 44 durant laquelle les moyens de comparaison 26 compare une caractéristique, dans l'exemple décrit l'amplitude de la tension, du signal électrique de la ligne 14 aux bornes V1 et V2 d'un ensemble de trois plages de valeurs, la plage de valeurs [V1:V2] étant associée à un fonctionnement normal de l'organe, tandis que les autres plages de valeurs sont associées à un fonctionnement anormal. Dans une seconde étape 46, le microprocesseur 24 déduit de cette comparaison le mode de fonctionnement de l'organe 10, comme étant le mode de fonctionnement associé à la plage de valeurs à laquelle appartient l'amplitude de la tension. Un tel procédé est utilisé avantageusement lors du pilotage de l'organe, comme l'illustrent trois différents pilotages possibles de l'organe, représentés sur les figures 4A, 4B et 4C. Dans un premier procédé de pilotage (figure 4A), les moyens de commande 16 transmettent un ordre d'activation de l'organe 10 aux moyens de pilotage 18 (étape 48). Ces derniers exécutent l'ordre en activant l'organe 10, en fermant dans l'exemple décrit le relais 20 (étape 50). Les moyens de commande 16 transmettent alors un ordre de diagnostique de l'organe 10 aux moyens de pilotage 18 (étape 52). Les moyens de pilotage 18 génèrent un signal électrique de porteuse sur la ligne 14 d'alimentation de l'organe 10 (étape 54), puis comparent l'amplitude de la porteuse à des bornes de l'ensemble d'au moins deux plages de valeurs, chaque plage de valeurs étant associée à un mode de fonctionnement de l'organe 10 (étape 56). De cette comparaison, les moyens de pilotage 18 déduisent le mode de fonctionnement de l'organe électrique comme étant le mode de fonctionnement associé à la plage de valeurs à laquelle appartient la caractéristique. Ils transmettent un message contenant le mode de fonctionnement déduit aux moyens de commande 16 (étape 58). Si le mode de fonctionnement déduit est anormal, les moyens de commande 16 transmettent un ordre de désactivation aux moyens de pilotage 18 (étape 60). Les moyens de pilotage 18 désactivent alors l'organe 10 diagnostiqué défectueux (étape 62). Dans un deuxième procédé de pilotage (figure 4B), les moyens de pilotage 18 30 sont plus indépendants vis-à-vis des moyens de commande 16. Après l'étape 50 d'activation de l'organe 10, les moyens de pilotage 18, sans attendre d'ordre de diagnostique, émettent la porteuse sur la ligne d'alimentation 14 de l'organe 10 (étape 54), puis comparent l'amplitude de la porteuse à des bornes de l'ensemble d'au moins deux plages de valeurs, chaque plage de valeurs étant associée à un mode de fonctionnement de l'organe 10 (étape 56). Ensuite, les moyens de pilotage 18 en déduisent le mode de fonctionnement de l'organe électrique 10, comme précédemment. Si le mode de fonctionnement déduit est anormal, les moyens de pilotage 18 désactivent alors l'organe 10 diagnostiqué défectueux (étape 62) sans attendre d'ordre de désactivation. Un troisième procédé, illustré sur la figure 4C, se différencie du deuxième procédé en ce que le signal électrique de porteuse est généré par les moyens de commande 16 (étape 64). On notera enfin que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation précédemment décrit. Les moyens de stockage des plages de valeurs peuvent être constitués de mémoires E2PROM. Dans une variante du dispositif, les bornes des plages de valeurs peuvent être générées par apprentissage à l'aide de moyens de calcul et de moyens de mise à jour des plages de valeurs. Dans une telle variante, on peut imaginer de déterminer une valeur moyenne de la caractéristique, mise à jour périodiquement. A partir de cette valeur moyenne, deux bornes entre lesquelles est définie la plage de valeurs de fonctionnement normal sont calculées, par exemple 50% et 150% de la valeur moyenne. REVENDICATIONS 1. Procédé de détection d'au moins deux modes de fonctionnement d'un organe électrique (10) alimenté par une ligne électrique (14), dans un véhicule automobile, caractérisé par les étapes suivantes: - on compare (44) une caractéristique d'un signal électrique de la ligne électrique (14) à au moins deux plages de valeurs, chaque plage de valeur étant associée à un mode de fonctionnement, - on en déduit (45) le mode de fonctionnement de l'organe électrique (10) comme étant le mode de fonctionnement associé à la plage de valeurs à laquelle appartient la caractéristique. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le signal électrique transporte des informations de pilotage de l'organe. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la caractéristique mesurée est une amplitude du signal. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant de plus une étape de mise à jour de plages de valeurs. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le mode de fonctionnement de l'organe (10) est "court-circuit" si la caractéristique du signal appartient à la plage de valeurs définie par des valeurs inférieures à une valeur de court-circuit. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le mode de fonctionnement de l'organe (10) est "circuit ouvert" si la caractéristique du signal appartient à la plage de valeurs définie par des valeurs supérieures à une valeur de circuit ouvert. 7. Procédé de pilotage par des moyens de pilotage d'un organe électrique (10), ayant deux modes de fonctionnement "normal" et "anormal", alimenté par une ligne électrique (14), dans un véhicule automobile, caractérisé par les étapes suivantes: les moyens de pilotage (18) activent (50) l'organe (10), - les moyens de pilotage (18) comparent (56) une caractéristique d'un signal électrique de la ligne électrique (14) à au moins deux plages de valeurs, chaque plage de valeurs étant associée à un mode de fonctionnement, - les moyens de pilotage (18) en déduisent le mode de fonctionnement de l'organe (10) comme étant le mode de fonctionnement associé à la plage de valeurs à laquelle appartient la caractéristique, 35 si le mode de fonctionnement déduit est "anormal", les moyens de pilotage (18) désactivent l'organe (10). 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel le signal électrique est généré par les moyens de pilotage (18). 9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, dans lequel le signal électrique est généré par des moyens de commande (16) des moyens de pilotage (18). 10.Procédé selon la revendication 9, dans lequel, avant l'étape de désactivation éventuelle: les moyens de pilotage (18) transmettent (58) un message de diagnostique aux moyens de commande (16), puis, si le message de diagnostique indique un fonctionnement "anormal" de l'organe (10), les moyens de commande (16) transmettent (60) un ordre de désactivation. 11.Dispositif de détection d'au moins deux modes de fonctionnement d'un organe électrique (10) alimenté par une ligne électrique (14), dans un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il contient des moyens de comparaison (26) d'une caractéristique d'un signal électrique de la ligne électrique (14) à au moins deux plages de valeurs, chacune étant associée à un mode de fonctionnement de l'organe (10). 12.Dispositif selon la revendication 11, comprenant de plus des moyens de stockage (28) de plages de valeurs destinées à être comparées. 13.Dispositif selon la revendication 11 ou 12, comprenant de plus des moyens de calcul de plages de valeurs destinées à être comparées. 14.Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, comprenant de plus des moyens de mise à jour de plages de valeurs stockées.