Brevet FR2916857A1 — publié le 20081205

Procédé de détection d'un défaut de fonctionnement d'un composant électrique [1] L'invention se rapporte à un procédé de détection d'un défaut de fonctionnement d'un composant électrique. [2] L'invention se rapporte plus particulièrement à un procédé de détection d'un défaut de fonctionnement d'un capteur. [3] Actuellement, la détection de défauts d'un composant électrique, tel qu'un capteur, est réalisée de la façon suivante. [4] Le procédé de détection d'un défaut d'un composant io électrique comporte trois étapes : une étape de détermination de la tension en sortie du composant, une étape de comptabilisation de défauts et une étape de confirmation de défauts. [5] L'étape de détermination de la tension du composant 15 consiste à déterminer si la valeur de la tension est conforme à un bon fonctionnement du composant. [6] Pour cela, on mesure la tension en sortie du composant. La valeur de la tension peut se situer dans deux zones distinctes. 20 [7] La tension se situe dans une zone de bon fonctionnement si elle est détectée dans une plage de valeurs conforme à un bon fonctionnement du composant. [8] En revanche, la tension se situe dans une zone de dysfonctionnement si elle est détectée dans une plage de 25 valeurs qui n'est pas conforme à un bon fonctionnement du composant. [9] La valeur de la tension peut évoluer au cours du temps. Par exemple, une tension peut se situer initialement dans la zone de bon fonctionnement. Le composant peut subir une 30 variation de tension qui fait que la tension se retrouve ensuite dans la zone de dysfonctionnement. La situation inverse est également possible. Ainsi, au cours du temps, la tension peut se trouver dans une zone de bon fonctionnement puis, un peu plus tard, elle peut se trouver dans une zone de dysfonctionnement et ainsi de suite. [10] Ensuite, la deuxième étape de comptabilisation des défauts consiste à incrémenter ou à décrémenter un compteur de défauts en fonction de la zone dans laquelle la tension a été détectée au cours du temps. [1 1 ] Pour bien en comprendre le fonctionnement, il faut io imaginer que le compteur de défauts est comparable à un escalier dont chaque marche correspondrait à un pas d'incrément. Lorsque le compteur est incrémenté, cela signifie que l'on monte quelques marches de l'escalier. Lorsque le compteur est décrémenté, cela signifie que l'on en descend 15 quelques marches. [12] Durant le procédé de détection de défauts, le compteur est incrémenté lorsque la tension se situe dans une zone de dysfonctionnement. Le compteur est décrémenté lorsque la tension se situe dans une zone de bon fonctionnement. 20 [13] Le compteur peut être incrémenté et décrémenté plusieurs fois au cours du temps [14] Le pas d'incrémentation peut être égal ou supérieur au pas de décrémentation. Pour reprendre l'image de l'escalier, ceci signifie que les marches que l'on monte sont aussi 25 hautes, voire plus hautes, que celles qu'on descend. [15] Enfin, la dernière étape du procédé de détection consiste, le cas échéant, à confirmer un défaut. Lorsque le compteur de défauts atteint une valeur seuil, un défaut est confirmé. Sur la figure 3, le graphique de confirmation a la forme suivante : il 30 s'agit d'une droite dont l'ordonnée peut prendre deux valeurs au cours du temps. Tant qu'un défaut n'est pas confirmé, la courbe est en position basse et son ordonnée a une valeur Y1. Lorsqu'un défaut est confirmé, la courbe subit une variation sur son axe des ordonnées et passe en position haute où son ordonnée a une valeur Y2. Le temps T' mis par la courbe à prendre la valeur Y2 est la durée nécessaire pour confirmer un défaut. [16] Le procédé de détection de défauts permet, dans ce cas, de détecter le défaut réel du composant électrique. [17] Néanmoins, le procédé de détection de défauts ne permet pas toujours de détecter un tel défaut. II arrive qu'un composant soit défaillant et, bien qu'il y ait réellement un défaut, celui-ci n'est pas forcément confirmé par le procédé de io détection de l'état de l'art. [18] Ce problème est rencontré notamment avec un type de capteur soumis à un phénomène particulier qui est l'effet sonnette. Ce type de capteur est muni d'un ASIC. [19] Un tel phénomène se caractérise par une oscillation 15 périodique de la tension entre deux valeurs. Une première valeur se trouve en zone de dysfonctionnement. Une deuxième valeur est fonctionnellement bonne au coefficient près de la baisse de tension d'alimentation. Ceci signifie que le composant fonctionne mais que la tension qui devrait 20 normalement être appliquée n'est pas correcte. La deuxième valeur se situe alors dans une zone d'indétermination. [20] Lorsqu'un tel phénomène intervient, le procédé existant est inefficace pour confirmer un défaut. Ce phénomène est illustré sur les figures 1, 2 et 3. 25 [21] Sur la figure 1, la tension est d'abord détectée en zone d'indétermination Zi : le compteur doit être décrémenté sans dépasser sa valeur minimum. Sur la figure 2, le compteur est à sa valeur minimum, il est donc inchangé. Pour reprendre l'image de l'escalier, lorsque l'on est au niveau le plus bas, on 30 ne peut pas descendre de marches. [22] Une variation de tension est ensuite détectée à l'instant t'1 qui amène la tension à changer de zone et à se situer dans une zone de dysfonctionnement Zd. Le compteur est incrémenté. C'est comme si on montait quelques marches. [23] Puis, une variation de tension est détectée à l'instant t'2 : la tension change à nouveau de zone et se situe dans la zone Zi. Le compteur est alors décrémenté. C'est comme si on descendait alors quelques marches. [24] Et ainsi de suite, une variation de la tension est périodiquement détectée en zone de dysfonctionnement Zd puis en zone d'indétermination Zi. Le compteur est alors io périodiquement incrémenté et décrémenté : c'est comme si on montait les marches de l'escalier et qu'à chaque fois on les descendait immédiatement après. [25] Conformément à la figure 2, le pas d'incrémentation pi étant supérieur au pas de décrémentation pd, le compteur de 15 défauts atteint effectivement le seuil S du compteur de défauts mais seulement au bout d'un certain temps T'. En effet, dans ce cas, c'est comme si on montait des marches hautes et qu'ensuite on descendait des marches un peu plus basses que celles que l'on vient de monter. Conformément à la figure 3, le 20 défaut du composant est certes confirmé, mais tardivement. [26] Dans le cas, non illustré sur les figures 1, 2 et 3, où le pas d'incrémentation pi est égal au pas de décrémentation pd, le compteur de défauts revient périodiquement à sa valeur initiale. Le seuil S du compteur de défauts n'est pas atteint. 25 Bien qu'un défaut existe sur le composant, la confirmation de ce défaut n'interviendra pas. [27] Ainsi, avec le procédé existant, le défaut du composant est confirmé tardivement ou, dans le pire des cas, ce défaut n'est jamais confirmé. 3o [28] A cet effet, l'invention se rapporte à un procédé de détection d'un défaut de fonctionnement d'un composant électrique susceptible de provoquer des oscillations de tension en sortie du composant entre une zone de dysfonctionnement correspondant à la présence dudit défaut et une zone d'indétermination correspondant à une possibilité de présence dudit défaut, comprenant une étape d'incrémentation d'un compteur lorsque la tension en sortie est située au niveau de la zone de dysfonctionnement et une étape de confirmation du défaut lorsque le compteur dépasse un seuil donné caractérisé en ce que la valeur du compteur ne diminue pas pendant au moins pendant une période de temps lorsque la tension en sortie est située au niveau de la zone d'indétermination. [29] Lorsque la tension se situe dans une zone de io dysfonctionnement, le compteur est incrémenté. Lorsque la tension se situe dans une zone d'indétermination, on ne décrémente pas le compteur de défauts. Celui-ci peut rester sur une valeur constante ou être légèrement incrémenté, c'est-à-dire incrémenté moins fortement que lorsqu'il s'agit d'une 15 incrémentation liée à une zone de dysfonctionnement. [30] Par conséquent, si la tension se situe toujours dans l'une ces deux zones, le compteur n'est pas décrémenté. C'est comme si on ne descendait aucune marche de l'escalier. Ainsi, en évitant de décrémenter, on arrive plus rapidement au seuil 20 du compteur de défauts. Un défaut est confirmé plus rapidement. Par analogie, en évitant de descendre des marches de l'escalier, on arrive plus rapidement en haut de ce dernier. [31] Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la 25 valeur du compteur reste inchangée pendant au moins une période de temps lorsque la tension en sortie est située au niveau de la zone d'indétermination. [32] La valeur de la tension est fonctionnellement bonne dans la zone d'indétermination. Elle n'est pas dans la zone de 30 dysfonctionnement. A ce titre, il n'est pas indispensable d'incrémenter, même légèrement, le compteur de défauts. Ainsi, dans le cas où la tension reste durablement dans la zone d'indétermination, le composant peut continuer à fonctionner normalement et il n'y a pas lieu de confirmer de 35 défaut. [33] De préférence, la valeur du compteur reste inchangée pendant au moins une période de temps lorsque la tension en sortie est située en zone de bon fonctionnement et le compteur est réinitialisé lorsque la tension de sortie est située en zone de bon fonctionnement pendant une durée suffisamment longue. [34] Deux situations peuvent se présenter : soit il existe réellement une défaillance du composant et le défaut doit être confirmé le plus rapidement possible, soit il n'y a pas de io défaillance et un défaut, qui n'existe pas, ne doit pas être confirmé. [35] Dans le premier cas, la tension se situe plutôt régulièrement dans la zone de dysfonctionnement et / ou en zone d'indétermination et de façon ponctuelle en dehors de 15 cette zone et de la zone d'indétermination. Le fait de détecter la tension en zone de bon fonctionnement n'aura pas pour effet de décrémenter le compteur et pour conséquence de retarder la confirmation d'un défaut. [36] Dans le deuxième cas, la tension se situe dans la zone de 20 bon fonctionnement pendant une durée suffisamment longue. Au bout d'un certain temps, si le compteur de défauts n'est pas réinitialisé, il se produit un cumul. La réinitialisation permet d'effacer des traces temporaires de défaut car celles-ci sont insignifiantes. Ceci évite de confirmer un défaut qui 25 n'existe pas en réalité. [37] Préférentiellement, la valeur du compteur diminue pendant au moins une période de temps lorsque la tension en sortie n'est située ni au niveau de la zone de dysfonctionnement ni au niveau de la zone d'indétermination. 30 [38] De cette façon, il est inutile de procéder à une réinitialisation du compteur lorsque la tension se situe dans une zone de bon fonctionnement pendant une durée relativement longue. [39] Avantageusement, la valeur de décrémentation du compteur est plus faible que la valeur d'incrémentation réalisée en zone de dysfonctionnement. [40] Le fait de décrémenter de façon plus faible que d'incrémenter permet d'atteindre plus rapidement le seuil du compteur de défauts et donc de raccourcir le délai de confirmation d'un défaut lorsque celui-ci existe. [41] De préférence, le composant électrique est un capteur. [42] De préférence également, le composant électrique est io muni d'un ASIC. [43] Les capteurs munis d'un ASIC sont particulièrement sujets à l'effet sonnette. Cet effet sonnette est un phénomène qui est caractéristique d'un défaut sur le capteur. Des défauts générés par ce type de phénomène sont effectivement 15 confirmés par le procédé de détection de l'invention. [44] D'autres particularités et avantages ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels 20 - la figure 1 représente l'évolution de la tension de sortie d'un capteur en fonction du temps; - la figure 2 représente l'incrémentation, en correspondance temporelle avec la figure 1, d'un compteur de défauts en fonction du temps selon le 25 procédé de détection de défauts existant dans l'état de la technique ; - la figure 3 représente le graphe de confirmation de défaut en fonction du temps, en correspondance temporelle avec les figures 1 et 2 ; 30 - la figure 4 représente l'évolution de la tension de sortie d'un capteur en fonction du temps ; la figure 5 représente l'incrémentation, en correspondance temporelle avec la figure 3, d'un compteur de défauts en fonction du temps selon l'invention ; - la figure 6 représente le graphe de confirmation de défaut en fonction du temps, en correspondance temporelle avec les figures 4 et 5. [45] De la même façon que le procédé de l'état de l'art, le procédé de détection de défauts selon l'invention comprend io les étapes suivantes : une étape de détermination de la tension en sortie du composant, une étape d'incrémentation d'un compteur de défauts de défauts et une étape de confirmation de défauts. [46] Tout d'abord, la tension de sortie du composant peut être 15 détectée dans la zone de bon fonctionnement Zb ou dans la zone de dysfonctionnement Zd. [47] La tension peut également être détectée dans une zone d'indétermination Zi. Cette zone est une zone intermédiaire entre la zone de bon fonctionnement Zb et la zone de 20 dysfonctionnement Zd. Elle se définit de la façon suivante : lorsque la tension est détectée dans une plage de valeurs fonctionnellement bonne au coefficient près de la baisse de tension d'alimentation, elle se situe dans une zone d'indétermination. Ceci signifie que le composant fonctionne 25 mais que la tension qui devrait normalement être appliquée n'est pas correcte comme lorsqu'il y a un effet sonnette. [48] En ce qui concerne la comptabilisation des défauts par le compteur de défauts, celui-ci est incrémenté lorsque la tension se situe dans la zone de dysfonctionnement Zd. II est 30 décrémenté lorsque la tension se situe dans la zone de bon fonctionnement Zb. [49] Lorsque la tension se situe dans la zone d'indétermination Zi, le compteur n'est ni incrémenté, ni décrémenté pendant au moins une période de temps. Ceci signifie que la valeur du compteur reste inchangée pendant un certain temps. Cette valeur peut également rester inchangée tout le temps si la tension ne change pas de zone et reste dans la zone d'indétermination. Pour reprendre l'image de l'escalier, c'est comme si on restait sur la marche sur laquelle on se trouve. [50] Enfin, au bout de plusieurs incrémentations, une confirmation de défaut intervient lorsque le compteur de défauts atteint son seuil. [51] Nous allons maintenant commenter les figures 4, 5 et 6 io qui illustrent ce procédé. [52] Dans un premier temps, la tension est détectée en zone d'indétermination Zi. Par convention, pour cette première tension, la valeur du compteur ne varie pas. Pour reprendre l'image de l'escalier, c'est comme si on était au rez-de- 15 chaussée. [53] Puis, une variation de tension est détectée à l'instant t1 : la tension se situe en zone de dysfonctionnement Zd. Le compteur est alors incrémenté. Dans notre escalier, c'est comme si on montait quelques marches jusqu'à un premier 20 étage. [54] Ensuite, une autre variation de tension est détectée à l'instant t2 : la tension se situe en zone d'indétermination Zi. La valeur du compteur reste inchangée. C'est comme si un palier s'établissait au premier étage. 25 [55] Puis, une nouvelle variation de tension est détectée à l'instant t3. La tension se situe en zone de dysfonctionnement Zd. Le compteur est alors à nouveau incrémenté. C'est comme si on montait encore quelques marches jusqu'à un deuxième étage. 30 [56] Le compteur de défauts atteint sa valeur seuil S à l'instant t4 : un défaut est confirmé. lo [57] La confirmation du défaut est intervenue dans un intervalle de temps T plus court que l'intervalle de temps T' qui aurait été nécessaire avec le procédé de l'état de l'art. Si on compare les figures 3 et 6, il a fallu deux fois moins de temps pour confirmer un défaut avec le procédé de détection selon l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de détection d'un défaut de fonctionnement d'un composant électrique susceptible de provoquer des oscillations de tension en sortie du composant entre une zone de dysfonctionnement correspondant à la présence dudit défaut et une zone d'indétermination correspondant à une possibilité de présence dudit défaut, comprenant une étape d'incrémentation d'un compteur lorsque la tension en sortie est située au niveau de la zone de dysfonctionnement et une io étape de confirmation du défaut lorsque le compteur dépasse un seuil donné caractérisé en ce que la valeur du compteur ne diminue pas pendant au moins pendant une période de temps lorsque la tension en sortie est située au niveau de la zone d'indétermination. 15 2. Procédé de détection selon la revendication 1 caractérisé en ce que la valeur du compteur reste inchangée pendant au moins une période de temps lorsque la tension en sortie est située au niveau de la zone d'indétermination. 3. Procédé de détection selon l'une quelconque des 20 revendications 1 à 2 caractérisé en ce que la valeur du compteur reste inchangée pendant au moins une période de temps lorsque la tension en sortie est située en zone de bon fonctionnement et en ce que en ce que le compteur est réinitialisé lorsque la tension de sortie est située en zone de 25 bon fonctionnement pendant une durée suffisamment longue. 4. Procédé de détection selon l'une quelconque des revendications 1 à 2 caractérisé en ce que la valeur du compteur diminue pendant au moins une période de temps lorsque la tension en sortie n'est située ni au niveau de la 30 zone de dysfonctionnement ni au niveau de la zone d'indétermination. 5. Procédé de détection selon la revendication 4 caractérisé en ce que la valeur de décrémentation du compteur est plus faible que la valeur d'incrémentation réalisée en zone de dysfonctionnement. 6. Procédé de détection selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que le composant électrique est un capteur. 7. Procédé de détection selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le composant io électrique est muni d'un ASI.