Brevet FR2910933A1 — publié le 20080704

La présente invention concerne le domaine du contrôle moteur, c'est à dire de la gestion d'un moteur à combustion interne au moyen de l'ensemble des capteurs et actionneurs qui l'équipent. Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé de contrôle de ces éléments électriques visant à déterminer leur état de fonctionnement et un système mettant en oeuvre ce procédé. Comme illustré sur la figure 5, l'ensemble des lois de commande et des paramètres de caractérisation du moteur est contenu dans une unité de contrôle électronique ou calculateur 800. Les sorties calculateurs sont reliées à des relais intermédiaires 810 standards de type solénoïde ou statiques de type électronique de puissance qui viennent commander les éléments électriques 830 associés au moteur. Ces relais étant reliés au circuit de puissance 820 ou alternateur, ils alimentent les éléments électriques 830 en courant. Pour la sécurité des passagers du véhicule et le bon fonctionnement de ce dernier, le contrôle moteur utilise des modules de diagnostic 801 pilotés par le calculateur 800 et destinés à surveiller les paramètres de fonctionnement du véhicule et en détecter les défaillances. Conventionnellement, les modules de diagnostic 801 existants contrôlent les sorties du calculateur 800 commandant les relais intermédiaires 810. On peut citer ainsi les modules de diagnostic électriques qui contrôlent la continuité et l'isolement des connexions électriques des sorties du calculateur par recherche d'un circuit ouvert ou d'un court-circuit à la masse ou ceux qui contrôlent l'alimentation de ces dernières. Cependant, dans la mesure où la partie puissance (circuit de puissance 820 et éléments électriques 830) n'est pas visible par le calculateur 800, ces modules de diagnostic 801 ne détectent pas les défaillances pouvant apparaître entre les relais 810 du circuit de puissance 820 et les éléments électriques 830. Le contrôle pour savoir si une liaison entre un relais 810 du circuit de puissance 820 et un élément électrique 830 est fonctionnelle ou non n'est donc pas réalisé. En conséquence, un but de la présente invention est d'améliorer la détection d'une panne d'un élément électrique par le contrôle moteur. Plus précisément, un premier but de la présente invention est de proposer un procédé de contrôle permettant de détecter l'état de fonctionnement d'une liaison relais/élément électrique. Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé de contrôle des éléments électriques d'un moteur visant à contrôler l'état de fonctionnement de ces derniers. Un autre but de la présente invention est de fournir une solution alternative aux diagnostics électriques classiques existants. A cet effet, on prévoit selon l'invention un procédé de contrôle d'au moins un élément électrique d'un moteur, caractérisé en ce qu'il comporte, au cours de sa mise en oeuvre, au moins une étape de mesure de la charge aux bornes d'un alternateur entraîné par le moteur et alimentant ledit élément électrique de façon à détecter un changement dans l'état de fonctionnement dudit élément électrique. Il comprend, en outre, une étape préalable de commande de désactivation de l'élément électrique à un instant to suivie d'une étape de déclenchement d'un compteur définissant un temps de mesure. Il comprend également une étape de filtrage et de mémorisation de la charge aux bornes de l'alternateur mesurée à l'instant to de la désactivation de l'élément électrique. De plus, il comprend une étape de comparaison d'une diminution de la charge aux bornes de l'alternateur calculée à un seuil prédéterminé de diminution moyenne de charge aux bornes de l'alternateur, le résultat de la comparaison indiquant un élément électrique défaillant ou non. 3 2910933 Avantageusement, suivant le résultat de la comparaison entre le calcul de la diminution de la charge aux bornes de l'alternateur, on réalise une étape d'identification de l'élément électrique défaillant. Par ailleurs, il comprend une étape de calcul d'une moyenne de 5 diminution de la charge aux bornes de l'alternateur ce calcul dépendant notamment des mesures de la charge aux bornes de l'alternateur. De préférence, le calcul de la moyenne de la diminution de charge aux bornes de l'alternateur s'exprime selon la relation suivante comme 10 l'intégrale, entre l'instant to de désactivation de l'élément électrique et un instant t inférieur ou égal au temps de mesure, de la différence entre la mesure de la charge aux bornes de l'alternateur filtrée et mémorisée à l'instant de la désactivation to et une mesure de la charge aux bornes de l'alternateur instantanée, ladite différence étant 15 divisée par le temps de mesure. Avantageusement, l'étape de comparaison est réalisée par comparaison entre la moyenne de diminution de la charge aux bornes de l'alternateur calculée et un seuil prédéterminé de diminution moyenne de charge aux bornes de l'alternateur, le résultat de la 20 comparaison indiquant un élément électrique défaillant ou non. De préférence, l'élément électrique est un thermoplongeur. L'invention concerne également un système de contrôle d'au moins un élément électrique d'un moteur comprenant au moins des moyens de mesure caractérisé en ce que les moyens de mesure sont aptes à 25 mesurer la charge aux bornes d'un alternateur entraîné par le moteur et alimentant ledit élément électrique de façon à détecter un changement dans l'état de fonctionnement dudit élément électrique. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages 30 apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif et grâce aux dessins annexés parmi lesquels: 242887/D24535 -05.03.07 - La figure 1 montre schématiquement une succession d'étapes d'un procédé de contrôle d'éléments électriques d'un moteur selon l'invention; - La figure 2 est un graphe illustrant un profil d'activation/ désactivation d'éléments électriques en fonction du temps; La figure 3 est un graphe illustrant les mesures de charge aux bornes d'un alternateur en fonction du temps; - Les figures 4a, 4b, 4c, 4d montrent en parallèle, respectivement, le profil d'activation/désactivation d'éléments électriques en fonction du temps, l'instant de désactivation de ces éléments et l'instant de calcul d'une moyenne de diminution d'une charge aux bornes de l'alternateur ainsi que sa valeur; - La figure 5 représente un schéma fonctionnel général de contrôle moteur. Un procédé selon l'invention est mis en oeuvre pour détecter l'état de fonctionnement d'éléments électriques associés à un moteur à combustion interne. Ces éléments électriques sont typiquement des actionneurs et des capteurs utilisés, par exemple, pour le contrôle des paramètres de réglage moteur. On peut citer ainsi comme exemples non limitatifs d'éléments électriques dont on contrôle l'état, des thermoplongeurs, des bougies de préchauffage ou tout autre type d'éléments électriques consommant un courant suffisamment important. Le procédé selon l'invention se base sur le principe qui consiste à déterminer une variation de la charge aux bornes d'un alternateur alimentant les éléments électriques et entraîné par le moteur suite à une commande de désactivation de ces derniers pour en déduire leur aptitude à fonctionner. Ainsi, lors de l'analyse d'une éventuelle panne d'un élément électrique, le procédé de contrôle selon l'invention comporte au moins une étape de mesure de la charge aux bornes de l'alternateur de façon à détecter un changement dans l'état de fonctionnement de l'élément électrique. On va maintenant décrire un mode de mise en oeuvre du procédé de contrôle d'éléments électriques d'un moteur selon l'invention en se référant à la figure 1. Il est à noter que ce procédé est réalisé lorsque le moteur du véhicule est en fonctionnement,ou l'alternateur débite du courant. Dans une première étape 100, on commande la désactivation d'un élément électrique du moteur. Chacun des éléments électriques est commandé unitairement. Comme le montre la figure 2, on peut alors activer et désactiver un ensemble d'éléments électriques, par exemple trois, les uns après les autres au cours du temps. Au cours de cette étape 100, pour surveiller que l'on désactive bien l'élément électrique, on réalise un test de front descendant. On reçoit ainsi en entrée le nombre d'éléments électriques activés Nact et on compare cette valeur à une valeur définie par le nombre d'éléments électriques activés ayant subi un retard temporel 1/z (c'est-à-dire une récurrence). Lorsque le résultat du test de comparaison 110 s'avère vrai c'est-à-dire que le nombre d'éléments électriques activés a diminué, on confirme avoir détecté la désactivation de l'élément électrique commandé. De préférence, cette désactivation se fait de manière instantanée sans que l'élément électrique ne subisse une rampe sur le courant qu'il consomme. La détection de la désactivation de l'élément électrique Vdesac déclenche d'une part un compteur 210 destiné à décompter un temps de mesure Tmes prédéterminé qu'il a reçu en entrée (étape 200). Ce temps de mesure Tmes correspond au temps au cours duquel au moins une mesure de charge aux bornes de l'alternateur va être réalisée pour déterminer des variations de charge aux bornes de l'alternateur suite à la désactivation d'un élément électrique. La détection de la désactivation de l'élément électrique Vdesac déclenche d'autre part cette détermination des variations de charge aux bornes de l'alternateur pendant le temps de mesure Tmes (étape 300). Sur la figure 3, on peut observer l'influence de la désactivation sur la charge aux bornes de l'alternateur lors de l'activation et la désactivation de trois éléments électriques au cours du temps. On remarque que la désactivation des éléments électriques au fur et à mesure du temps fait décroître la charge aux bornes de l'alternateur. Il est à noter qu'une consommation minimale de l'ordre de 10 à 20 ampères par élément électrique est nécessaire pour pouvoir distinguer la variation de charge aux bornes de l'alternateur due à la désactivation d'un élément électrique à celui du simple bruit lié à l'imprécision de la mesure et les perturbations dues à d'autres consommateurs. Au cours de l'étape 300, à un instant t=to défini comme l'instant de désactivation d'un élément électrique, on acquiert une mesure de la charge aux bornes de l'alternateur Mescharge. Cette dernière peut également être transmise par l'alternateur lui même et relayé par un calculateur. Cette valeur mesurée Mescharge est ensuite filtrée, typiquement par un filtre du premier ordre 310. Un commutateur 320 piloté par la détection de la désactivation Vdesac renvoie la valeur de charge résultante pour être mémorisée au lieu de la valeur de charge résultante ayant subi un retard temporel 1/z. On enregistre ainsi la valeur de charge filtrée aux bornes de l'alternateur à t=to comme charge de référence. Elle est représentative de la charge moyenne au moment de la mesure. On détermine ensuite une variable de diminution de charge aux bornes de l'alternateur Dimcharge. Elle est définie par le calcul 330 des différences entre la valeur de charge de référence et au moins une valeur mesurée de charge aux bornes de l'alternateur instantanée au cours du temps de mesure Tmes. Lors de l'étape suivante 400, on réalise le calcul de la moyenne de diminution de la charge aux bornes de l'alternateur MoyDimcharge 5 pendant le temps de mesure prédéterminé Tmes. Ce calcul dépend notamment des mesures de la charge aux bornes de l'alternateur et, plus précisément de la variable de diminution de charge aux bornes de l'alternateur Dimcharge. Il est déclenché grâce à un commutateur 410 piloté par la 10 détection de la désactivation Vdesac qui renvoie la valeur de la variable de diminution de charge aux bornes de l'alternateur Dimcharge calculée en lieu et place de la valeur nulle en permanence. Sur les figures 4a à 4d, on observe l'instant de calcul de la moyenne de la diminution de la charge aux bornes de l'alternateur 15 MoyDimcharge et la valeur de cette dernière en parallèle du profil d'activation/désactivation et de l'instant de désactivation des éléments électriques en fonction du temps. On observe bien que le calcul de la moyenne de diminution de la charge aux bornes de l'alternateur MoyDimcharge n'a lieu qu'après la 20 désactivation d'un élément électrique. Par ailleurs, le calcul s'exprime selon la relation suivante comme l'intégrale, entre l'instant de désactivation to et un instant t inférieur ou égal au temps de mesure Tmes, de la différence entre la valeur de charge de référence et une valeur mesurée de charge instantanée, 25 ladite différence étant divisée par le temps de mesure Tmes. La valeur résultante définit la moyenne de diminution de la charge aux bornes de l'alternateur MoyDimcharge. Cette moyenne de diminution de la charge aux bornes de l'alternateur MoyDimcharge est comparée au cours d'une étape ultérieure 30 500 à un seuil prédéterminé de diminution moyenne de charge aux bornes de l'alternateur MoyDimcharge. Pour cela, lorsque le compteur 210 arrive à échéance c'est-à-dire que le temps t est nul, on provoque un front montant 510. Ce front montant 510 va piloter un commutateur 520 qui renvoie la valeur de la moyenne de diminution de la charge aux bornes de l'alternateur MoyDimcharge afin de la comparer à un seuil S (étape 530) uniquement à la fin du temps de mesure Tmes décompté par le compteur. Cet test de comparaison 530 permet de statuer sur la désactivation correcte de l'élément électrique contrôlé et donc sur le bon fonctionnement de ce dernier. En effet, si la valeur de la moyenne Moyp;mcharge calculée est plus petite que le seuil S c'est-à-dire que l'alternateur n'a pas assez débité de courant pour alimenter l'élément électrique alors on considère que le test de comparaison 530 est vrai et qu'il y a défaillance de l'élément électrique. De préférence, le seuil S est de l'ordre de 5 %. Suivant le résultat du test de comparaison 530 entre la valeur de la moyenne MoyDjmcharge et le seuil S, on réalise ou non une étape d'identification de l'élément électrique défaillant. Lorsque le résultat du test de comparaison 530 est vrai, il peut alors être attribué, au cours d'une étape ultérieure 600, à un élément électrique particulier grâce à une série de tests d'identification 610. Lors d'un test d'identification 610, le nombre d'éléments électriques résultant après la commande de désactivation de l'un d'entre eux Ne est comparé à une valeur prédéterminée correspondant au nombre n d'éléments électriques commandés, n étant un entier (étapes 620,621,622,623). Si le résultat d'un test d'égalité est considéré comme vrai, il pilote un commutateur 630,631,632,633 qui renvoie le résultat du test de comparaison 530 à une sortie Sn' correspondant à un élément électrique n' particulier. S'il est considéré comme faux, il renvoie la valeur nulle à la sortie Sn' correspondant à l'élément électrique n' particulier. L'étape référencée 700 permet d'appeler le manager de panne correspondant à l'élément électrique commandé par une série de tests 710. Lors d'un test d'égalité 710, le nombre d'éléments électriques résultant après la commande de désactivation de l'un d'entre eux Ne est comparé à une valeur prédéterminée correspondant au nombre n d'éléments électriques commandés, n étant un entier (étapes 711, 712, 713, 714). Lorsque le résultat d'un test d'égalité est considéré comme vrai, on le renvoie ainsi que l'instant inst auquel on effectue le diagnostique après désactivation d'un élément électrique à une sortie Son' correspondant à un élément électrique n' particulier. Le manager de panne appelé permet alors la mémorisation d'une panne lorsque celle-ci est présente. Dans des variantes de réalisation de la présente invention, on peut prévoir de combiner le procédé à des diagnostics électriques classiques ou des diagnostiques basés sur la détection d'une chute de tension de la batterie du moteur. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation particuliers qui viennent d'être décrits mais s'étend à toute variante conforme à son esprit. En particulier la présente invention n'est pas limitée aux dessins annexés. Les références spécifiques illustrées dans les paragraphes précédents sont des exemples non limitatifs de l'invention. Revendications 1. Procédé de contrôle d'au moins un élément électrique d'un moteur, caractérisé en ce qu'il comporte, au cours de sa mise en ceuvre, au moins une étape (300) de mesure de la charge aux bornes d'un alternateur entraîné par le moteur et alimentant ledit élément électrique de façon à détecter un changement dans l'état de fonctionnement dudit élément électrique. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une étape préalable (100) de commande de désactivation de l'élément électrique à un instant to, suivie d'une étape (200) de déclenchement d'un compteur définissant un temps de mesure Tmes. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend, une étape de filtrage (310) et de mémorisation (320) de la charge aux bornes de l'alternateur Mes charge mesurée à l'instant to de la désactivation de l'élément électrique. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de comparaison (530) d'une diminution de la charge aux bornes de l'alternateur calculée à un seuil S prédéterminé de diminution moyenne de charge aux bornes de l'alternateur, le résultat de la comparaison indiquant un élément électrique défaillant ou non. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que suivant le résultat de la comparaison entre le calcul de la diminution de la charge aux bornes de l'alternateur, on réalise une étape d'identification (600) de l'élément électrique défaillant. 242887/D24535 ù 20.03.07 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend une étape (400) de calcul d'une moyenne de diminution de la charge aux bornes de l'alternateur MOYDimcharge ce calcul dépendant notamment des mesures de la charge aux bornes de l'alternateur. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le calcul de la moyenne de la diminution de charge aux bornes de l'alternateur MOYDimcharge s'exprime selon la relation suivante comme l'intégrale, entre l'instant to de désactivation de l'élément électrique et un instant t inférieur ou égal au temps de mesure Tmes, de la différence entre la mesure de la charge aux bornes de l'alternateur filtrée et mémorisée à l'instant de la désactivation to et une mesure de la charge aux bornes de l'alternateur instantanée, ladite différence étant divisée par le temps de mesure Tmes. 8. Procédé selon l'une des revendications 6 à 7, lorsqu'elles dépendent de la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que l'étape de comparaison (530) est réalisée par comparaison entre la moyenne de diminution de la charge aux bornes de l'alternateur MoyDmcharge calculée et un seuil S prédéterminé de diminution moyenne de charge aux bornes de l'alternateur, le résultat de la comparaison indiquant un élément électrique défaillant ou non. 9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en 25 ce que l'élément électrique est un thermoplongeur. 10. Système de contrôle d'au moins un élément électrique d'un moteur comprenant au moins des moyens de mesure caractérisé en ce que les moyens de mesure sont aptes à mesurer la charge aux bornes d'un 30 alternateur entraîné par le moteur et alimentant ledit élément électrique de façon à détecter un changement dans l'état de fonctionnement dudit élément électrique. 242887/D24535 - 20.03.07