Brevet FR2910932A1 — 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 calcul d'une différence de mesures de tension aux bornes d'une batterie alimentant ledit élément électrique de façon à détecter un changement dans l'état de fonctionnement dudit élément électrique. Ce procédé comprend, en outre, une étape de commande d'activation 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 d'une tension aux bornes de la batterie mesurée à l'instant to de l'activation de l'élément électrique. De préférence, le calcul de la différence de mesures de tension aux bornes d'une batterie s'exprime comme la différence entre la mesure de la tension aux bornes de la batterie filtrée et mémorisée à l'instant to et une mesure de tension aux bornes de la batterie à un instant t inférieur ou égal au temps de mesure. Par ailleurs, il comprend une étape de comparaison entre la différence de mesures de tension aux bornes de la batterie calculée et un seuil prédéterminé de tension, le résultat de la comparaison indiquant un élément électrique défaillant ou non. Avantageusement, suivant le résultat de la comparaison entre le calcul de la différence de mesures de tension aux bornes de la batterie et le seuil prédéterminé de tension, on réalise une étape d'identification de l'élément électrique défaillant. De préférence, l'élément électrique est un thermoplongeur. De plus, le procédé est réalisé pendant que le moteur fonctionne ou non. L'invention concerne également un système de contrôle d'au moins un élément électrique d'un moteur comprenant au moins des moyens de mesure et des moyens de calcul caractérisé en ce que les moyens de calcul sont aptes à calculer une différence de mesures de tension aux bornes d'une batterie 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 apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif et grâce aux dessins annexés parmi lesquels: - La figure 1 montre schématiquement une succession d'étapes d'un procédé de contrôle d'éléments électriques d'un moteur selon l'invention; - Les figures 2a, 2b, 2c montrent en parallèle des graphes illustrant, respectivement, un profil d'activation/ désactivation d'éléments électriques en fonction du temps, des mesures de tension aux bornes d'une batterie en fonction du temps et une différence de tension aux bornes d'une batterie en fonction du temps en régime de moteur ralenti; - Les figures 3a, 3b, 3c montrent en parallèle des graphes illustrant, respectivement, un profil d'activation/ désactivation d'éléments électriques en fonction du temps, des mesures de tension aux bornes d'une batterie en fonction du temps et une différence de tension aux bornes d'une batterie en fonction du temps en régime de moteur qui n'est pas au ralenti; La figure 4 montre schématiquement une succession d'étapes d'un procédé de filtrage ; - 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. Ce courant doit être de préférence de type résistif ou capacitif. Le procédé selon l'invention se base sur le principe qui consiste à déterminer une variation de tension aux bornes d'une batterie alimentant les éléments électriques suite à une commande de d'activation 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 calcul d'une différence de mesures de tension aux bornes de la batterie de façon à détecter un changement dans l'état de fonctionnement dudit 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 peut être réalisé lorsque le moteur du véhicule est en fonctionnement ou non. Dans une première étape 100, on commande l'activation d'un élément électrique d'un moteur. Chacun des éléments électriques est commandé unitairement. Comme le montre les figures 2a et 3a, 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 active 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. Lorsque le résultat du test de comparaison 110 s'avère vrai c'est-à-dire que le nombre d'éléments électriques activés a augmenté, on confirme avoir détecté l'activation de l'élément électrique commandé. De préférence, cette activation se fait de manière instantanée avec un courant d'appel suffisant sans que l'élément électrique ne subisse une rampe sur le courant qu'il consomme pour atteindre au plus vite sa consommation nominale. La détection de l'activation de l'élément électrique Vact;,, 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 des mesures de tension aux bornes de la batterie vont être réalisées pour déterminer des variations de tension aux bornes de cette batterie suite à l'activation d'un élément électrique. La détection de l'activation de l'élément électrique Vact;v déclenche, d'autre part, cette détermination des variations de tension aux bornes de la batterie pendant le temps de mesure Tmes (étape 300). Sur les figures 2b et 3b, on peut observer l'influence de l'activation sur la tension aux bornes de la batterie lors de l'activation et la désactivation de trois éléments électriques au cours du temps. On remarque que l'activation des éléments électriques fait chuter 5 momentanément la tension aux bornes de la batterie. Dans le cas d'un régime suffisant différent d'un régime ralenti, les chutes de tension sont moins importantes en amplitude et plus courtes qu'en régime ralenti. En effet, du fait de l'absence de rampe sur l'augmentation du courant que peut fournir l'alternateur du 10 moteur, celui-ci est capable de fournir rapidement le courant demandé. Au cours de l'étape 300, tant que la commande du nombre d'éléments électriques activés n'a pas varié, on acquiert une mesure de tension aux bornes de la batterie Mestension. A défaut, elle peut être mesurée au niveau du calculateur relié 15 au moteur. Cette valeur mesurée Mestension est une valeur filtrée, typiquement par un filtre du premier ordre 310. Il existe deux modes de filtrage suivant le comportement de la tension filtrée que l'on choisit grâce à un commutateur 320 piloté par 20 un test de comparaison 321 entre deux mesures de tension successives. Si la tension décroît, le temps de réponse du filtre sera relativement important de manière à filtrer l'action d'autres consommateurs sur les mesures de tension aux bornes de la batterie. 25 Dans le cas ou la tension croît, on souhaite que celle-ci atteigne rapidement son niveau de référence donc un coefficient de filtrage plus faible sera appliqué (pour inhiber le filtre). A un instant t=to défini comme l'instant d'activation d'un élément électrique, un commutateur 330 piloté par la détection de 30 l'activation Vactiv renvoie la valeur de la tension aux bornes de la batterie filtrée pour être mémorisée au lieu de la valeur de la tension filtrée résultante ayant subi un retard temporel 1/z. On enregistre ainsi la valeur de tension filtrée aux bornes de la batterie à t=to comme tension de référence. On détermine ensuite une différence de tension aux bornes de la batterie Difftension• Elle s'exprime plus précisément par le calcul 330 des différences entre la valeur de tension de référence et les valeurs mesurées de tension aux bornes de la batterie instantanées au cours du temps de mesure Tmes. Cette différence de tension Difftension calculée peut être observée sur les figures 2c et 3c lors de l'activation et la désactivation 10 d'éléments électriques. Sur la figure 2c, les pics de tension présents à t = 428 s, t=431s et t= 435s correspondent chacun à une différence de tension entre la tension de référence et une tension instantanée mesurée. Sur la figure 3c, ce sont les pics de tensions visibles à t=215s, 15 t=218s et t=221s. Cette différence de tension aux bornes de la batterie Difftension calculée est comparée au cours d'une étape ultérieure 400 à un seuil S prédéterminé de tension aux bornes de la batterie. Cette comparaison est déclenchée par un commutateur 410 20 piloté par un test de comparaison de temps 420 qui renvoie la valeur de la différence de tension aux bornes de la batterie Difftension calculée en lieu et place de la valeur nulle en permanence. Ce test de comparaison de temps 420 se définit en comparant la valeur de décompte du temps de mesure Tmes par rapport à la valeur 25 nulle. Tant que le compteur 210 n'arrive pas à échéance c'est-à-dire que le temps t est supérieur à 0, on réalise alors l'étape de comparaison 400 entre la différence de tension aux bornes de la batterie Difftension calculée et le seuil S de tension prédéterminé. 30 Cette étape 400 permet de statuer sur l'activation correcte de l'élément électrique contrôlé et donc sur le bon fonctionnement de ce dernier. En effet, si la valeur de la différence de tension aux bornes de la batterie Difftension calculée est inférieure au seuil S de tension alors on considère que le test de comparaison 400 est vrai et qu'il y a défaillance de l'élément électrique. De préférence, le seuil S est de l'ordre de 0.3V. Comme illustré sur les figures 2c et 3c, les pics de différences de tension présents sont relativement importants en amplitude et supérieurs au seuil de tension S prédéfini. On peut en conclure que les éléments électriques fonctionnent correctement. Suivant le résultat du test de comparaison entre la valeur de la différence de tension aux bornes de la batterie Difftension calculée et le seuil S de tension, on réalise ou non une étape d'identification 600 de l'élément électrique défaillant. Cette étape d'identification 600 est précédée d'une étape de minimisation 500. Lors de cette étape 500, le résultat du test de comparaison entre la différence de tension aux bornes de la batterie Difftension calculée et le seuil de tension S pilote un commutateur 510 qui renvoie la valeur nulle en lieu et place de la valeur 1. La valeur de sortie de ce commutateur 510 est ensuite comparée (étape 530) à une valeur de sortie d'un commutateur 520 piloté par la détection d'un élément activé Vactiv pour déterminer laquelle des deux valeurs est minimale. Ce dernier commutateur 520 renvoie la valeur 1 à la place de la 25 valeur minimale retenue ayant subi un retard temporel 1/z lorsque l'activation d'un élément électrique a été détectée. Lorsque le résultat du test de comparaison 400 entre la valeur de la différence de tension aux bornes de la batterie Difftension calculée et le seuil S de tension est vrai, il peut alors être attribué comme mentionné 30 précédemment, au cours d'une étape ultérieure 600, à un élément électrique particulier grâce à une série de tests d'identification 630. Pour cela, lorsque le compteur 210 arrive à échéance c'est-à-dire que le temps t est nul, on provoque un front montant 610. Ce front montant 610 va piloter un commutateur 620 qui renvoie, uniquement à la fin du temps de mesure Tmes décompté par le compteur 210, la valeur nulle à la place de la valeur minimale déterminée à l'étape de minimisation précédente 500. Par ailleurs, lors d'un test d'identification 630, le nombre d'éléments électriques activés après la commande d'activation de l'un d'entre eux Nact est comparé à une valeur prédéterminée correspondant au nombre n d'éléments électriques commandés, n étant un entier (étapes 640,641,642,643). Si le résultat d'un test d'égalité est considéré comme vrai, il pilote un commutateur 631,632,633,634 qui renvoie le résultat du test de minimisation 530 de l'étape de minimisation 500 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. Pour s'affranchir de fausses détections sur l'activation ou non d'autres éléments électriques, on peut réaliser un procédé de filtrage des pannes tel qu'illustré sur la figure 4. Dans une première étape 700, on réalise un comptage 20 /décomptage des pannes détectées et des absences de pannes par un compteur /décompteur de défauts. Un indicateur I1 permettant l'autorisation du diagnostique via la charge alternateur pilote un commutateur 701 qui renvoie une valeur d'incrément Incr du compteur/décompteur de défauts au lieu de la 25 valeur nulle. Cet indicateur I1 est également associé à un indicateur I2 de pannes sur des informations de charge alternateur pour piloter un second commutateur 702 qui renvoie une valeur Decr de décrément du compteur de défauts au lieu de la valeur nulle. 30 La valeur de décrément Decr est ensuite soustraite à la valeur d'incrément Incr fournissant un résultat de comptage/décomptage de pannes détectées et d'absences de pannes. Ce résultat n'est valable que si le moteur est autonome. On réalise alors un test d'égalité 703 pour déterminer si le moteur est autonome. Si le résultat du test est vrai, il pilote un commutateur 704 qui renvoie le résultat du comptage/décomptage en lieu et place de la valeur nulle. Dans une étape suivante 710, le résultat du comptage/ décomptage est sommé avec une valeur Pan du compteur de pannes présentes lors des diagnostiques des éléments électriques mémorisée lors d'une étape précédente 720. La valeur résultante est bornée entre une valeur minimale min et une valeur maximale max du compteur de défauts des éléments électriques (étape 730) . La sortie résultante de cet encadrement 730 est renvoyée par un commutateur 721 piloté par une information Eff permettant l'effacement d'une panne sur un autre commutateur 741. Ce commutateur 741 est, quant à lui, piloté par un indicateur I3 permettant de lire la valeur d'encadrement mémorisée dans une mémoire eeprom à l'initialisation pour être sauvegardée dans cette mémoire et définir la valeur Pan du compteur de pannes présentes lors des diagnostiques des éléments électriques. Lorsque la sortie résultante de l'encadrement arrive à la valeur Max maximale du compteur de défauts alors la panne est levée. Dans des variantes de réalisation de la présente invention, on peut prévoir de combiner le procédé selon l'invention à des diagnostics électriques classiques ou des diagnostiques basés sur la détection d'une diminution de charge aux bornes d'un alternateur entraîné par le moteur et alimentant les éléments électriques. 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 oeuvre, au moins une étape de calcul d'une différence de mesures de tension aux bornes d'une batterie (300) 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 de commande d'activation de l'élément électrique (100) 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 (330) d'une tension aux bornes de la batterie mesurée à l'instant to de l'activation de l'élément électrique. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le calcul de la différence de mesures de tension aux bornes d'une batterie s'exprime comme la différence entre la mesure de la tension aux bornes de la batterie filtrée et mémorisée à l'instant to et une mesure de tension aux bornes de la batterie à un instant t inférieur ou égal au temps de mesure Tmes. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de comparaison (400) entre la différence de mesures de tension aux bornes de la batterie calculée et un seuil S prédéterminé de tension, le résultat de la comparaison indiquant un élément électrique défaillant ou non. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que suivant le résultat de la comparaison entre le calcul de la différence de mesures de tension aux bornes de la batterie et le seuil S prédéterminé de tension, on réalise une étape d'identification (600) de l'élément électrique défaillant. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément électrique est un thermoplongeur. 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est réalisé pendant que le moteur fonctionne ou non. 9. Système de contrôle d'au moins un élément électrique d'un moteur comprenant au moins des moyens de mesure et des moyens de calcul caractérisé en ce que les moyens de calcul sont aptes à calculer une différence de mesures de tension aux bornes d'une batterie alimentant ledit élément électrique de façon à détecter un changement dans l'état de fonctionnement dudit élément électrique.