Brevet FR2932265A1 — publié le 20091211

Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de contrôle du fonctionnement d'une pièce d'un véhicule automobile par l'exploitation de l'état du système de la pièce à l'aide d'un capteur. Etat de la technique A l'aide de systèmes ESP (Programme de Stabilisation Electronique), on peut agir sur la dynamique de roulage des véhicules automobiles notamment pour stabiliser la trajectoire d' un véhicule. Les systèmes ESP sont des systèmes actifs avec une boucle de régulation fermée, recevant des données de mesure de l'état de roulage actuel du véhicule fournies par des capteurs ESP. A partir de ces données, l'appareil de commande génère des signaux de commande pour solliciter les actionneurs du véhicule, par exemple pour influencer les freins de roue ou la commande du moteur. Les capteurs du système ESP sont des capteurs à inertie tels que des capteurs d'accélération servant à mesurer l'accélération longitudinale et l'accélération transversale ainsi qu'un capteur de vitesse de rotation pour mesurer la vitesse de lacet du véhicule. Pour intervenir sur la dynamique de roulage du véhicule de façon très précise, il faut d'une part, une connaissance précise de l'état actuel du véhicule et d'autre part, il faut connaître aussi précisément que possible les composants (pièces) actifs ou passifs du véhicule notamment des pièces faisant partie du système ESP ou qui peuvent influencer ce système. But de l'invention La présente invention a pour but de décrire l'état du système d'une pièce d'un véhicule automobile en utilisant aussi peu que possible des capteurs. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un procédé de contrôle du fonctionnement d'une pièce d'un véhicule par l'exploitation de l'état du système de la pièce à l'aide d'un capteur servant à mesurer une des grandeurs d'état, s'écartant de l'état du système de la pièce, et comprenant les étapes suivantes : - mesure de la grandeur d'état, 2 - examen d'au moins une caractéristique remarquable (Mch) de la grandeur d'état mesurée, cette caractéristique étant représentative de l'état du système de la pièce. Le procédé selon l'invention est par exemple utilisé dans les systèmes ESP sans être limité à de tels systèmes. En principe, on peut également l'appliquer à d'autres systèmes du véhicule qui comportent au moins un capteur pour mesurer une grandeur d'état du véhicule. Le procédé selon l'invention repose sur la proposition de base consistant à conclure à l'état du système d'une pièce à partir d'une grandeur d'état mesurée, bien que l'état du système ne soit pas mesuré directement par les capteurs. Pour obtenir néanmoins une information concernant l'état du système, on analyse et on exploite la grandeur d'état mesurée et on l'examine pour déterminer la présence d'au moins une caractéristique remarquable représentative de l'état du système de la pièce. L'influence de la pièce sur la grandeur d'état mesurée se traduit dans la caractéristique remarquable reconnue par l'application de méthodes d'analyse correspondante. Cela permet d'obtenir une information supplémentaire concernant l'état actuel du système de la pièce concernée. La caractéristique remarquable traduit l'effet de la pièce sur l'évolution de la grandeur d'état mesurée. A titre d'exemple, un mouvement de réglage mécanique d'une pièce peut se traduire par l'influence sur l'évolution de l'accélération ce qui se constate sous la forme d'une caractéristique remarquable. La caractéristique remarquable peut se définir de différentes manières. Selon un mode de réalisation avantageux, la caractéristique remarquable se définit par une mesure de référence que l'on exécute de préférence pendant un état de fonctionnement défini du véhicule et/ou de la pièce à mesurer. Cet état de fonctionnement défini peut être soit une situation de conduite déterminée, par exemple une manoeuvre de conduite déterminée telle qu'une phase de freinage ou une phase de direction. Mais il est également possible d'avoir une commande ciblée d'un actionneur du véhicule pour déclencher une réaction soit de l'actionneur même, soit d'une pièce influencée par le mouvement de l'actionneur ce qui se répercute sur le profil de la 3 grandeur d'état mesurée. A titre d'exemple, un appareil de commande agit sur une vanne de réglage du véhicule et l'actionne si bien que le mouvement de réglage de la vanne se développe mécaniquement dans le véhicule et sera saisi par les capteurs comme caractéristique remarquable, de préférence dans l'évolution de l'accélération. Après avoir défini la caractéristique remarquable et l'avoir fixée à l'aide de grandeurs déterminées telles que l'amplitude et la fréquence, par exemple au cours d'une mesure de référence, on peut d'une part poursuivre directement le traitement des données recueillies, par exemple les instants de commutation de soupape, ce qui se traduit déjà par une meilleure précision de réglage lors de l'actionnement d'un système de régulation. D'autre part, la caractéristique remarquable peut être identifiée à tout instant dans l'évolution des valeurs de mesure du capteur si la pièce concernée exécute un mouvement correspondant. Cela permet d'identifier la pièce sans connaître l'instant de la réaction de la pièce. Selon un autre avantage, en comparant la réaction effectivement produite avec la caractéristique remarquable considérée comme valeur de consigne, on peut détecter une variation du comportement de la pièce. On peut constater ainsi une diminution de la fonction par exemple par encrassage ou vieillissement. Il est également possible de constater un décalage par exemple celui des instants de commutation de vannes ou soupapes de réglage. En principe, il est également possible de déterminer ou de fixer la caractéristique remarquable non par une mesure de référence, mais par la prédéfinition d'un jeu de données déjà connu et enregistrer dans l'appareil de régulation et de commande. Le procédé selon l'invention peut être appliqué à des pièces ou composants quelconques du véhicule dans la mesure où ces pièces (ou composants) ont une influence sur les grandeurs d'état considérées, détectées par les capteurs. La pièce (ou composant) peut être une pièce active telle que par exemple la soupape de réglage déjà décrite ci-dessus ou encore une pièce passive qui ne se règle que par une influence extérieure, par exemple des éléments d'amortissement qui subissent un mouvement de réglage au cours du roulage ou comme 4 réactions à l'actionnement d'un élément de réglage actif du véhicule. Comme autres pièces actives, il y a par exemple des courbes électriques du véhicule. L'actionnement du moteur de la pompe génère des vibrations ou des variations de couple qui se traduisent comme des caractéristiques remarquables dans l'évolution de la grandeur d'état mesurée, notamment d'une grandeur d'accélération. Un fonctionnement irrégulier du moteur de pompe correspondant à un balourd peut être identifié de cette manière comme caractéristique remarquable. Les pièces ou composants passifs sont de préférence des éléments de ressort ou des éléments amortisseurs et en particulier des éléments amortisseurs de la suspension du système ESP composé d'un appareil de commande intégrant des capteurs par inertie, une unité hydraulique et un moteur. Lorsqu'on actionne le système ESP, le moteur de la pompe peut générer des vibrations dépendant de la vitesse de rotation et les variations brusques de couple. Le procédé selon l'invention permet ainsi de déterminer la vitesse de rotation de la pompe ce qui autorise une régulation plus précise qu'avec une mesure de tension d'induction propre. Comme pour identifier la vitesse de rotation de la pompe par la mesure de l'accélération on n'influence pas le champ magnétique de l'enroulement du moteur, cela permet de régler un courant pratiquement constant pour le moteur ce qui économise les éléments de commutation. De plus, la réduction des pointes de couple diminue également le niveau de bruit. D'autre part, lors du démarrage du moteur de la pompe, le mouvement de rotation de l'élément d'amortissement faisant partie de la suspension du système ESP peut être identifié, car ce mouvement est engendré par la secousse de démarrage du moteur de la pompe il peut servir de caractéristique remarquable notamment dans l'évolution d'une vitesse de rotation mesurée. Si la caractéristique remarquable de l'élément d'amortissement change par un ou plusieurs paramètres, cela traduit un fonctionnement défectueux de l'élément amortisseur, notamment de l'usure ou un montage défectueux. Le procédé selon l'invention est de préférence exécuté dans un appareil de régulation ou appareil de commande du véhicule. Cet appareil fait avantageusement partie du système ESP. Dessins La présente invention sera décrite ci-après à l'aide de modes de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un appareil de régulation ou de commande ESP intégrant un capteur par inertie pour mesurer l'accélération longitudinale, l'accélération transversale et la vitesse de rotation, - la figure 2 est une vue en perspective d'un système ESP relié par une suspension munie d'éléments d'amortissement à la carrosserie du véhicule ou à une pièce solidaire de la carrosserie, et - la figure 3 montre différentes courses de soupape correspondant globalement à quatre soupapes ou vannes d'actionnement et l'effet du mouvement de réglage des soupapes sur le profil de l'accélération. Description de modes de réalisation La figure 1 montre un appareil de régulation ou de commande 1 d'un système ESP ayant au moins un actionneur dans le véhicule pour influencer la dynamique du véhicule. L'appareil de régulation ou de commande 1 est équipé d'un capteur inertiel 2 permettant de mesurer l'accélération longitudinale aX du véhicule, son accélération transversale ay ainsi que sa vitesse de rotation w (vitesse de lacet). Les valeurs de mesure fournies par le capteur à inertie 2 sont traitées par une unité de calcul dans l'appareil de régulation et de commande 1 et ces valeurs peuvent être enregistrées dans une mémoire. La figure 2 montre un système ESP 3 en position de montage qui comprend en plus de l'appareil de régulation et de commande 1 représenté à la figure 1, également un moteur de pompe électrique et une unité hydraulique. Le système ESP 3 est relié par des moyens de fixation 5 à une pièce 4 du véhicule solidaire de la carrosserie. Les installations de fixation 5 comprennent chacune un élément d'amortissement 6 qui peut présenter également des caractéristiques élastiques en plus des caractéristiques d'amortissement. Les éléments d'amortissement 6 permettent de transmettre de façon amortie au système ESP 3, les vibrations et les 5 6 chocs exercés par le véhicule ou s'exerçant sur celui-ci. Inversement, les vibrations et oscillations engendrées par le fonctionnement du système ESP, notamment du moteur, ne seront transmises que de façon amortie, à la pièce du véhicule 4, solidaire de la carrosserie. La figure 3 montre différentes courbes, les quatre courbes supérieures présentent chacune une course de soupape (s) d'une soupape ou vanne de réglage du véhicule en fonction du temps; la dernière courbe représente l'accélération (a) du système ESP en fonction du temps. Comme le montre l'évolution des courbes de course de soupape, la soupape respective est commutée à différents instants, de sorte que le corps de la soupape de réglage correspondant sera déplacé entre une première position et une seconde position. Mais il peut également s'agir par exemple d'une électrovanne dont le corps de soupape se ferme ou s'ouvre. Chaque fois que le corps de soupape passe d'une position de soupape à une autre position de soupape, cela se traduit par un choc mécanique qui se répercute sur la courbe d'accélération mesurée (a), par exemple dans l'accélération longitudinale ou l'accélération transversale sous la forme d'une perturbation. Cette perturbation de la courbe de l'accélération (a), mesurée, peut être prise comme caractéristique remarquable Mch, qui se traduit dans la courbe de mesure et est représentative de l'état du système de la pièce. Dans l'exemple de réalisation présenté, à chaque arrivée d'une caractéristique remarquable Mch, on peut conclure à une variation brusque de la soupape. De plus, par d'autres paramètres à déterminer et appartenant à la caractéristique remarquable Mch, notamment l'amplitude, l'évolution de l'amplitude ou l'évolution de la fréquence, on peut conclure à d'autres propriétés de la vanne de réglage concernée. Si la caractéristique remarquable Mch, mesurée présente un écart significatif selon un paramètre par rapport à une valeur de consigne correspondante, on peut conclure à une perturbation de la vanne de réglage concernée, cette perturbation provient par exemple d'une usure de cette vanne. Les courbes de course de soupape ou de vanne peuvent être générées au cours d'une mesure de référence ce qui permet de fixer 7 les valeurs de consigne caractéristiques qui doivent être mémorisées dans l'appareil de régulation et de commande du système ESP. Ces caractéristiques remarquables servent de référence pour d'autres comparaisons si d'autres mesures de l'accélération et des caractéristiques remarquables correspondantes peuvent être constatées au cours de cette accélération. La figure 4 montre un ordinogramme très fortement simplifié pour la mise en oeuvre du procédé. Selon l'étape de procédé V1, par le capteur à inertie du système ESP, on mesure tout d'abord l'accélération longitudinale a., l'accélération transversale ay et la vitesse de rotation w du véhicule. Ensuite, dans l'étape de procédé suivante V2, on vérifie au moins l'une des séries de mesures et le cas échéant dans plusieurs ou dans toutes les séries de mesures, l'existence d'une caractéristique Mch. Selon les grandeurs d'état mesurées, on peut constater différentes caractéristiques remarquables correspondant à l'analyse de la série de mesures respectives. De plus, cela permet de définir des caractéristiques remarquables différentes pour une même grandeur d'état si bien que par série de mesures d'une grandeur d'état, on peut avoir une interrogation concernant les caractéristiques remarquables différentes Mch. Dans la mesure où l'interrogation selon V2 constate qu'effectivement dans la courbe mesurée d'une grandeur d'état, on a une caractéristique remarquable, on passe à l'étape de procédé suivante V3; selon celle-ci, on a de préférence une variable logique Zsys, qui correspond de façon générale à l'état du système de la pièce considérée et qui est mise à la valeur "vrai". Le signal généré de cette manière est ensuite traité, notamment dans l'appareil de régulation ou de commande avec le cas échéant, d'autres interrogations. Ces autres interrogations peuvent concerner des écarts des différents paramètres des caractéristiques remarquables des valeurs de consigne. Si l'interrogation suivante montre que l'écart dépasse une mesure acceptable, on peut générer un signal de défaut. La connaissance de l'existence d'une caractéristique remarquable peut être utilisée pour régler le système ESP ou un autre système de ce type du véhicule. C'est ainsi que la connaissance précise 8 de l'instant de commutation d'une soupape d'actionnement peut être avantageuse pour la précision de la régulation dans le système de régulation de la dynamique de roulage. Si en revanche, l'interrogation de l'étape de procédé V2 montre qu'il n'y a pas de caractéristique remarquable dans l'une des courbes mesurées, on met la variable logique Zsys sur la valeur "faux" ce qui peut être traité de manière appropriée. La valeur peut être enregistrée dans un protocole. Ensuite, on revient au début du procédé et on exécute de nouveau l'ensemble du procédé à des intervalles lo cycliques. 15 15 30 REVENDICATIONS1 °) Procédé de contrôle du fonctionnement d'une pièce d'un véhicule par l'exploitation de l'état du système (s) de la pièce à l'aide d'un capteur (2) servant à mesurer une des grandeurs d'état (a., ay, w), s'écartant de l'état du système (s) de la pièce, et comprenant les étapes suivantes : - mesure de la grandeur d'état (a., ay, w), - examen d'au moins une caractéristique remarquable (Mch) de la grandeur d'état mesurée (a., ay, w), cette caractéristique étant représentative de l'état du système (s) de la pièce. 2°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on détermine la caractéristique remarquable (Mch) par une mesure de référence. 3°) Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que pour déterminer la caractéristique remarquable (Mch), on règle la pièce pour modifier l'état de son système (s). 20 4°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on examine la grandeur d'état mesurée (a', ay, w) à des intervalles réguliers pour déterminer la présence de la caractéristique remarquable 25 (Mch). 5°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que comme grandeur d'état, on mesure l'accélération (a', ay). 6°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que comme grandeur d'état, on mesure la vitesse de rotation (w). 35 510 7°) Procédé selon les revendications 1 à 6, caractérisé en ce que comme caractéristique remarquable (Mch), on exploite l'amplitude de la grandeur d'état mesurée (a., ay, w). 8°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que comme caractéristique remarquable (Mch), on exploite la fréquence de la grandeur d'état mesurée (a., ay, w). 10 9°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que comme caractéristique remarquable (Mch), on exploite l'intervalle de temps compris entre deux amplitudes successives de la grandeur d'état 15 mesurée (a., ay, w). 10°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on détermine l'état du système (s) d'une vanne d'actionnement du 20 véhicule. 11 °) Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu' on actionne la soupape de la vanne de réglage par les signaux d'un 25 appareil de régulation ou de commande (1) et on examine l'effet du débattement de la soupape sur la grandeur d'état mesurée (a., ay, w). 12°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' 30 on détermine l'état du système d'une pompe électrique du véhicule. 13°) Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu' on identifie les vibrations du moteur de pompe, les variations brusques 35 de couple, un fonctionnement irrégulier du moteur de pompe et/ ou de 11 sa vitesse de rotation par des caractéristiques remarquables (Mch) notamment au cours de l'accélération mesurée (a', ay). 14°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on détermine l'état du système d'un élément d'amortissement (6) du véhicule notamment au niveau de la suspension d'un système ESP (3). 15°) Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce qu' on identifie un mouvement de rotation de l'élément d'amortissement (6) comme conséquence d'une secousse de démarrage d'un moteur de pompe par une caractéristique remarquable (Mch) notamment au cours de la vitesse de rotation mesurée (w). 20