Brevet FR2987146A1 — publié le 20130823

La présente invention concerne un circuit de sortie pour un dispositif de régulation d'un moteur ainsi qu'un procédé de surveillance d'un tel circuit. La présente invention concerne plus particulièrement les véhicules automobiles (voitures, camions, motos...) équipés d'un moteur à combustion interne ou 5 électrique. Un moteur moderne pour véhicule automobile est généralement géré, au moins partiellement, par un dispositif de régulation du moteur, ou dispositif de régulation numérique du moteur connu également sous l'abréviation anglaise ECU (pour « Engine Control Unit »). Ce dispositif de régulation comporte notamment un calculateur 10 électronique, ou microcontrôleur, qui assure le traitement numérique de signaux qu'il reçoit de différents capteurs et qui commande des composants tels, par exemple, des actionneurs correspondants. Le dispositif de régulation comporte généralement un (ou plusieurs) circuit(s) de sortie intelligent(s) qui pilote(nt) des sorties reliées auxdits composants. Les signaux de sortie sont commandés par chaque circuit de sortie en 15 fonction de signaux de commande reçus du calculateur. Pour contrôler le bon fonctionnement des circuits de sortie, pour chaque composant, il est connu de réaliser un diagnostic de la liaison vers le composant. La fonction de diagnostic est généralement réalisée régulièrement, à une fréquence aussi élevée que possible. À chaque fois que ce diagnostic est mis en oeuvre, le résultat, positif 20 ou négatif, est transmis à un dispositif de gestion qui centralise tous les résultats de tous les diagnostics réalisés. Le diagnostic est réalisé par le microcontrôleur qui envoie régulièrement des demandes de diagnostic au circuit de sortie correspondant. Ce dernier répond alors au microcontrôleur. La réponse ainsi fournie permet de déterminer le bon fonctionnement ou non du circuit de sortie concerné. 25 Le document FR 2 901 616 décrit un système permettant de réaliser des diagnostics au sein d'un dispositif de régulation d'un moteur. Le système décrit dans ce document doit être associé à un système de diagnostic de bord (plus connu sous l'abréviation anglaise OBD pour « On Board Diagnostic ») qui est un système embarqué dans le véhicule automobile et ayant pour fonction de mesurer et d'interpréter toute 30 information sur l'état du véhicule ou de l'un de ses éléments dans le but d'établir un diagnostic. Il convient également de s'assurer que les diagnostics sont réalisés à une fréquence suffisamment élevée. Un contrôle est alors réalisé pour déterminer le taux entre le nombre de tests de bon fonctionnement qui ont été réalisés et le nombre de tests 35 qui, théoriquement, auraient pu être réalisés. La présente invention a pour but de fournir des moyens permettant de simplifier la gestion des diagnostics tout en garantissant bien entendu la fiabilité des tests réalisés. À cet effet, elle propose un circuit de sortie d'un dispositif de régulation d'un 5 moteur d'un véhicule automobile, ledit dispositif comportant : une entrée destinée à recevoir un signal de commande généré par un dispositif de commande, et - une sortie reliée à un composant et munie de moyens de commutation. - Selon la présente invention, ledit circuit de sortie comporte en outre un 10 dispositif, dit dispositif de surveillance, qui présente : une première entrée recevant le signal de commande de l'entrée du circuit de sortie reliée au dispositif de commande, - une seconde entrée connectée à la sortie du circuit de sortie, - des moyens de commande associés à des moyens de temporisation et 15 permettant d'interrompre la liaison entre la sortie du circuit de sortie et le composant. Cette configuration nouvelle permet de surveiller un circuit de sortie, appelé plus généralement par son nom anglais « driver », de manière à garantir la réalisation régulière de tests. En effet, le dispositif de surveillance reçoit les signaux de test. Il est 20 associé à des moyens de temporisation. S'il ne reçoit pas les signaux de test en nombre suffisant, il peut intervenir pour interrompre la liaison entre la sortie du circuit de sortie et le composant de telle sorte que pour que ce dernier soit opérationnel, il devient obligatoire de réaliser à une fréquence suffisamment élevée des tests pour faire un diagnostic du système intégrant le composant associé audit circuit de sortie. 25 Dans un circuit de sortie selon la présente invention, le dispositif de surveillance peut être intégré physiquement dans le circuit de sortie. En variante de réalisation, le dispositif de surveillance peut être un circuit distinct du circuit de sortie. Un dispositif de surveillance d'un circuit de sortie selon la présente invention comporte avantageusement des moyens d'analyse afin de déterminer si le signal reçu au 30 niveau de sa première entrée et/ou de sa seconde entrée correspond à un type de signal prédéterminé. La présente invention concerne également un dispositif de régulation d'un moteur de véhicule automobile comportant : - un dispositif de commande avec des moyens pour générer un signal de 35 commande, et au moins un circuit de sortie. Ledit dispositif est remarquable en ce qu'au moins un circuit de sortie est un circuit de sortie tel que décrit ci-dessus. La présente invention concerne également un procédé de surveillance d'un circuit de sortie, ledit circuit de sortie comportant : une entrée destinée à recevoir des signaux, chaque signal pouvant être un signal de commande généré par un dispositif de commande ou bien un signal de test, et une sortie reliée à un composant et munie de moyens de commutation. Selon la présente invention, ledit procédé comporte les étapes suivantes : a) surveillance d'un signal de sortie émis au niveau de la sortie du circuit de sortie ainsi que d'un signal de test reçu en entrée, dudit circuit, b) mise en route d'une temporisation à la détection du signal de sortie, ladite temporisation définissant un intervalle de temps de longueur prédéterminée, c) si durant ledit intervalle de temps aucun signal de test n'est reçu, action sur les moyens de commutation pour ouvrir la liaison entre le circuit de sortie et le composant correspondant, et retour à l'étape a), d) si durant ledit intervalle de temps un signal de test est reçu, retour à l'étape b). Dans un tel procédé de surveillance, il est avantageusement prévu que chaque signal reçu en entrée du dispositif de surveillance est analysé, et que si le signal reçu ne correspond pas à un type de signal prédéterminé, il est considéré comme n'étant 25 pas reçu. Des détails et avantages ressortiront mieux de la description qui suit, faite en référence au dessin schématique annexé sur lequel : La figure 1 illustre schématiquement un dispositif de régulation de moteur selon la présente invention, 30 La figure 2 correspond à la figure 1 pour une variante de réalisation de l'invention, et La figure 3 est un organigramme illustrant un procédé selon la présente invention. La figure 1 illustre schématiquement un dispositif de régulation numérique 35 d'un moteur pour véhicule automobile. Il peut s'agir ici d'un moteur à combustion interne ou bien encore d'un moteur électrique. La présente invention peut également s'appliquer à tout type de véhicule tel par exemple une moto, un camion, un autocar... Un tel dispositif de régulation numérique est également connu sous l'abréviation anglaise ECU (de « Engine Control Unit »). Un tel dispositif de régulation se présente généralement sous la forme d'un calculateur électronique qui reçoit des signaux de différents capteurs du véhicule correspondant et, en fonction de ceux-ci, commande 5 différentes actions. La figure 1 est une vue simplifiée en ce qu'elle ne concerne qu'une seule action gérée par le dispositif de régulation numérique. On a ainsi également représenté sur la figure 1 un actionneur 4 correspondant à l'unique action représentée sur cette figure. Bien entendu, comme le sait l'homme du métier, un véhicule moderne comporte plusieurs actionneurs commandés par un même dispositif de régulation 10 numérique. À l'intérieur du dispositif de régulation numérique 2, la figure 1 illustre, d'une part, un microcontrôleur 6 et, d'autre part, un circuit de sortie 8. Le microcontrôleur 6 forme le coeur du dispositif de régulation numérique 2. Il intègre notamment une puce et d'autres éléments électroniques lui permettant de 15 fonctionner comme une unité autonome. Ce microcontrôleur 6 peut être un microcontrôleur de l'art antérieur. Il comporte par exemple un bus d'entrées/sorties. La figure 1 illustre une unique sortie du microcontrôleur 6, ladite sortie étant appelée par la suite première sortie 10. Cette première sortie 10 est destinée à envoyer un signal de commande à destination de l'actionneur 4. De manière classique en électronique, le 20 circuit de sortie 8 se trouve entre l'actionneur 4 et le microcontrôleur 6 pour conformer le signal de commande issu du microcontrôleur 6 de telle sorte que celui-ci puisse être interprété par l'actionneur 4. Un tel circuit de sortie est plus connu sous le terme anglais « driver ». Le circuit de sortie 8 intègre un composant intelligent 12 (appelé « smart 25 output driver » en anglais). Ce composant intelligent 12 présente une entrée, appelée par la suite première entrée 14, reliée à la première sortie 10. La liaison entre la première sortie 10 et la première entrée 14 est par exemple de type SPI, abréviation anglaise pour « Stateful Packet Inspection » ou, en français, « inspection dynamique de paquets ». Le composant intelligent 12 comporte également une sortie, appelée ici deuxième sortie 16, 30 qui est reliée à l'actionneur 4. Sur la figure 1, on remarque que la liaison entre le composant intelligent 12, et plus particulièrement la deuxième sortie 16, et l'actionneur 4 présente des moyens de contrôle appelés par la suite étage de sortie 18. Ce dernier est un étage de sortie commandé qui permet d'activer ou de désactiver le contrôle entre le composant 35 intelligent 12 et l'actionneur 4. Cet étage de sortie 18 est notamment commandé par le composant intelligent 12 qui vient activer ledit étage de sortie 18 lorsqu'un signal de commande est envoyé vers l'actionneur 4. Les moyens d'actionnement du composant intelligent 12 sur l'étage de sortie 18 sont des moyens habituels dans un « driver » et ne sont donc pas représentés sur la figure 1. La présente invention propose d'associer un dispositif de surveillance 20 au circuit de sortie 8. Ce dispositif de surveillance 20 est du type des dispositifs électroniques 5 connus sous le nom de chien de garde (ou en anglais « WatchDog »). Le dispositif de surveillance 20 comporte deux entrées, appelées par la suite deuxième entrée 22 et troisième entrée 24, ainsi qu'une sortie appelée troisième sortie 26. La deuxième entrée 22 du dispositif de surveillance 20 est connectée de 10 manière à recevoir tout signal émis par le composant intelligent 12 et sortant par la deuxième sortie 16 de celui-ci. La troisième entrée 24 du dispositif de surveillance 20 est quant à elle connectée de telle sorte qu'elle reçoive tout signal issu du microcontrôleur 6 par la première sortie 10. 15 Avant d'expliquer le fonctionnement spécifique du dispositif de régulation numérique 2 selon la présente invention, le fonctionnement de la surveillance du dispositif de régulation est indiqué. Ce fonctionnement est donné à titre d'exemple et correspond à un fonctionnement généralement observé dans le domaine de la gestion des moteurs pour véhicule automobile. Pour des raisons de sécurité, il convient de s'assurer que 20 lorsqu'un ordre est donné il en résulte bien l'envoi d'une commande valide au niveau d'un composant, par exemple un actionneur. Ainsi, pour s'assurer du bon fonctionnement du dispositif, des moyens électroniques de surveillance permettent de détecter au niveau d'une sortie si cette sortie est en circuit ouvert, si elle présente un court-circuit au + (tension de la source d'alimentation), un court-circuit au - (à la masse) ou bien si le 25 circuit est normalement relié. On a ainsi quatre états distincts correspondant à une sortie. À intervalles de temps réguliers, des signaux de test sont émis. En réponse à ces signaux, un signal de réponse est envoyé en retour. Le signal de réponse contient notamment une information concernant l'état de la sortie. On retrouve des signaux de test en sortie du microcontrôleur 6, et notamment au niveau de la première sortie 10. Suivant 30 la fonction contrôlée, l'intervalle de temps séparant deux signaux de test est plus ou moins important. Il est généralement de l'ordre de 1 à 100 ms (grandeurs données à titre illustratif et nullement limitatif). Ceci étant indiqué, le fonctionnement du dispositif de régulation numérique 2, et plus particulièrement de son dispositif de surveillance 20, peut être maintenant décrit. 35 Comme indiqué plus haut, il est représenté sur la figure 1 un seul actionneur 4 correspondant à une fonction gérée par le dispositif de régulation numérique 2. Toutefois, ce dispositif de régulation numérique 2 permet la gestion d'un grand nombre de fonctions et par là d'actionneurs ou autres composants. Lorsque la sortie du composant intelligent 12, c'est-à-dire la deuxième sortie 16, est pilotée, un signal de commande est envoyé vers l'actionneur 4, commandant également l'activation de l'étage de sortie 18. Le signal alors émis par la deuxième sortie 16 arrive en entrée (deuxième entrée 22) du dispositif de surveillance 20. Ce dernier, qui était par exemple en veille, s'active. Ce dispositif de surveillance 20 est associé à une horloge, par exemple une horloge interne d'un composant électronique du dispositif de régulation numérique 2. Le dispositif de surveillance 20, grâce à son association à une horloge (non représentée) met en route une temporisation. Celle-ci peut être de l'ordre de quelques millisecondes jusqu'à environ une seconde (1 s). Le dispositif de surveillance 20 a alors pour fonction de venir couper la liaison entre le composant intelligent 12 et l'actionneur 4 au niveau de l'étage de sortie 18, si, après détection d'un signal de commande au niveau de sa deuxième entrée 22, il ne reçoit pas de signal de test au niveau de son autre entrée, c'est-à-dire de la troisième entrée 24. Pour commander l'étage de sortie 18 et couper la liaison entre le composant intelligent 12 et l'actionneur 4, un signal est émis par le dispositif de surveillance 20 par la troisième sortie 26 pour être injecté dans le composant intelligent 12 par une quatrième entrée 27. Ainsi donc, une fois la temporisation mise en route, si aucun signal de test n'est reçu, l'étage de sortie 18 est désactivé. En effet, d'après les protocoles de gestion, chaque commande envoyée par un organe de commande est suivie d'une procédure de test pour s'assurer, d'une part, que l'ordre a bien été reçu et, d'autre part, qu'il n'y a pas de panne électrique. Lorsqu'un signal de test est détecté par le dispositif de surveillance 20 au niveau de la troisième entrée 24, le temporisateur est réinitialisé pour une nouvelle période d'attente du signal de test suivant. Lorsque plus aucun signal de test n'est reçu, cela signifie que la commande n'est plus active et le dispositif de surveillance peut alors désactiver l'étage de sortie 18 et couper ainsi la liaison entre le composant intelligent 12 et l'actionneur 4. La figure 3 illustre le procédé de surveillance qui vient d'être décrit. Le procédé selon l'invention est initialisé à la mise en route du système auquel le dispositif de surveillance correspondant est intégré. Cette étape d'initialisation est illustrée par une première boîte 28. Le dispositif de surveillance surveille alors l'émission d'un signal de commande au niveau de la sortie (deuxième sortie 16) du composant intelligent 12 ainsi que l'émission d'un signal de test par le microcontrôleur 6 (étape a). Lorsqu'un signal de sortie issu de la deuxième sortie 16 est détecté au niveau de la deuxième entrée 22, une temporisation est mise en route au sein du dispositif de surveillance 20 (étape b). On supposera ici à titre purement illustratif que la temporisation est de 20 ms. L'étape c) vérifie si l'arrivée d'un signal de test a bien lieu. Si oui (Y) on retourne à l'étape b). Si non (N), l'étage de sortie 18 est désactivé et on retourne à l'étape a). Autrement dit, si dans les 20 ms suivant l'arrivée au niveau de la deuxième entrée 22 du dispositif de surveillance 20 un signal de test arrive au niveau de la troisième entrée 24 du dispositif de surveillance 20, la temporisation est remise en route. Ainsi par exemple, on peut à titre illustratif supposer qu'un signal de test arrive au niveau de la troisième entrée 24 cinq ms après l'arrivée au niveau de la deuxième entrée 22 du signal de sortie. Une nouvelle période de 20 ms commence alors au cours de laquelle le dispositif de surveillance 20 s'attend à recevoir un nouveau signal de test par sa troisième entrée 24. Si un nouveau signal de test arrive moins de 20 ms après la réception d'un signal de test précédent, la temporisation se remet en marche. Lorsqu'il n'y a plus de signaux de test, la temporisation s'arrête et le dispositif de surveillance 20 commande alors la désactivation de l'étage de sortie 18. On suppose ici qu'il n'y a pas de nouveau signal de commande émis au niveau de la deuxième sortie 16 du composant intelligent. L'homme du métier aura compris que si un tel signal devait apparaître moins de 20 ms après le dernier signal de test reçu au niveau de la troisième entrée 24, le dispositif de surveillance 20 est alors à nouveau activé comme décrit ci-dessus. Le procédé de surveillance décrit ci-dessus ne modifie pas le traitement des signaux de test par le microcontrôleur 6. Le composant intelligent 12 continue de transmettre, en réponse aux signaux de test émis par le microcontrôleur 6, un signal renseignant le microcontrôleur 6 sur l'état de la sortie à contrôler. En cas de constatation d'anomalies, une alarme est éventuellement déclenchée selon la procédure définie pour l'anomalie constatée. Dans le procédé décrit ci-dessus, il est également possible d'analyser au niveau du dispositif de surveillance 20 la nature du signal de test. Le dispositif de surveillance 20 peut ainsi surveiller non seulement la présence d'un signal de test mais encore si le signal de test correspond bien à un signal de test attendu, c'est-à-dire un signal de test correspondant à une demande de diagnostic destinée à l'actionneur 4. Dans le cas où le signal de test n'est pas conforme, on estime dans le procédé que le signal de test n'est pas reçu. Une telle analyse peut également être réalisée pour le signal reçu par la deuxième entrée 22. L'utilisation d'un circuit de sortie 8 selon la présente invention et/ou la mise en 35 oeuvre d'un procédé de surveillance selon la présente invention permettent de simplifier la gestion de la procédure de diagnostic au niveau du dispositif de régulation numérique. En effet, dans un dispositif de diagnostic embarqué, connu aussi sous l'abréviation anglaise OBD (pour « On Board Diagnostic ») il est prévu de compter les tests réalisés pour comparer le nombre obtenu au nombre de tests qui auraient pu théoriquement être réalisés. Ceci permet de s'assurer qu'un nombre suffisant de tests est réalisé et qu'ainsi le diagnostic obtenu est régulièrement exécuté au cours du temps. Avec la présente invention, il devient donc inutile de réaliser des statistiques sur les tests réalisés. Toute opération de type RBM (abréviation anglaise de « Rate Based Monitoring », c'est-à-dire en français gestion quantitative) au niveau du dispositif de diagnostic embarqué peut être supprimée. En effet, en adaptant dans le dispositif de surveillance la temporisation (durée de l'intervalle de temps) il est possible d'assurer qu'un nombre suffisant de tests est réalisé si le nombre de tests est insuffisant, le composant correspondant (actionneur 4) est désactivé. Ainsi, la réalisation de tests, et de plus à une fréquence suffisamment élevée, devient obligatoire pour permettre le fonctionnement d'un composant (actionneur 4 ou similaire). Il apparaîtra à l'homme du métier que la présente invention permet également de détecter le cas où un composant est piloté « par erreur » c'est-à-dire le cas où un ordre de commande est émis en direction dudit composant sans qu'il ait été sollicité. En effet, si un composant (actionneur 4) reçoit un signal de commande qui ne provient pas d'une commande du microcontrôleur correspondant, cette commande se verra rapidement annulée par désactivation de l'étage de sortie 18 correspondant grâce à la mise en oeuvre de l'invention. La présente invention permet ainsi d'augmenter la fiabilité globale du système. Dans la forme de réalisation illustrée sur la figure 1, il est supposé que le dispositif de surveillance 20 est intégré au circuit de sortie 8. Toutefois, il est envisageable d'avoir un dispositif de surveillance physiquement distinct du circuit de sortie. Ceci est illustré schématiquement sur la figure 2. Cette dernière reprend les mêmes références que celles utilisées pour la figure 1. Le fonctionnement du dispositif de cette figure 2 est similaire à celui décrit plus haut en référence à la figure 1 et n'est donc pas expliqué à nouveau ici. Les différences avec la figure 1 sont que le dispositif de surveillance 20 et l'étage de sortie sont à l'extérieur du circuit de sortie 8 (« driver »). De ce fait, la structure de l'étage de sortie est un peu différente. Cet étage de sortie se présente alors sous la forme de moyens de commutation, représentés sur la figure 2 sous la forme d'un commutateur 18' qui est commandé directement par le dispositif de surveillance 20. La troisième sortie 26 du dispositif de surveillance 20 est ainsi directement reliée au commutateur 18' (et non plus à une quatrième entrée du composant intelligent 12 utilisée pour agir sur l'étage de sortie). Toutefois, on retrouve pour ce dispositif de surveillance 20 les mêmes fonctions et, mis à part les différences évoquées, les mêmes connections que dans le cas de figure du premier mode de réalisation de la figure 1. Pour les deux formes de réalisation de l'invention le système de diagnostic embarqué est simplifié (plus de gestion de type RBM) et la fiabilité du système est augmentée. La présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites ci-5 dessus à titre d'exemples non limitatifs. Elle comprend également les variantes de réalisation à la portée de l'homme du métier. REVENDICATIONS1. Dispositif de régulation (2) d'un moteur de véhicule automobile comportant : - un dispositif de commande (6) avec des moyens pour générer un signal de commande, et - au moins un circuit de sortie (8) comportant : o une entrée (14) destinée à recevoir un signal de commande généré par le dispositif de commande (6), et o une sortie (16) reliée à un composant (4) et munie de moyens de commutation (18), caractérisé en ce que ledit dispositif de régulation comporte en outre un dispositif, dit 10 dispositif de surveillance (20), qui présente : - une première entrée (24) recevant le signal de l'entrée (14) du circuit de sortie (8) reliée au dispositif de commande (6), - une seconde entrée (22) connectée à la sortie (16) du circuit de sortie (8), des moyens de commande associés à des moyens de temporisation et 15 permettant d'interrompre la liaison entre la sortie du circuit de sortie (8) et le composant (4). 2. Dispositif de régulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de surveillance (20) est intégré physiquement dans le circuit de sortie (8). 3. Dispositif de régulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le 20 dispositif de surveillance (20) est un circuit distinct du circuit de sortie (8). 4. Dispositif de régulation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de surveillance (20) comporte des moyens d'analyse afin de déterminer si le signal reçu au niveau de sa première entrée (24) correspond à un type de signal prédéterminé. 25 5. Dispositif de régulation selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'analyse afin de déterminer si le signal reçu au niveau de sa seconde entrée (22) correspond à un type de signal prédéterminé. 6. Procédé de surveillance d'un circuit de sortie (8), ledit circuit de sortie (8) comportant : 30 une entrée (14) destinée à recevoir des signaux, chaque signal pouvant être un signal de commande généré par un dispositif de commande (6) ou bien un signal de test, etune sortie (16) reliée à un composant (4) et munie de moyens de commutation (18), caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : a) surveillance d'un signal de sortie émis au niveau de la sortie (16) du circuit de sortie (8) ainsi que d'un signal de test reçu en entrée dudit circuit, b) mise en route d'une temporisation à la détection du signal de sortie, ladite temporisation définissant un intervalle de temps de longueur prédéterminée, c) si durant ledit intervalle de temps aucun signal de test n'est reçu, action sur les moyens de commutation (18) pour ouvrir la liaison entre le circuit de sortie (8) et le composant correspondant, et retour à l'étape a), d) si durant ledit intervalle de temps un signal de test est reçu, retour à l'étape b). 7. Procédé de surveillance selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque signal reçu en entrée du dispositif de surveillance est analysé, et en ce que si le signal reçu ne correspond pas à un type de signal prédéterminé, il est considéré comme n'étant pas reçu.