Brevet FR3042888A1 — publié le 20170428

L'invention concerne les systèmes de diagnostics embarqués pour véhicule automobile, couramment désignés, dans ce domaine technique, sous l'appellation de systèmes OBD pour On-Board Diagnostic selon l'acronyme anglais consacré. Plus précisément, la présente invention vise un procédé visant à l'optimisation du rapport entre le nombre de diagnostics matériels embarqués réalisés et la précision desdits diagnostics matériels embarqués réalisés, ledit nombre et ladite précision des diagnostics étant tous deux souhaités les plus élevés possibles. En effet, les systèmes de diagnostics embarqués - ou systèmes OBD - ont pour fonction principale d'évaluer le fonctionnement matériel de véhicules et ont la capacité à diagnostiquer la présence d'une panne sur un composant de motorisation du véhicule. Les systèmes OBD consistent donc en un ensemble de moyens matériels et logiciels, permettant de réaliser des diagnostics matériels visant le moteur de véhicules. L'objet de la présente invention concerne l'amélioration du fonctionnement de tels systèmes OBD, dans le but d'optimiser la précision des diagnostics réalisés et le 15 nombre de fois où ils seront effectués. De façon connue, les systèmes OBD s'articulent autour de calculateurs embarqués mettant en oeuvre des procédés de contrôle ou d'observation des composants du moteur, en vue d'effectuer les diagnostics de panne les plus pertinents possibles. En pratique, lorsqu'un dysfonctionnement survient sur un moteur de véhicule, 20 le calculateur dédié détecte la présence d'une panne et le véhicule doit être amené à un technicien spécialisé pour que ce dernier mène des investigations. En premier lieu, le technicien spécialisé va connecter un ordinateur (nommé « outil de diagnostic », connu sous l'appellation « scan tool » en anglais) sur une prise spéciale prévue sur le véhicule, généralement appelée prise OBD, et exécuter, par l'intermédiaire de moyens logiciels, un 25 procédé présentant une pluralité de stratégies de contrôle ou d'observation aptes à traiter, chacune, une pluralité de composants, en vue de réaliser le diagnostic juste, consistant à désigner le composant responsable du dysfonctionnement. Par ailleurs, en pratique, le même « outil de diagnostic » permet aux autorités compétentes de contrôler l'efficacité du système antipollution du véhicule. 30 Dans ce contexte, un paramètre crucial en vue de l'analyse du fonctionnement du contrôle moteur s'appuie sur la connaissance d'un ratio, notamment désigné sous les acronymes anglais de RBM pour « Rate-Based Monitoring », ou IUPR, pour « In-Use Performance Ratio ». 3042888 2 Ce ratio correspond au rapport entre le nombre de fois où un diagnostic matériel embarqué donné est réalisé et le nombre de cycles de roulage du véhicule considéré. Dans la plupart des pays, la législation impose que ce ratio soit supérieur à un 5 seuil prédéterminé, de façon à s'assurer, pour des raisons de fiabilité ou pour répondre à des normes de minimisation de la pollution, que le moteur fonctionne correctement à travers des diagnostics matériels embarqués suffisamment fréquents. En fonction du composant matériel considéré, le seuil prédéterminé auquel le ratio doit être supérieur peut varier. Par exemple, il peut être exigé que ce ratio soit supérieur à 25 `Vo. 10 Or, par ailleurs, pour être pertinents, les diagnostics matériels embarqués ne peuvent être réalisés que dans certaines conditions, liées typiquement à l'état du véhicule, tel que la température du catalyseur (est-il suffisamment chaud ?) ou le régime moteur (est-il bien compris entre telle valeur minimale et telle valeur maximale ?). Ainsi, certains diagnostics peuvent, en fonction de l'utilisation du véhicule, être trop rarement réalisés, par exemple parce que ledit véhicule ne réalise que de petits parcours à vitesse réduite, empêchant que les conditions de réalisation d'un diagnostic donné, comprenant la nécessité que le véhicule roule à une vitesse relativement élevée pendant une certaine durée, ne soient atteintes. En outre, il est à noter qu'une attention particulière est prêtée à toute panne 20 qui surviendrait sur des composants susceptibles d'entraîner un risque de sur-pollution. En effet, de façon générale, les diagnostics embarqués sont devenus progressivement de plus en plus sophistiqués, notamment pour permettre aux moteurs de respecter des seuils d'émissions polluantes réglementaires de plus en plus stricts. Ainsi, des exigences réglementaires élaborées s'appliquent aujourd'hui aux 25 véhicules automobiles et concernent aussi bien les seuils d'émissions polluantes que les méthodes et moyens à mettre en oeuvre pour détecter tout défaut dans la capacité à maîtriser ces émissions et à en avertir l'utilisateur. Ces exigences réglementaires de plus en plus strictes rendent crucial un fonctionnement optimal des systèmes OBD. 30 Il est à noter, par ailleurs, qu'il existe un antagonisme entre le souhait d'augmenter le nombre de fois où les diagnostics sont réalisés, en vue de respecter les ratios minimum de RBM, et le souhait de réaliser des diagnostics précis. En effet, si l'on assouplit les conditions de réalisation d'un diagnostic, on porte généralement atteinte à sa précision. Par exemple, certains diagnostics peuvent requérir que le moteur du véhicule 35 soit suffisamment chaud. Or, si ledit véhicule ne réalise que de très courts trajets, peut-être la température de son moteur n'atteint-elle jamais la température élevée requise pour réaliser ledit diagnostic. Si une calibration différente du système OBD est mise en oeuvre, 3042888 3 de façon à diminuer le seuil de température requis pour que le diagnostic soit réalisé, ledit diagnostic sera certes réalisé plus souvent, mais ce sera au détriment de la précision dudit diagnostic, celui-ci étant plus précis lorsque le moteur est plus chaud. Pour tenter d'améliorer le ratio du nombre de diagnostics réalisés sur le 5 nombre de cycles de roulage du véhicule, différents procédés ont été mis au point. Par exemple, le document US 20120072060 Al propose un procédé de supervision d'un système OBD permettant d'identifier l'existence d'un ratio trop faible et agir, le cas échéant, sur le moteur, pour créer les conditions de réalisation de diagnostics. C'est ainsi que, dans l'état de la technique, certains systèmes OBD de 10 véhicules hybrides forcent le fonctionnement du moteur thermique, alors que le fonctionnement sur l'énergie électrique fournie par la batterie est possible et moins polluant, uniquement pour permettre la réalisation de diagnostics matériels embarqués sur ledit moteur thermique. C'est pour pallier ce type d'inconvénient, et par conséquent optimiser de façon 15 passive le rapport entre le nombre de diagnostics réalisés sur un composant donné et la précision desdits diagnostics que le procédé selon l'invention a été mis au point. Ainsi, pour permettre l'ajustement dynamique des conditions de réalisation de diagnostics matériels embarqués en fonction de l'utilisation du véhicule, en vue d'optimiser le nombre de diagnostics réalisés et leur précision, le procédé selon l'invention prévoit la mise en oeuvre d'un jeu de calibrations sélectionné de façon dynamique et automatique, ledit jeu de calibrations comprenant une pluralité de conditions de réalisation d'un diagnostic matériel embarqué donné, induisant un certain niveau de précision dudit diagnostic. Dans le procédé selon l'invention, le niveau de précision d'un diagnostic matériel embarqué donné est ainsi adapté de façon à être le plus grand possible tout en respectant un ratio minimum prédéterminé de nombre de diagnostics réalisés en fonction du nombre de cycles de roulage du véhicule. A cet effet, plus précisément, l'invention concerne un procédé pour établir un diagnostic matériel embarqué à bord de véhicule, par l'intermédiaire d'un calculateur adapté exécutant les étapes suivantes : i. le calcul d'un ratio correspondant au rapport entre un nombre d'occurrences d'un diagnostic, correspondant au nombre de fois où ledit diagnostic a été réalisé, et un nombre de cycles de roulage du véhicule, correspondant au nombre de fois où ledit véhicule a eu son moteur démarré et a réalisé au minimum un trajet en atteignant des conditions d'utilisation prédéterminées, ii. la définition d'un niveau de précision paramétrable du diagnostic matériel embarqué, correspondant à une ou plusieurs conditions de réalisation dudit diagnostic, lesdites conditions étant liées à l'état du véhicule, telles que la 3042888 4 température du liquide de refroidissement ou la vitesse du véhicule par exemple, et ledit niveau de précision pouvant présenter une pluralité de valeurs s'échelonnant d'un niveau de précision minimum à un niveau de précision maximum, ledit niveau de précision pouvant être augmenté d'échelon en 5 échelon, jusqu'au niveau de précision maximum, ou diminué d'échelon en échelon, jusqu'au niveau de précision minimum, iii. à chaque nouveau cycle de roulage du véhicule : - si ledit ratio est supérieur à un seuil prédéterminé augmenté d'une première marge, l'augmentation du niveau de précision d'un échelon, à moins que ledit 10 niveau de précision soit égal au niveau de précision maximum, - si ledit ratio est inférieur à un seuil prédéterminé augmenté d'une deuxième marge, la deuxième marge étant supérieure à la première marge, la diminution du niveau de précision d'un échelon, à moins que ledit niveau de précision soit égal au niveau de précision minimum, 15 iv. la réalisation du diagnostic matériel embarqué aux conditions de réalisation correspondant au niveau de précision. Le procédé selon l'invention permet ainsi d'optimiser le compromis entre le nombre de diagnostics réalisés et le nombre de cycles de roulage, et la précision desdits diagnostics. A titre d'exemple non limitatif, selon un mode de réalisation, les conditions de réalisation du diagnostic embarqué comprennent une condition portant sur une valeur minimale et une valeur maximale de la température du liquide de refroidissement, une 20 condition portant sur une vitesse minimale à atteindre par le véhicule, et une condition portant sur la stabilité de la vitesse du véhicule pendant une durée déterminée. Selon un mode de réalisation avancé, les conditions de réalisation du diagnostic sont modifiées automatiquement par l'intermédiaire de moyens d'apprentissage, les conditions de réalisation du diagnostic étant modifiées en fonction du 25 style de conduite du conducteur du véhicule et de l'environnement, tel que la température de l'air ou le profil de roulage. Par exemple, le ratio prédéterminé peut être défini par la norme Euro 6. Selon un mode de réalisation avancé, préalablement à l'étape iii., le procédé comprend la vérification que le nombre d'occurrences est supérieur à un seuil 30 d'occurrences du diagnostic et, si ledit nombre d'occurrences est inférieur audit seuil d'occurrences du diagnostic, l'attente de la prochain réalisation dudit diagnostic, et ce jusqu'à ce que ledit nombre d'occurrences devienne supérieur ou égal audit seuil d'occurrences du diagnostic. Par exemple, ledit seuil d'occurrences du diagnostic est égal à 20. 3042888 5 L'invention vise également un système de diagnostic embarqué pour véhicule automobile, c'est-à-dire un système OBD, comprenant un calculateur comprenant des moyens de mise en oeuvre du procédé tel que brièvement décrit précédemment. 5 L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et se référant aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente un logigramme montrant le principe du procédé selon l'invention ; - la figure 2 montre un diagramme correspondant à l'établissement d'un 10 diagnostic associé à des conditions de réalisation sévères ; - la figure 3 montre un diagramme correspondant au non établissement d'un diagnostic associé à des conditions de réalisation sévères ; - la figure 4 montre un diagramme correspondant à l'établissement d'un diagnostic associé à des conditions de réalisation assouplies. 15 L'invention est présentée principalement en vue d'une application dans le contexte d'un système de diagnostic embarqué de véhicule automobile. Cependant, d'autres applications sont également visées par la présente invention, notamment toute mise en oeuvre dans tout type de système de diagnostic embarqué de tout type de véhicule terrestre ou non. 20 En référence à la figure 1, la présente invention concerne ainsi un procédé pour établir un diagnostic matériel embarqué à bord de véhicule. En premier lieu, comme expliqué précédemment, la problématique générale, dans le contexte de l'invention, réside dans la capacité à s'assurer que le ratio entre le nombre de diagnostics réalisés et le nombre de cycles de roulage est satisfaisant, en ce 25 que, en particulier, il respecte la législation en vigueur. Un cycle de roulage est défini comme un ensemble de conditions liées au véhicule : son démarrage et la réalisation d'un certain nombre de conditions, comme l'atteinte d'une certaine vitesse, le maintien de l'état démarré du moteur pendant une certaine durée, le maintien au régime de ralenti à chaud de manière continue pendant un 30 temps prédéfini ou encore l'atteinte d'une certaine température du moteur, le tout devant être observé à une altitude pas trop élevée et à une température ambiante pas trop froide. La définition d'un cycle de roulage est par exemple donnée par la norme Euro 6 relatives aux systèmes OBD ; cette définition sera retenue pour illustrer la présente description. 35 Les diagnostics réalisés sur les composants du moteur, pour vérifier leur bon fonctionnement, nécessitent également que le véhicule ait atteint un état, variable d'un diagnostic à l'autre, impliquant typiquement que la température du liquide de 3042888 6 refroidissement soit dans une fourchette donnée ou encore que la vitesse du véhicule soit sensiblement stable pendant une période donnée et comprise dans une certaine fourchette de valeurs. Dans de nombreux pays, la législation impose que le ratio, calculé comme le 5 rapport du nombre de diagnostics réalisé sur le nombre de cycles de roulage soit supérieur à un seuil déterminé, dépendant du diagnostic. Par exemple, de tels ratios sont par exemple imposés par la norme Euro 6 et sont généralement de l'ordre de 25 % ; ils peuvent néanmoins varier d'un composant à l'autre. 10 En pratique, selon un mode de réalisation préféré, il est en outre nécessaire qu'un nombre minimum de cycles de roulage, typiquement de l'ordre de 20, ait été effectué pour commencer à chercher à optimiser ledit ratio, conformément au procédé selon l'invention. Or, en fonction notamment du style de conduite ou du type de trajets effectué 15 le plus souvent par le véhicule, les conditions nécessaires à la réalisation d'un diagnostic peuvent être plus ou moins difficiles à atteindre. Par exemple, des trajets récurrents sont effectués mais trop courts pour permettre l'atteinte de conditions requises en terme de température du liquide de refroidissement ou de vitesse du véhicule. Par ailleurs, il est connu que la précision d'un diagnostic dépend notamment 20 des conditions dans lesquelles se trouvent le moteur et le véhicule. Par exemple, certains diagnostics sont réalisés de façon plus précise à une température élevée du moteur bien qu'ils puissent néanmoins être réalisés, avec une précision moindre, à une température inférieure du moteur. De ce fait, afin d'optimiser le compromis entre le nombre de diagnostics 25 réalisés et leur précision, l'invention prévoit la définition d'une pluralité de jeux de calibration, correspondant à différents niveaux de précision, allant du niveau de précision le plus faible au niveau de précision le plus élevé. Ainsi, concrètement, selon l'invention, le niveau de précision de chaque diagnostic matériel embarqué est paramétrable. Ce niveau de précision correspond en fait 30 à une ou plusieurs conditions de réalisation dudit diagnostic, lesdites conditions étant liées à l'état du véhicule, telles que la température du liquide de refroidissement ou la vitesse du véhicule par exemple. Comme le montre le logigramme de la figure 1, tous les vingt cycles de roulage du véhicule : 35 - si ledit ratio est supérieur à un seuil prédéterminé augmenté d'une première marge, le niveau de précision est augmenté d'un échelon, à moins que ledit niveau de précision soit déjà égal au niveau de précision maximum, 3042888 7 - si ledit ratio est inférieur à un seuil prédéterminé augmenté d'une deuxième marge, la deuxième marge étant supérieure à la première marge, le niveau de précision est diminué d'un échelon, à moins que ledit niveau de précision soit déjà égal au niveau de précision minimum. 5 La première marge permet ainsi de détecter la possibilité de changer automatiquement la calibration en vue de passer à un jeu de conditions de réalisation du diagnostic plus sévère, en vue d'améliorer la précision dudit diagnostic. La deuxième marge, au contraire, permet de détecter la nécessité d'assouplir les conditions de réalisation du diagnostic afin de maintenir un ratio satisfaisant de 10 nombre de diagnostics réalisés sur le nombre de cycle de roulage. Dans ce contexte, lorsque le niveau de précision ainsi configuré permet au véhicule d'atteindre les conditions de réalisation d'un diagnostic, ce dernier est réalisé, avec la meilleure précision atteignable compte tenu des conditions relatives à l'état du véhicule (température du liquide de refroidissement, vitesse ...etc.). 15 Par exemple, il peut être décidé, dans le cadre de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, de définir cinq niveaux de précision, allant du plus faible au plus élevé, le niveau de précision par défaut étant le troisième niveau de précision correspondant à un niveau de précision moyen. A titre d'illustration du procédé selon l'invention, les figures 2, 3, 4 montrent 20 plusieurs cas de figure dans lesquels un diagnostic matériel donné est réalisé ou non, en fonction du niveau de précision, et donc du jeu de conditions de réalisation, tel que configuré automatiquement par le procédé selon l'invention. Les figures 2, 3, 4 montrent ainsi l'évolution de la température du liquide de refroidissement T et de la vitesse du véhicule V en fonction du temps t. 25 A la figure 2, le diagnostic matériel D est bien réalisé. En effet, la calibration est effectuée de façon à ce que le jeu de conditions soit associé à une température du liquide de refroidissement minimale TempMinl et une température du liquide de refroidissement maximale TempMaxl , aboutissant à la définition de la zone de diagnostic Z, correspondant à une zone de température du liquide de refroidissement 30 dans laquelle un diagnostic est a priori possible. Les autres conditions de réalisation du diagnostic sont ici l'atteinte de la vitesse minimale VS_MIN et la stabilisation de la vitesse V du véhicule à une vitesse supérieure à VS_MIN pendant un temps suffisant. Ce jeu de conditions de réalisation du diagnostic matériel considéré est donné à titre d'illustration uniquement. 35 Or, vu les courbes de température T et de vitesse du véhicule V, les conditions de réalisation sont bien atteintes. Le diagnostic D est donc réalisé, avec un niveau de précision correspondant au jeu de conditions de réalisation déterminé. 3042888 8 Dès lors, par application du procédé décrit précédemment, il peut être essayé d'augmenter la précision du diagnostic matériel en durcissant les conditions de réalisation dudit diagnostic. A la figure 3, les conditions de réalisation du diagnostic matériel sont les 5 mêmes qu'à la figure 1, correspondant à un même niveau de précision du diagnostic. Cependant, l'utilisation du véhicule n'est pas la même et les courbes de température T du liquide de refroidissement et de vitesse V du véhicule sont différentes, de sorte que les conditions de réalisation actuelles du diagnostic matériel considéré, en particulier la fourchette de température choisie TempMinl - TempMaxl, ne sont pas atteintes, soit que 10 la température maximale TempMaxl autorisée pour le liquide de refroidissement est dépassée, soit que la vitesse minimale requise VS MIN n'est pas atteinte. De ce fait, le diagnostic matériel ne peut pas être réalisé. Or, par application du procédé décrit en particulier en regard de la figure 1, si le ratio du nombre de diagnostics réalisés sur le nombre de cycles de roulage n'est pas 15 satisfaisant, la calibration du jeu de conditions de réalisation du diagnostic est assouplie, de telle sorte que, conformément à l'exemple considéré, la plage de température requise pour le liquide de refroidissement correspond désormais à la plage élargie allant de TempMin2 à TempMax2, comme le montre la figure 4. En assouplissant les conditions de réalisation du diagnostic, on parvient ainsi 20 à réaliser effectivement le diagnostic D, mais avec un niveau de précision moindre, comme expliqué précédemment. Ainsi, par application du procédé selon l'invention, les conditions du premier jeu de calibration, avec TempMinl et TempMaxl, correspondant à un niveau de précision élevé, n'étant pas atteintes, et en tout cas pas suffisamment souvent pour obtenir un ratio 25 satisfaisant, le niveau de précision souhaité est diminué d'un échelon, de sorte que les conditions de réalisation du diagnostic, correspondant au niveau de précision réduit d'un échelon, sont atteintes. De ce fait, il est devenu possible de réaliser le diagnostic matériel correspondant, certes avec un niveau de précision réduit. Réciproquement, lorsque les conditions de réalisation d'un diagnostic 30 correspondant à un niveau de précision faible sont atteintes, le procédé selon l'invention prévoit de tester l'atteinte des conditions de réalisation correspondant au niveau de précision supérieur d'un échelon, à l'aide de la première marge, pour réaliser, le cas échéant, le diagnostic matériel avec une précision supérieure. Ainsi, en résumé, la présente invention propose un procédé de calibration 35 automatique apte à adapter le jeu de conditions de réalisation de diagnostics matériels, dans un système OBD, en vue d'optimiser le compromis entre le nombre de diagnostics réalisés, notamment pour respecter le législation portant sur le ratio entre le nombre de 3042888 9 diagnostics réalisés sur un composant et le nombre de cycles de roulage, et la précision desdits diagnostics. Il est à noter, en outre, que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit à titre d'exemple et est susceptible de variantes à la portée de l'homme du métier. REVENDICATIONS1. Procédé pour établir un diagnostic matériel embarqué à bord de véhicule, par l'intermédiaire d'un calculateur adapté exécutant les étapes suivantes : i. le calcul d'un ratio correspondant au rapport entre un nombre d'occurrences d'un diagnostic, correspondant au nombre de fois où ledit diagnostic a été réalisé, et un nombre de cycles de roulage du véhicule, correspondant au nombre de fois où ledit véhicule a eu son moteur démarré et a réalisé au minimum un trajet en atteignant des conditions d'utilisation prédéterminées, ii. la définition d'un niveau de précision paramétrable du diagnostic matériel embarqué, correspondant à une ou plusieurs conditions de réalisation dudit diagnostic, lesdites conditions étant liées à l'état du véhicule, telles que la température du liquide de refroidissement ou la vitesse du véhicule par exemple, et ledit niveau de précision pouvant présenter une pluralité de valeurs s'échelonnant d'un niveau de précision minimum à un niveau de précision maximum, ledit niveau de précision pouvant être augmenté d'échelon en échelon, jusqu'au niveau de précision maximum, ou diminué d'échelon en échelon, jusqu'au niveau de précision minimum, iii. à chaque nouveau cycle de roulage du véhicule : si ledit ratio est supérieur à un seuil prédéterminé augmenté d'une première marge, l'augmentation du niveau de précision d'un échelon, à moins que ledit niveau de précision soit égal au niveau de précision maximum, si ledit ratio est inférieur à un seuil prédéterminé augmenté d'une deuxième marge, la deuxième marge étant supérieure à la première marge, la diminution du niveau de précision d'un échelon, à moins que ledit niveau de précision soit égal au niveau de précision minimum, iv. la réalisation du diagnostic matériel embarqué aux conditions de réalisation correspondant au niveau de précision. 2. Procédé pour établir un diagnostic matériel embarqué à bord de véhicule selon la revendication 1, dans lequel les conditions de réalisation du diagnostic embarqué comprennent une condition portant sur une valeur minimale (TempMinl, TempMin2) et une valeur maximale (TempMaxl, TempMax2) de la température (T) du liquide de refroidissement, une condition portant sur une vitesse minimale (VS_MIN) à atteindre par le véhicule, et une condition portant sur la stabilité de la vitesse (V) du véhicule pendant une durée déterminée. 3. Procédé pour établir un diagnostic matériel embarqué à bord de véhicule selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les conditions de réalisation du diagnostic sont modifiées automatiquement par l'intermédiaire de moyens 3042888 11 d'apprentissage, les conditions de réalisation du diagnostic étant modifiées en fonction du style de conduite du conducteur du véhicule et de l'environnement, tel que la température de l'air ou le profil de roulage. 4. Procédé pour établir un diagnostic matériel embarqué à bord de véhicule 5 selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant, préalablement à l'étape iii., la vérification que le nombre d'occurrences est supérieur à un seuil d'occurrences du diagnostic et, si ledit nombre d'occurrences est inférieur audit seuil d'occurrences du diagnostic, l'attente de la prochain réalisation dudit diagnostic, et ce jusqu'à ce que ledit nombre d'occurrences devienne supérieur ou égal audit seuil 10 d'occurrences du diagnostic. 5. Procédé pour établir un diagnostic matériel embarqué à bord de véhicule selon la revendication précédente, dans lequel le seuil d'occurrences du diagnostic est égal à 20. 6. Système de diagnostic embarqué pour véhicule automobile, comprenant un 15 calculateur, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de mises en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes.