FR2966241A1 - Sensor for measuring e.g. nitrogen oxide rate in automobile field, has encoder forcing variable to generate sequence of values adapted to be changed in time between distinct values located apart from range of predetermined values - Google Patents

Sensor for measuring e.g. nitrogen oxide rate in automobile field, has encoder forcing variable to generate sequence of values adapted to be changed in time between distinct values located apart from range of predetermined values Download PDF

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Abstract

The sensor (11) has a sensitive part e.g. probe (111), that is sensitive to measured magnitude. A changing unit e.g. coder, is utilized to change a variable e.g. frequency, in a range of predetermined values representing the measured magnitude. A detecting unit detects malfunction of the sensor. An encoder forces the variable to generate a sequence of values adapted to be changed in time between distinct values located apart from the range of predetermined values, where the sequence forms a malfunction code according to the detected malfunction. An independent claim is also included for a method for diagnosing a sensor.

Description

CAPTEUR APTE A DETERMINER UN DYSFONCTIONNEMENT INTERNE ET PROCEDE DE DIAGNOSTIC POUR UN TEL CAPTEUR [000l L'invention se situe dans le domaine du diagnostic d'un capteur, par exemple un capteur à sortie en tension ou en fréquence ou en rapport cyclique d'ouverture. Elle concerne un capteur de mesure d'une grandeur d'un phénomène physique comportant un moyen de diagnostic apte à déterminer un dysfonctionnement du capteur. Elle concerne également un procédé de diagnostic pour un tel capteur. [0002 Les capteurs, en particulier les capteurs à sortie en tension ou en fréquence ou en rapport cyclique d'ouverture (ou RCO, encore nommé PWM) sont utilisés dans de nombreux domaines pour mesurer une grandeur d'un phénomène physique. Dans le domaine automobile, des capteurs sont par exemple disposés de manière à mesurer des pressions et des températures de liquide de refroidissement ou de lubrifiant, des positions angulaires de vilebrequin, ou encore des taux d'oxyde d'azote. Un capteur à sortie en tension est un capteur délivrant un signal électrique dont la tension est comprise dans une plage de valeurs donnée et est proportionnelle à la grandeur du phénomène physique mesurée. Un capteur à sortie en fréquence ou en RCO est un capteur délivrant un signal électrique périodique dont respectivement la fréquence ou le RCO est compris dans une plage de fréquences ou de RCO donné et dépend de la grandeur mesurée du phénomène physique. Le signal de sortie d'un capteur est généralement envoyé à un module de commande par un conducteur électrique. Le module de commande est par exemple un boîtier électronique de commande d'un moteur à combustion interne. Il analyse le signal de sortie et peut déclencher une action en fonction du résultat de l'analyse. [0003i Il peut arriver que le conducteur électrique entre le capteur et le module de commande soit court-circuité avec un point du circuit électrique soumis à la tension d'alimentation ou avec un point du circuit électrique soumis à la masse électrique du circuit. Le module de commande interprète néanmoins le signal reçu comme étant représentatif de la grandeur mesurée. Pour un capteur à sortie en tension alimenté par une source d'alimentation délivrant une tension d'alimentation Vcc, une méthode permettant de vérifier que le signal reçu par le module de commande correspond bien au signal de sortie délivré par le capteur est de réduire la plage de tensions utilisées par le capteur par rapport à la plage de tensions normalement exploitable par le capteur, c'est-à-dire les tensions comprises entre la tension nulle et la tension d'alimentation. En particulier, la plage de tensions utilisées peut être réduite de manière à exclure les valeurs de tension proches de la tension d'alimentation Vcc et de la tension nulle. En cas de court-circuit entre le conducteur électrique et la masse électrique, la tension du signal reçu par le module de commande est nulle. La tension se situe donc en dehors de la plage de tensions utilisées par le capteur et le module de commande peut interpréter cette tension en conséquence. De même, en cas de court-circuit entre le conducteur électrique et la source d'alimentation, la tension du signal reçu par le module de commande est égale à la tension d'alimentation Vcc. La tension se situe donc également en dehors de la plage de tensions utilisées. De plus, il est possible de diagnostiquer une coupure du conducteur électrique en insérant une résistance de rappel vers le niveau haut, également appelée résistance de pull-up, entre la source d'alimentation et le conducteur électrique. Ainsi, en cas de coupure du conducteur électrique, le signal reçu par le module de commande a une tension proche de la tension d'alimentation Vcc et, en l'occurrence, en dehors de la plage de tensions utilisées par le capteur. [0004] La solution décrite ci-dessus permet uniquement au module de commande de vérifier que le signal qu'il reçoit correspond bien au signal de sortie délivré par le capteur. Or des capteurs évolués permettent de réaliser un diagnostic interne pour déterminer un possible dysfonctionnement. Il existe donc un besoin de permettre au capteur de transmettre à un dispositif externe auquel il est connecté l'information selon laquelle il a diagnostiqué un dysfonctionnement. Pour répondre à ce besoin, l'invention a pour objet un capteur apte à délivrer un signal électrique paramétré par une variable évoluant par défaut dans une plage de valeurs prédéterminée en fonction d'une grandeur mesurée d'un phénomène physique et, en cas de dysfonctionnement dans le capteur, en fonction du dysfonctionnement détecté. En particulier, en cas de dysfonctionnement, la variable est forcée de manière à générer une séquence de valeurs formant un code de dysfonctionnement en fonction du dysfonctionnement détecté. Plus précisément, le capteur comporte : - une partie sensitive sensible à la grandeur mesurée, - un premier moyen pour faire évoluer la variable dans une plage de valeurs prédéterminée de façon représentative de la grandeur mesurée, - un deuxième moyen pour détecter un dysfonctionnement du capteur, et - un codeur forçant la variable de manière à générer une séquence de valeurs aptes à évoluer dans le temps entre au moins deux valeurs distinctes situées en dehors de la plage de valeurs prédéterminée, la séquence formant un code de dysfonctionnement en fonction du dysfonctionnement détecté. [000si Selon une forme particulière de réalisation, le codage est binaire. Autrement dit, une séquence de valeurs est codée sur deux valeurs distinctes. [000si Selon une première forme de réalisation, le capteur est un capteur à sortie en fréquence, la variable paramétrant le signal électrique étant une fréquence. [000n Selon une deuxième forme de réalisation, le capteur est un capteur à sortie en rapport cyclique d'ouverture variable, la variable paramétrant le signal électrique étant un rapport cyclique d'ouverture variable. [000si Selon une autre forme de réalisation, le capteur est un capteur à sortie en tension, la variable paramétrant le signal électrique étant une tension. [000s] Selon cette deuxième forme de réalisation, le moyen pour détecter un dysfonctionnement du capteur peut être apte à détecter un court-circuit avec une masse électrique du capteur. En cas de court-circuit détecté avec la masse électrique, le codeur peut forcer la variable à une première valeur de tension sur toute la séquence. [oo1o] La première valeur de tension à laquelle est forcée la variable en cas de court-circuit détecté avec la masse électrique est avantageusement située dans une deuxième plage de valeurs prédéterminée avoisinant la tension de la masse électrique du capteur. Un court-circuit en aval du moyen pour détecter un court-circuit peut alors être interprété de façon identique à un court-circuit en amont. [oo11] Toujours selon la deuxième forme de réalisation, le moyen pour détecter un dysfonctionnement du capteur peut être apte à détecter un court-circuit avec une tension d'alimentation du capteur. En cas de court-circuit détecté avec la tension d'alimentation, le codeur peut forcer la variable à une deuxième valeur de tension sur toute la séquence. [0012] La deuxième valeur de tension à laquelle est forcée la variable en cas de court-circuit avec la tension d'alimentation est avantageusement située dans une troisième plage de valeurs prédéterminée avoisinant la tension d'alimentation du capteur. Un court-circuit en aval du moyen pour détecter un court-circuit peut alors être interprété de façon identique à un court-circuit en amont. [0013] Un conducteur électrique peut relier la partie sensitive au premier moyen. Le deuxième moyen peut alors comporter une résistance connectée soit entre le conducteur électrique et la masse électrique du capteur, soit entre le conducteur électrique et un point soumis à la tension d'alimentation du capteur. Une coupure du conducteur électrique peut alors être diagnostiquée par le deuxième moyen. [0014] L'invention a également pour objet un procédé de diagnostic pour un capteur apte à délivrer un signal électrique paramétré par une variable en fonction d'une grandeur mesurée d'un phénomène physique, la variable pouvant évoluer dans une plage de valeurs prédéterminée de façon représentative de la grandeur mesurée. Le procédé comporte les étapes suivantes : - effectuer un diagnostic du capteur, - en cas de dysfonctionnement du capteur, forcer la variable de manière à générer une séquence de valeurs aptes à évoluer dans le temps entre au moins deux valeurs distinctes situées en dehors de la plage de valeurs prédéterminée, la séquence formant un code de dysfonctionnement en fonction du dysfonctionnement détecté. [0015] L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en regard de dessins annexés sur lesquels : - La figure 1 représente un circuit électrique comportant un exemple de capteur selon l'invention et un module de commande relié au capteur ; - La figure 2 représente, par un graphique, le principe de fonctionnement du capteur de la figure 1 ; La figure 3 illustre un exemple de diagnostic pouvant être réalisé par le capteur. [0016] La figure 1 représente un circuit électrique 10 comportant un capteur 11 apte à mesurer une grandeur d'un phénomène physique, un module de commande 12 et un premier conducteur électrique 13 entre le capteur 11 et le module de commande 12. Le module de commande 12 peut être tout dispositif apte à exploiter une information relative à la grandeur mesurée par le capteur 11. Le module de commande 12 est par exemple un boîtier électronique de commande d'un moteur à combustion interne. Le capteur 11 comporte une partie sensitive, appelée sonde 111, un calculateur 112, un deuxième conducteur électrique 113 entre la sonde 111 et le calculateur 112, une interface de sortie 114 et un troisième conducteur électrique 115 entre le calculateur 112 et l'interface de sortie 114. La sonde 111 est sensible à la grandeur mesurée. Elle transmet par le conducteur électrique 113 un signal électrique comportant une information représentative de la grandeur mesurée. Une source de tension, délivrant une tension continue Vcc, alimente le capteur 11, notamment le calculateur 112, et le module de commande 12. Pour la suite de la description, on considère que le capteur 11 est un capteur à sortie en tension. Un capteur à sortie en tension est un capteur délivrant un signal électrique dont la tension est comprise dans une plage de valeurs prédéterminée et est représentative de la grandeur mesurée du phénomène physique. La tension du signal électrique constitue ainsi une variable permettant de paramétrer le signal électrique délivré par le capteur. Le capteur 11 pourrait néanmoins être un capteur à sortie en fréquence ou en RCO, c'est-à-dire un capteur délivrant un signal électrique périodique dont la fréquence ou le RCO est comprise dans une plage de fréquences ou en RCO prédéterminée dépendant de la grandeur mesurée du phénomène physique. Dans ce cas, la variable permettant de paramétrer le signal électrique délivré par le capteur est la fréquence ou le RCO de ce signal. Le signal électrique délivré par le calculateur 112 est transmis à l'interface de sortie 114 par le conducteur électrique 115. Ce signal, appelé signal de sortie, peut être représentatif de la grandeur mesurée ou comporter une information relative à un diagnostic du capteur 11. L'interface de sortie 114 délivre ce signal de sortie à une entrée du module de commande 12 par le conducteur électrique 13. Le capteur 11 peut également comporter une résistance de rappel vers le niveau haut 116, également connue sous le terme "résistance de pull-up". Cette résistance 116 peut être connectée entre le conducteur électrique 113 et la source de tension. Alternativement, le capteur 11 pourrait comporter une résistance de rappel vers le niveau bas 117, également connue sous le terme "résistance de pull-down". Cette résistance 117 est représentée en traits interrompus sur la figure 1. Elle serait connectée entre le conducteur électrique 113 et la masse électrique du capteur 11. Il est à noter que la résistance 116 ou 117 est de préférence connectée au plus près de l'entrée du calculateur 112, de manière à pouvoir détecter une rupture du conducteur électrique 113, comme indiqué ci-dessous, sur la plus grande partie de sa longueur. La résistance 116 ou 117 peut d'ailleurs être intégrée au calculateur 112 ou au boitier de commande 12. [0017] La figure 2 représente, par un graphique, le principe de fonctionnement du capteur de la figure 1. Le capteur 11 est adapté pour vérifier que le signal reçu par le calculateur 112 correspond bien au signal délivré par la sonde 111. Sur le graphique, l'axe des abscisses indique la grandeur G du phénomène physique mesurée par le capteur 11 et l'axe des ordonnées la tension US du signal de sortie délivré par le calculateur 112. La tension US du signal de sortie peut évoluer entre une tension nulle et la tension d'alimentation Vcc du capteur 11. Le capteur 11 est défini par une plage de fonctionnement PG, comprise entre une valeur minimale Gmin et une valeur maximale Gmax de la grandeur mesurée, pour laquelle le calculateur 112 peut délivrer une tension de sortie US proportionnelle à la grandeur mesurée G. La plage de tensions correspondant à la plage de fonctionnement PG est appelée plage de tensions utiles PR. Elle est comprise entre une valeur minimale Rmin et une valeur maximale Rmax de tension. Pour la suite de la description, on considère à titre d'exemple que les valeurs Rmin et Rmax sont respectivement égales à 100/0 et 900/0 de la tension Vcc. Un capteur est généralement alimenté par une tension de 5 volts. La plage de tensions utiles PR est alors comprise entre 0,5 volt et 4,5 volts. Selon une première forme de réalisation, la sonde 111 peut délivrer un signal électrique dont la tension est comprise dans la plage de valeurs utiles PR. Un avantage de cette forme de réalisation est que, lorsque le calculateur 112 reçoit un signal électrique dont la tension est comprise dans la plage de tensions utiles PR, il peut se contenter de transférer ce signal à l'interface de sortie 114. Cela est notamment le cas lorsque la plage de tensions utilisée par la sonde 111 correspond à la plage de tensions utiles PR. Selon une deuxième forme de réalisation, la tension du signal électrique délivré par la sonde n'est pas comprise dans la plage de valeurs utiles PR. Le calculateur 112 a alors pour fonction de convertir le signal reçu en un signal de sortie dont la tension US est comprise dans cette plage PR. Deux autres plages de tensions peuvent également être prévues afin de permettre un diagnostic de court-circuit du capteur 11 avec la masse électrique ou la tension d'alimentation. Une première plage, appelée première zone de diagnostic 21, est définie entre une tension minimale Dimin et une tension maximale Dimax. Une deuxième plage, appelée deuxième zone de diagnostic 22, est définie entre une tension minimale D2min et une tension maximale D2max. La tension Dimin est sensiblement égale à la tension nulle et la tension D2max est sensiblement égale à la tension d'alimentation Vcc. La tension Dimax doit être strictement inférieure à la tension Rmin de sorte que la plage de tensions utiles PR soit disjointe de la première zone de diagnostic 21. La tension D2min doit être strictement supérieure à la tension Rmax de sorte que la plage de tensions utiles PR soit disjointe de la deuxième zone de diagnostic 22. A titre d'exemple, les tensions Dimax et D2min sont telles que les rapports de ces tensions sur la tension d'alimentation Vcc soient respectivement égaux à 5°/O et 95°/O. Le capteur 11 est configuré de manière à ce que la sonde 111 délivre un signal électrique excluant la tension nulle et la tension d'alimentation. Le capteur 11 peut être court-circuité avec la masse électrique ou la tension d'alimentation au moins à deux niveaux, à savoir au niveau du conducteur électrique 113 et du conducteur électrique 115. Lorsqu'un court-circuit se produit entre le conducteur électrique 113 d'une part, et la masse électrique ou la source d'alimentation du capteur 11 d'autre part, le calculateur 112 reçoit un signal dont la tension est sensiblement égale à la tension nulle ou à la tension d'alimentation, respectivement. Le calculateur 112 peut comporter un moyen pour forcer la tension US du signal de sortie à une valeur située dans la première ou dans la deuxième zone de diagnostic 21, 22, selon le cas. Il peut également se contenter de transférer le signal à l'interface de sortie 114. Lorsqu'un court-circuit se produit entre le conducteur électrique 115 d'une part, et la masse électrique ou la source d'alimentation du capteur 11 d'autre part, la tension US du signal de sortie est également forcée à une valeur située dans la première ou dans la deuxième zone de diagnostic 21, 22, selon le cas. De manière analogue, le conducteur électrique 13 peut être court-circuité avec la masse électrique ou la source d'alimentation, avec les mêmes conséquences. Par ailleurs, en cas de rupture du conducteur électrique 113 entre la sonde 111 et le point de connexion du conducteur électrique 113 avec la résistance 116 ou avec la résistance 117, le calculateur 112 reçoit un signal électrique dont la tension est sensiblement égale à la tension d'alimentation ou à la tension nulle, respectivement. La tension US du signal de sortie est alors forcée à une valeur située dans la deuxième ou dans la première zone de diagnostic 22, 21, respectivement. La résistance 116 (respectivement 117) forme en elle-même un moyen pour forcer la tension US à une valeur située dans la deuxième zone de diagnostic 22 (respectivement dans la première zone de diagnostic 21). En résumé, les zones de diagnostic 21 et 22 permettent au module de commande 12 de détecter un court-circuit dans le capteur 11 et au niveau du conducteur électrique 13, ainsi qu'une rupture du conducteur électrique 113. [0018] Selon l'invention, le capteur 11 permet de détecter d'autres dysfonctionnements internes et de les différencier en vue d'informer le module de commande 12 du type de dysfonctionnement détecté. A titre d'exemple, le capteur 11 peut être capable de détecter un dysfonctionnement ou une calibration incorrecte de la sonde 111, une surchauffe dans le capteur 11, un défaut d'alimentation du capteur 11, ou une évolution anormale du signal envoyé par la sonde 111. A cet effet, le capteur 11 comporte un moyen pour détecter un dysfonctionnement du capteur et un codeur permettant d'utiliser la tension US du signal de sortie pour générer un code de dysfonctionnement en fonction du type de dysfonctionnement détecté. Le moyen pour détecter un dysfonctionnement et le codeur sont par exemple intégrés dans le calculateur 112. Le code de dysfonctionnement est formé d'une séquence de tensions aptes à évoluer dans le temps entre au moins deux valeurs distinctes. Ces valeurs sont choisies en dehors de la plage de tensions utiles PR afin de permettre de différencier un code de dysfonctionnement d'un signal utile. Le module de commande 12 reçoit le signal de sortie et comporte des moyens pour interpréter le code de dysfonctionnement et pour prendre en compte le dysfonctionnement. On considère le cas particulier d'un codage binaire, c'est-à-dire utilisant deux valeurs distinctes de tensions, sur 3 bits, c'est-à-dire une séquence de tensions découpée en trois intervalles de temps. Le codeur peut néanmoins coder un dysfonctionnement sur un plus grand nombre de valeurs de tensions et sur un plus grand nombre de bits. Un bit est par exemple maintenu pendant un intervalle de temps de quelques millisecondes. L'intervalle de temps dépend notamment d'une fréquence d'horloge du module de commande 12. Selon une première forme de réalisation, la première valeur utilisée pour le codage est située dans la première plage de diagnostic 21 et la deuxième valeur est située dans la deuxième plage de diagnostic 22. Les première et deuxième valeurs de tension correspondent par exemple respectivement aux valeurs logiques 0 et 1. Dans cette forme de réalisation, il est avantageux de coder un court-circuit entre le conducteur électrique 113 et la masse électrique par une séquence de trois tensions égales à la première valeur. Autrement dit, le calculateur 112 génère le code "000" lorsqu'il détecte un court-circuit avec la masse électrique. De même, il est avantageux de coder un court-circuit entre le conducteur électrique 113 et la source d'alimentation par une séquence de trois tensions égales à la deuxième valeur. Autrement dit, le calculateur 112 génère le code "111" lorsqu'il détecte un court-circuit avec la source d'alimentation. Ainsi, un court-circuit en aval du calculateur 112 peut être interprété par le module de commande 12 de manière analogue à un court-circuit en amont du calculateur 112. Selon une deuxième forme de réalisation, deux plages de tensions sont spécifiquement dédiées au codage d'un dysfonctionnement par le capteur 11. Ces plages de tensions sont appelées plages de codage et sont désignées sur la figure 2 par la référence générale 23. Comme indiqué précédemment, ces plages de codage 23 doivent être disjointes de la plage de tensions utiles PR. Une première plage de codage 231 est bornée par les tensions Eimin et E,max. Elle est par exemple comprise entre la zone de diagnostic 21 et la plage de tensions utiles PR. Une deuxième plage de codage 232 est bornée par les tensions E2min et E2max. Elle est par exemple comprise entre la zone de diagnostic 22 et la plage de tensions utiles PR. Les plages de codage 231 et 232 peuvent néanmoins être situées toutes deux au-dessus ou au-dessous de la plage de valeurs utiles PR. Par ailleurs, chaque plage de codage 231 et 232 peut recouvrir partiellement ou intégralement l'une des zones de diagnostic 21 ou 22. La première valeur utilisée pour le codage peut être située dans la plage de codage 231 et la deuxième valeur dans la plage de codage 232. Ces valeurs de tensions correspondent par exemple respectivement aux valeurs logiques 0 et 1. [0019] La figure 3 illustre un exemple de diagnostic interne pouvant être réalisé par le calculateur 112. Un premier graphique 31 représente un exemple de tension d'alimentation Vcc, constante dans le temps. Un deuxième graphique 32 représente un exemple de tension d'alimentation Vcc2 faisant apparaître des microcoupures. Sur chaque graphique 31 et 32, l'axe des abscisses indique le temps et l'axe des ordonnées indique la tension d'alimentation Vcc, ou Vcc2. On considère que la tension d'alimentation est normalement à 5 volts. Sur le premier graphique 31, un calcul d'intégral sur la tension d'alimentation Vcc, entre des instants t10 et t2o donne une valeur Al égale à 5.(t2o-t10). Sur le deuxième graphique, la tension d'alimentation Vcc2 ne reste pas constante à 5 volts entre les instants t10 et t2o mais chute à 0 volt entre des instants t' et t12 et entre des instants t13 et t14. Les chutes de tension peuvent être dues à des microcoupures à l'intérieur du capteur 11 ou au niveau de son alimentation, par exemple en raison d'une détérioration d'un connecteur d'alimentation reliant le capteur 11 à la source de tension. Par conséquent, un calcul d'intégral sur la tension d'alimentation Vcc2 entre les mêmes instants t10 et t2o donne une valeur A2 égale à 5.[(t11-t1o)+(t13-t12)+(t20-t14)]. En pratique, une détection de microcoupures peut être réalisée en déterminant une valeur A correspondant à une intégrale de la tension d'alimentation reçue par le capteur 11 sur une durée donnée et en comparant cette valeur A à une valeur de référence Aréf correspondant à une tension constante sur cette durée donnée. Lorsque le calculateur 112 détecte des microcoupures, il peut générer un code de dysfonctionnement spécifique. [0020] Le calculateur 112 peut détecter d'autres types de dysfonctionnements. En particulier, pour une sonde dont la fonction de transfert peut être représentée par une équation du premier degré, la vitesse d'évolution du signal envoyé par la sonde peut être comparée au coefficient directeur de la fonction de transfert afin de détecter un dysfonctionnement de la sonde. Le calculateur 112 peut également détecter une tension d'alimentation trop faible ou trop forte, et un courant d'alimentation trop faible ou trop fort. A titre d'exemple, le calculateur 112 génère les codes de dysfonctionnement suivants en fonction des dysfonctionnements détectés : court-circuit avec la masse électrique : "000" ; - court-circuit avec la tension d'alimentation : "111" ; - tension d'alimentation trop faible : "001" ; - tension d'alimentation trop haute : "010" ; - évolution anormalement rapide du signal envoyé par la sonde "011" ; - microcoupures dans la tension d'alimentation : "100" ; - courant d'alimentation trop faible : "101" ; - courant d'alimentation trop fort : "110". [0021] Le calculateur 112 peut générer un code de dysfonctionnement une ou plusieurs fois. Dans le dernier cas, le code de dysfonctionnement peut être répété deux fois successivement, ou à intervalles de temps réguliers. Les codes de dysfonctionnement peuvent être stockés dans une mémoire du capteur 11, par exemple dans une mémoire du calculateur 112. SENSOR FOR DETERMINING AN INTERNAL DYSFUNCTION AND DIAGNOSTIC METHOD FOR SUCH A SENSOR [0001 The invention is in the field of diagnostics of a sensor, for example a sensor with voltage or frequency output or with a cyclic opening ratio. . It relates to a measurement sensor of a size of a physical phenomenon comprising a diagnostic means capable of determining a malfunction of the sensor. It also relates to a diagnostic method for such a sensor. The sensors, in particular the sensors with voltage output or frequency or opening duty cycle (or RCO, also called PWM) are used in many areas to measure a magnitude of a physical phenomenon. In the automotive field, sensors are for example arranged to measure pressures and temperatures of coolant or lubricant, angular positions of crankshaft, or nitrogen oxide levels. A voltage output sensor is a sensor delivering an electrical signal whose voltage is within a given range of values and is proportional to the magnitude of the measured physical phenomenon. A frequency output or RCO sensor is a sensor delivering a periodic electrical signal whose respective frequency or RCO is within a given frequency range or RCO and depends on the measured magnitude of the physical phenomenon. The output signal of a sensor is generally sent to a control module by an electrical conductor. The control module is for example an electronic control unit of an internal combustion engine. It analyzes the output signal and can trigger an action based on the result of the analysis. It may happen that the electrical conductor between the sensor and the control module is short-circuited with a point of the electrical circuit subjected to the supply voltage or with a point of the electrical circuit subjected to the electrical ground of the circuit. The control module nevertheless interprets the received signal as being representative of the measured quantity. For a voltage output sensor powered by a power supply supplying a supply voltage Vcc, a method for verifying that the signal received by the control module corresponds to the output signal delivered by the sensor is to reduce the voltage range used by the sensor with respect to the range of voltages normally usable by the sensor, that is to say the voltages between the zero voltage and the supply voltage. In particular, the range of voltages used can be reduced so as to exclude voltage values close to the supply voltage Vcc and the zero voltage. In the event of a short circuit between the electrical conductor and the electrical earth, the signal voltage received by the control module is zero. The voltage is therefore outside the range of voltages used by the sensor and the control module can interpret this voltage accordingly. Similarly, in case of a short circuit between the electrical conductor and the power source, the signal voltage received by the control module is equal to the supply voltage Vcc. The voltage is therefore also outside the range of voltages used. In addition, it is possible to diagnose a break in the electrical conductor by inserting a resistor to the high level, also called pull-up resistor, between the power source and the electrical conductor. Thus, in the event of a break in the electrical conductor, the signal received by the control module has a voltage close to the supply voltage Vcc and, in this case, outside the range of voltages used by the sensor. The solution described above allows only the control module to verify that the signal it receives corresponds to the output signal delivered by the sensor. However, advanced sensors allow an internal diagnosis to be made to determine a possible malfunction. There is therefore a need to allow the sensor to transmit to an external device to which it is connected the information that it has diagnosed a malfunction. To meet this need, the subject of the invention is a sensor capable of delivering an electrical signal parameterized by a variable evolving by default in a predetermined range of values as a function of a measured quantity of a physical phenomenon and, in the case of malfunction in the sensor, depending on the malfunction detected. In particular, in the event of a malfunction, the variable is forced to generate a sequence of values forming a malfunction code according to the detected malfunction. More precisely, the sensor comprises: a sensitive part sensitive to the measured quantity, a first means for changing the variable within a predetermined range of values representative of the measured quantity, and a second means for detecting a sensor malfunction. and an encoder forcing the variable so as to generate a sequence of values capable of changing over time between at least two distinct values situated outside the predetermined range of values, the sequence forming a malfunction code as a function of the detected malfunction . [000si According to a particular embodiment, the coding is binary. In other words, a sequence of values is coded on two distinct values. [000si According to a first embodiment, the sensor is a frequency output sensor, the variable parameterizing the electrical signal being a frequency. [000n According to a second embodiment, the sensor is a variable opening duty cycle output sensor, the variable parameterizing the electrical signal being a variable opening duty ratio. [000si According to another embodiment, the sensor is a voltage output sensor, the variable parameterizing the electrical signal being a voltage. [000s] According to this second embodiment, the means for detecting a malfunction of the sensor may be able to detect a short circuit with an electrical mass of the sensor. In the event of a short circuit detected with the electrical earth, the encoder may force the variable to a first voltage value over the entire sequence. [oo1o] The first voltage value at which the variable is forced in the event of a short-circuit detected with the electrical ground is advantageously located in a second predetermined range of values approaching the voltage of the electrical ground of the sensor. A short circuit downstream of the means for detecting a short circuit can then be interpreted identically to an upstream short circuit. [0011] Still according to the second embodiment, the means for detecting a malfunction of the sensor may be able to detect a short circuit with a supply voltage of the sensor. In the event of a short circuit detected with the supply voltage, the encoder may force the variable to a second voltage value over the entire sequence. The second voltage value at which the variable is forced in the event of a short-circuit with the supply voltage is advantageously located in a third predetermined range of values around the supply voltage of the sensor. A short circuit downstream of the means for detecting a short circuit can then be interpreted identically to an upstream short circuit. An electrical conductor can connect the sensitive part to the first means. The second means may then comprise a resistor connected either between the electrical conductor and the electrical ground of the sensor, or between the electrical conductor and a point subjected to the supply voltage of the sensor. A break in the electrical conductor can then be diagnosed by the second means. The invention also relates to a diagnostic method for a sensor capable of delivering an electrical signal parameterized by a variable as a function of a measured quantity of a physical phenomenon, the variable being able to evolve within a predetermined range of values. representative of the quantity measured. The method comprises the following steps: - perform a diagnosis of the sensor, - in case of malfunction of the sensor, force the variable so as to generate a sequence of values able to evolve over time between at least two distinct values located outside the predetermined range of values, the sequence forming a malfunction code according to the detected malfunction. The invention will be better understood and other advantages will become apparent on reading the detailed description given by way of nonlimiting example and with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 shows an electrical circuit comprising a example of sensor according to the invention and a control module connected to the sensor; FIG. 2 represents, by a graph, the operating principle of the sensor of FIG. 1; Figure 3 illustrates an example of diagnosis that can be performed by the sensor. FIG. 1 represents an electric circuit 10 comprising a sensor 11 able to measure a magnitude of a physical phenomenon, a control module 12 and a first electrical conductor 13 between the sensor 11 and the control module 12. The module The control unit 12 may be any device capable of exploiting information relating to the quantity measured by the sensor 11. The control module 12 is for example an electronic control unit for an internal combustion engine. The sensor 11 comprises a sensitive part, called the probe 111, a calculator 112, a second electrical conductor 113 between the probe 111 and the computer 112, an output interface 114 and a third electrical conductor 115 between the computer 112 and the interface of output 114. The probe 111 is sensitive to the measured quantity. It transmits by the electrical conductor 113 an electrical signal comprising information representative of the measured quantity. A voltage source, delivering a DC voltage Vcc feeds the sensor 11, including the computer 112, and the control module 12. For the following description, it is considered that the sensor 11 is a voltage output sensor. A voltage output sensor is a sensor delivering an electrical signal whose voltage is within a predetermined range of values and is representative of the measured magnitude of the physical phenomenon. The voltage of the electrical signal thus constitutes a variable making it possible to parameterize the electrical signal delivered by the sensor. The sensor 11 could nevertheless be a frequency output sensor or RCO, that is to say a sensor delivering a periodic electrical signal whose frequency or the RCO is in a frequency range or in predetermined RCO depending on the measured magnitude of the physical phenomenon. In this case, the variable making it possible to parameterize the electrical signal delivered by the sensor is the frequency or the RCO of this signal. The electrical signal delivered by the computer 112 is transmitted to the output interface 114 by the electrical conductor 115. This signal, called the output signal, may be representative of the measured quantity or include information relating to a diagnosis of the sensor 11. The output interface 114 delivers this output signal to an input of the control module 12 by the electrical conductor 13. The sensor 11 may also include a resistor to the high level 116, also known as the "pull resistance". -up ". This resistor 116 may be connected between the electrical conductor 113 and the voltage source. Alternatively, the sensor 11 could include a low-level resistor 117, also known as the "pull-down resistor". This resistor 117 is shown in broken lines in FIG. 1. It would be connected between the electrical conductor 113 and the electrical ground of the sensor 11. It should be noted that the resistor 116 or 117 is preferably connected as close as possible to the input the computer 112, so as to detect a break of the electrical conductor 113, as shown below, over most of its length. The resistor 116 or 117 may also be integrated in the computer 112 or in the control box 12. [0017] FIG. 2 represents, by a graph, the operating principle of the sensor of FIG. 1. The sensor 11 is adapted to verify that the signal received by the computer 112 corresponds to the signal delivered by the probe 111. In the graph, the abscissa axis indicates the magnitude G of the physical phenomenon measured by the sensor 11 and the ordinate axis the US voltage of the output signal delivered by the computer 112. The US voltage of the output signal can change between a zero voltage and the supply voltage Vcc of the sensor 11. The sensor 11 is defined by an operating range PG, between a minimum value Gmin and a maximum value Gmax of the measured quantity, for which the computer 112 can deliver a US output voltage proportional to the measured variable G. The voltage range corresponding to the range of fon PG operation is called PR useful voltage range. It is between a minimum value Rmin and a maximum value Rmax of voltage. For the remainder of the description, it is considered by way of example that the values Rmin and Rmax are respectively equal to 100/0 and 900/0 of the voltage Vcc. A sensor is usually powered by a voltage of 5 volts. The range of useful voltages PR is then between 0.5 volts and 4.5 volts. According to a first embodiment, the probe 111 can deliver an electrical signal whose voltage is within the range of useful values PR. An advantage of this embodiment is that, when the computer 112 receives an electrical signal whose voltage is in the range of useful voltages PR, it can simply transfer this signal to the output interface 114. This is notably the case when the voltage range used by the probe 111 corresponds to the range of useful voltages PR. According to a second embodiment, the voltage of the electrical signal delivered by the probe is not within the range of useful values PR. The computer 112 then has the function of converting the received signal into an output signal whose voltage US is in this range PR. Two other voltage ranges can also be provided to enable a diagnosis of a short circuit of the sensor 11 with the electrical ground or the supply voltage. A first range, called the first diagnostic zone 21, is defined between a minimum voltage Dimin and a maximum voltage Dimax. A second range, called second diagnostic zone 22, is defined between a minimum voltage D2min and a maximum voltage D2max. The voltage Dimin is substantially equal to the zero voltage and the voltage D2max is substantially equal to the supply voltage Vcc. The voltage Dimax must be strictly less than the voltage Rmin so that the range of useful voltages PR is disjoint from the first diagnostic zone 21. The voltage D2min must be strictly greater than the voltage Rmax so that the range of useful voltages PR or for example from the second diagnostic zone 22. By way of example, the voltages Dimax and D2min are such that the ratios of these voltages on the supply voltage Vcc are respectively equal to 5 ° / 0 and 95 ° / o. The sensor 11 is configured so that the probe 111 delivers an electrical signal excluding the zero voltage and the supply voltage. The sensor 11 may be short-circuited with the electrical ground or the supply voltage at least at two levels, namely at the electrical conductor 113 and the electrical conductor 115. When a short circuit occurs between the electrical conductor 113 on the one hand, and the electrical ground or the power source of the sensor 11 on the other hand, the computer 112 receives a signal whose voltage is substantially equal to the zero voltage or the supply voltage, respectively. The computer 112 may include means for forcing the voltage US of the output signal to a value in the first or second diagnostic zone 21, 22, as the case may be. It can also be content to transfer the signal to the output interface 114. When a short circuit occurs between the electrical conductor 115 on the one hand, and the electrical ground or the power source of the sensor 11 of on the other hand, the US voltage of the output signal is also forced to a value in the first or second diagnostic zone 21, 22 as appropriate. Similarly, the electrical conductor 13 can be short-circuited with the electrical ground or the power source, with the same consequences. Moreover, in case of breakage of the electrical conductor 113 between the probe 111 and the connection point of the electrical conductor 113 with the resistor 116 or with the resistor 117, the computer 112 receives an electrical signal whose voltage is substantially equal to the voltage supply or at zero voltage, respectively. The US voltage of the output signal is then forced to a value in the second or first diagnostic zone 22, 21, respectively. The resistor 116 (respectively 117) forms in itself a means for forcing the voltage US to a value located in the second diagnostic zone 22 (respectively in the first diagnostic zone 21). In summary, the diagnostic zones 21 and 22 enable the control module 12 to detect a short circuit in the sensor 11 and at the level of the electrical conductor 13, as well as a break in the electrical conductor 113. According to FIG. In the invention, the sensor 11 makes it possible to detect other internal malfunctions and to differentiate them in order to inform the control module 12 of the type of malfunction detected. By way of example, the sensor 11 may be able to detect a malfunction or an incorrect calibration of the probe 111, an overheating in the sensor 11, a supply fault of the sensor 11, or an abnormal change in the signal sent by the For this purpose, the sensor 11 comprises means for detecting a malfunction of the sensor and an encoder making it possible to use the voltage US of the output signal to generate a malfunction code according to the type of malfunction detected. The means for detecting a malfunction and the encoder are for example integrated in the computer 112. The malfunction code is formed of a sequence of voltages capable of changing over time between at least two distinct values. These values are chosen outside the range of useful voltages PR in order to make it possible to differentiate a malfunction code from a useful signal. The control module 12 receives the output signal and comprises means for interpreting the malfunction code and for taking into account the malfunction. We consider the particular case of a binary coding, that is to say using two distinct values of voltages, on 3 bits, that is to say a sequence of voltages cut in three time intervals. The encoder can nevertheless encode a malfunction over a larger number of voltage values and over a larger number of bits. A bit is for example maintained for a time interval of a few milliseconds. The time interval depends in particular on a clock frequency of the control module 12. According to a first embodiment, the first value used for coding is located in the first diagnostic range 21 and the second value is located in the second diagnostic range 22. The first and second voltage values respectively correspond to logic values 0 and 1, respectively. In this embodiment, it is advantageous to encode a short circuit between the electrical conductor 113 and the electrical earth. a sequence of three voltages equal to the first value. In other words, the computer 112 generates the code "000" when it detects a short circuit with the electrical ground. Similarly, it is advantageous to encode a short circuit between the electrical conductor 113 and the power source by a sequence of three voltages equal to the second value. In other words, the computer 112 generates the code "111" when it detects a short circuit with the power source. Thus, a short circuit downstream of the computer 112 can be interpreted by the control module 12 in a similar manner to a short circuit upstream of the computer 112. According to a second embodiment, two voltage ranges are specifically dedicated to coding These voltage ranges are called coding ranges and are designated in FIG. 2 by the general reference 23. As previously indicated, these coding ranges 23 must be disconnected from the range of useful voltages PR. . A first coding range 231 is bounded by the voltages Eimin and E, max. It is for example between the diagnostic zone 21 and the useful voltage range PR. A second coding range 232 is bounded by the voltages E2min and E2max. It is for example between the diagnostic zone 22 and the useful voltage range PR. However, the coding ranges 231 and 232 may be both above or below the useful value range PR. Moreover, each coding range 231 and 232 may partially or fully cover one of the diagnostic zones 21 or 22. The first value used for the coding may lie in the coding range 231 and the second value in the range of 232. These voltage values respectively correspond to the logic values 0 and 1, respectively. FIG. 3 illustrates an example of an internal diagnosis that can be carried out by the computer 112. A first graph 31 represents an example of a supply voltage. Vcc, constant in time. A second graph 32 shows an example of supply voltage Vcc2 showing micro-cuts. On each graph 31 and 32, the abscissa axis indicates the time and the ordinate axis indicates the supply voltage Vcc, or Vcc2. It is considered that the supply voltage is normally 5 volts. In the first graph 31, an integral calculation on the supply voltage Vcc between times t10 and t2o gives a value Al equal to 5. (t2o-t10). In the second graph, the supply voltage Vcc2 does not remain constant at 5 volts between times t10 and t2o but drops to 0 volts between times t 'and t12 and between times t13 and t14. The voltage drops may be due to micro-cuts inside the sensor 11 or at its power supply, for example due to a deterioration of a power connector connecting the sensor 11 to the voltage source. Therefore, an integral calculation on the supply voltage Vcc2 between the same times t10 and t2o gives a value A2 equal to 5. [(t11-t1o) + (t13-t12) + (t20-t14)]. In practice, a micro-cut detection can be performed by determining a value A corresponding to an integral of the supply voltage received by the sensor 11 over a given duration and comparing this value A to a reference value Arf corresponding to a voltage constant over this given period. When the computer 112 detects micro-cuts, it can generate a specific malfunction code. The computer 112 can detect other types of malfunctions. In particular, for a probe whose transfer function can be represented by a first-degree equation, the rate of change of the signal sent by the probe can be compared with the transfer function's directing coefficient in order to detect a malfunction of the signal. probe. The computer 112 can also detect a supply voltage that is too low or too high, and a supply current that is too low or too high. By way of example, the computer 112 generates the following malfunction codes as a function of the malfunctions detected: short circuit with the electrical ground: "000"; - short circuit with the supply voltage: "111"; - supply voltage too low: "001"; - supply voltage too high: "010"; - abnormally fast change of the signal sent by the probe "011"; - micro-cuts in the supply voltage: "100"; - supply current too low: "101"; - supply current too high: "110". The computer 112 can generate a malfunction code one or more times. In the latter case, the malfunction code may be repeated twice in succession, or at regular time intervals. The malfunction codes can be stored in a memory of the sensor 11, for example in a memory of the computer 112.

Claims (12)

REVENDICATIONS1. Capteur apte à délivrer un signal électrique paramétré par une variable en fonction d'une grandeur mesurée d'un phénomène physique, le capteur (11) étant caractérisé en ce qu'il comporte : une partie sensitive (111) sensible à la grandeur mesurée, - un premier moyen (112) pour faire évoluer la variable (US) dans une plage de valeurs prédéterminée (PR) de façon représentative de la grandeur mesurée, - un deuxième moyen (112) pour détecter un dysfonctionnement du capteur (11), et - un codeur (112) forçant la variable (US) de manière à générer une séquence de valeurs aptes à évoluer dans le temps entre au moins deux valeurs distinctes situées en dehors de la plage de valeurs prédéterminée (PR), la séquence formant un code de dysfonctionnement en fonction du dysfonctionnement détecté. REVENDICATIONS1. Sensor capable of delivering an electrical signal parameterized by a variable as a function of a measured quantity of a physical phenomenon, the sensor (11) being characterized in that it comprises: a sensitive part (111) sensitive to the measured quantity, first means (112) for changing the variable (US) in a predetermined range of values (PR) representative of the measured quantity; second means (112) for detecting a malfunction of the sensor (11), and an encoder (112) forcing the variable (US) so as to generate a sequence of values able to evolve over time between at least two distinct values situated outside the predetermined range of values (PR), the sequence forming a code malfunction depending on the detected malfunction. 2. Capteur selon la revendication 1, dans lequel le codage est binaire, une séquence de valeurs étant codée sur deux valeurs. 2. The sensor of claim 1, wherein the coding is binary, a sequence of values being coded on two values. 3. Capteur selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel la variable paramétrant le signal électrique est une fréquence. 3. Sensor according to one of claims 1 and 2, wherein the variable parameterizing the electrical signal is a frequency. 4. Capteur selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel la variable paramétrant le signal électrique est un signal électrique à rapport cyclique d'ouverture variable. 25 4. Sensor according to one of claims 1 and 2, wherein the variable parameterizing the electrical signal is a variable opening duty cycle electrical signal. 25 5. Capteur selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel la variable paramétrant le signal électrique est une tension (US). 5. Sensor according to one of claims 1 and 2, wherein the variable parameterizing the electrical signal is a voltage (US). 6. Capteur selon la revendication 4, dans lequel le deuxième moyen (112) est apte à détecter un court-circuit avec une masse électrique du capteur (11), le codeur (112) 30 forçant la variable (US) à une première valeur de tension sur toute la séquence en cas de court-circuit détecté avec la masse électrique.20 6. A sensor according to claim 4, wherein the second means (112) is able to detect a short circuit with an electrical ground of the sensor (11), the encoder (112) forcing the variable (US) to a first value. voltage across the entire sequence in the event of a short circuit detected with the electrical ground. 7. Capteur selon la revendication 6, dans lequel la première valeur de tension à laquelle est forcée la variable (US) en cas de court-circuit détecté avec la masse électrique est située dans une deuxième plage de valeurs prédéterminée (21), ladite plage avoisinant la tension de la masse électrique du capteur (11). The sensor according to claim 6, wherein the first voltage value at which the variable (US) is forced in the event of a short circuit detected with the electrical ground is located in a second predetermined range of values (21), said range around the voltage of the electrical ground of the sensor (11). 8. Capteur selon l'une des revendications 5 à 7, dans lequel le deuxième moyen (112) est apte à détecter un court-circuit avec une tension d'alimentation du capteur (11), le codeur (112) forçant la variable (US) à une deuxième valeur de tension sur toute la séquence en cas de court-circuit détecté avec la tension d'alimentation. 8. Sensor according to one of claims 5 to 7, wherein the second means (112) is adapted to detect a short circuit with a supply voltage of the sensor (11), the encoder (112) forcing the variable ( US) at a second voltage value throughout the sequence in the event of a short circuit detected with the supply voltage. 9. Capteur selon la revendication 8, dans lequel la deuxième valeur de tension à laquelle est forcée la variable (US) en cas de court-circuit avec la tension d'alimentation est située dans une troisième plage de valeurs prédéterminée (22), ladite plage avoisinant la tension d'alimentation du capteur (11). The sensor according to claim 8, wherein the second voltage value at which the variable (US) is forced in the event of a short-circuit with the supply voltage is located in a third predetermined range of values (22), said range near the supply voltage of the sensor (11). 10. Capteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel un conducteur électrique (113) relie la partie sensitive (111) au premier moyen (112), le deuxième moyen (112) comportant une résistance (117) connectée entre le conducteur électrique (113) et la masse électrique du capteur (11). 10. Sensor according to one of the preceding claims, wherein an electrical conductor (113) connects the sensing portion (111) to the first means (112), the second means (112) having a resistor (117) connected between the electrical conductor (113) and the electrical ground of the sensor (11). 11. Capteur selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel un conducteur électrique (113) relie la partie sensitive (111) au premier moyen (112), le deuxième moyen (112) comportant une résistance (116) connectée entre le conducteur électrique (113) et un point soumis à la tension d'alimentation du capteur (11). 25 11. Sensor according to one of claims 1 to 9, wherein an electrical conductor (113) connects the sensing portion (111) to the first means (112), the second means (112) having a resistor (116) connected between the electrical conductor (113) and a point subjected to the supply voltage of the sensor (11). 25 12. Procédé de diagnostic pour un capteur (11) apte à délivrer un signal électrique paramétré par une variable (US) en fonction d'une grandeur mesurée d'un phénomène physique, la variable (US) pouvant évoluer dans une plage de valeurs prédéterminée (PR) de façon représentative de la grandeur mesurée, le procédé étant caractérisé en 30 ce qu'il comporte les étapes suivantes : - effectuer un diagnostic du capteur (11), - en cas de dysfonctionnement du capteur (11), forcer la variable (US) de manière à générer une séquence de valeurs aptes à évoluer dans le temps entre au moins deux 10 15 20valeurs distinctes situées en dehors de la plage de valeurs prédéterminée (PR), la séquence formant un code de dysfonctionnement en fonction du dysfonctionnement détecté. 12. A diagnostic method for a sensor (11) capable of delivering an electric signal parameterized by a variable (US) as a function of a measured quantity of a physical phenomenon, the variable (US) being able to evolve within a predetermined range of values (PR) representative of the measured quantity, the method being characterized in that it comprises the following steps: - diagnosis of the sensor (11), - in case of malfunction of the sensor (11), force the variable (US) so as to generate a sequence of values capable of changing over time between at least two distinct values outside the predetermined range of values (PR), the sequence forming a malfunction code according to the detected malfunction .
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