FR2805046A1 - Procede de diagnostic d'un capteur potentiometrique jumele - Google Patents
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Abstract
Ce procédé fournit deux signaux de sortie qui reproduisent la même grandeur de mesure. Il se déroule comme suit :a) les deux signaux sont lus, b) une différence entre eux est déterminée, c) le plus grand est soumis à une comparaison à une valeur de seuil, d) une valeur limite de différence est extraite d'une première table caractéristique dans le cas d'un dépassement de valeur de seuil vers le bas et d'une seconde table caractéristique dans le cas d'un dépassement de valeur de seuil vers le haut, tandis que e) les deux tables caractéristiques contiennent la valeur limite de différence en fonction d'un signal de sortie et les fonctions des deux tables sont différentes et f) le capteur est considéré défectueux lorsque la différence déterminée en c) dépasse la valeur limite de différence déterminée en d).
Description
L'invention concerne un procédé de diagnostic d'un capteur
potentiométrique jumelé qui est habituellement
connecté en diviseur de tension.
Dans des dispositifs de commande et de régulation, on utilise de nombreux capteurs de types différents qui convertissent des grandeurs physiques en signaux électriques, de préférence des tensions, qui sont alors introduits en tant que valeur de consigne ou valeur réelle dans le dispositif de commande et de régulation. Dans le cas o des fonctions importantes en ce qui concerne la sécurité sont remplies, une fiabilité élevée est exigée de tels capteurs, plus précisément la possibilité d'une vérification de fonction doit être fournie. Il en est par exemple ainsi pour le capteur de valeur de pédale d'un dispositif électronique de pédale d'accélérateur d'un
moteur à combustion interne dans un véhicule automobile.
Un tel capteur de valeur de pédale contient habituellement un potentiomètre dont le curseur est accouplé mécaniquement à la pédale d'accélérateur. Le potentiomètre
est habituellement connecté en diviseur de tension.
Lorsque, dans le cas d'un tel capteur, il s'agit d'un composant important en ce qui concerne la sécurité, on utilise souvent, pour la redondance, des capteurs potentiométriques jumelés dans lesquels deux potentiomètres pourvus de curseurs associés sont disposés en parallèle et sont actionnés en même temps par la pédale d'accélérateur. Une source possible d'erreur d'un tel capteur est la résistance de contact entre la piste de résistance et le curseur. Elle peut être fortement accrue sous l'effet du vieillissement ou pour des raisons statistiques, notamment à l'endroit de positions sur lesquelles le curseur passe rarement. Par ailleurs, les points de retour de piste de potentiomètres entachés d'un défaut de contact ont souvent des problèmes de contact. Dans le cas d'un capteur de valeur de pédale, il s'agit par exemple de la position de ralenti ou de la position de pleins gaz de la pédale d'accélérateur. La résistance de contact accrue se manifeste par le fait qu'en raison de la résistance de contact à valeur ohmique élevée, une tension faussée est fournie par un capteur entaché d'erreur qui est connecté dans
l'agencement de diviseur de tension.
Toutefois, de telles résistances de contact sont inévitables dans le cas d'un assez long fonctionnement des capteurs potentiométriques, raison pour laquelle elles doivent être tolérées dans certaines limites. Cela a en général lieu en devant admettre un écart relativement grand entre les signaux de sortie de redondance d'un capteur potentiométrique jumelé. Ainsi, en tout état de cause, la redondance, en elle-même souhaitable, d'un capteur potentiométrique jumelé est partiellement supprimée et un diagnostic de défaillance correspondant est relativement insensible. Dans le cas contraire, il se
produirait des diagnostics erronés trop fréquents.
C'est pourquoi la présente invention a pour but de fournir un procédé de diagnostic d'un capteur potentiométrique jumelé qui permette un diagnostic plus
sensible sans entraîner de diagnostics erronés.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de diagnostic d'un capteur potentiométrique jumelé qui fournit deux signaux de sortie qui reproduisent l'un et l'autre la même grandeur de mesure, caractérisé en ce que a) les deux signaux de sortie sont lus, b) une différence entre les deux signaux de sortie est déterminée, c) le plus grand des deux signaux de sortie est soumis à une comparaison à une valeur de seuil, d) une valeur limite de différence est extraite d'une première table caractéristique dans le cas d'un dépassement de valeur de seuil vers le bas et d'une seconde table caractéristique dans le cas d'un dépassement de valeur de seuil vers le haut, tandis que e) les deux tables caractéristiques contiennent la valeur limite de différence en fonction d'un signal de sortie et les fonctions des deux tables caractéristiques sont différentes et f) le capteur est diagnostiqué comme étant défectueux lorsque la différence déterminée au pas c) dépasse la valeur limite de différence déterminée au pas d). Le concept conforme à l'invention conçoit la valeur limite de différence admissible, c'est-à-dire la différence maximale entre les deux signaux de sortie, comme étant variable en ce sens qu'en fonction du niveau des signaux de sortie, des valeurs limites de différence sont obtenues à partir de plusieurs tables caractéristiques qui se distinguent entre elles. A cet effet, il est procédé à une lecture des deux signaux de sortie et à une détermination de la différence entre ces deux signaux de sortie. Si le plus grand des deux signaux
de sortie, et avec lui l'autre signal de sortie, reste au-
dessous d'une valeur de seuil, la valeur limite de différence admissible est extraite d'une première table caractéristique et, sinon, d'une seconde table caractéristique. Les deux tables caractéristiques contiennent la différence admissible maximale en fonction du signal de sortie, mais elles sont remplies de données d'une manière différente, ce qui signifie que les
fonctions représentées se distinguent entre elles.
Pour déterminer la différence entre les deux signaux de sortie, il est possible de former la différence de valeurs ou de calculer un rapport relatif. Etant donné qu'on accède à la première table caractéristique dans le cas de signaux de sortie plus petits que pour accéder à la seconde table caractéristique, il est possible de concevoir la première table caractéristique d'une manière telle qu'elle fournit des valeurs limites de différence nettement plus petites que la seconde. Il est même possible, avec la première table caractéristique, de représenter essentiellement les tolérances indiquées pour un capteur qui ne présente pas de résistance de contact à valeur ohmique élevée. Celles-ci sont normalement qualifiées par le fabricant de ce qu'il est convenu
d'appeler tolérances de durée de vie.
Etant donné que les tables caractéristiques contiennent la valeur limite de différence admissible sous forme d'une fonction d'un signal de sortie, il se présente une possibilité supplémentaire de choix concernant le signal de sortie auquel il est fait appel pour obtenir la valeur limite de différence à partir de la table caractéristique. Le procédé est particulièrement robuste et néanmoins sensible lorsque, dans le cas d'un dépassement de valeur de seuil vers le bas, c'est le plus grand des deux signaux de sortie qui est utilisé pour extraire de la première table caractéristique la valeur limite de différence, tandis que, dans le cas d'un dépassement de valeur de seuil vers le haut, c'est le plus petit des deux signaux de sortie qui est utilisé pour une récupération de la valeur limite de différence à partir de' la seconde table caractéristique. Dans la zone du dépassement de valeur de seuil vers le bas, on obtient une plus grande robustesse du comportement de réponse du diagnostic, ce qui signifie que des diagnostics erronés sont évités. L'utilisation de la plus petite tension de sortie pour accéder à la seconde table caractéristique
permet d'obtenir un comportement de réponse sensible.
Simultanément, une situation de valeur ohmique élevée d'un signal de potentiomètre est tolérée du fait de la valeur limite de différence fortement accrue de la seconde table caractéristique. Le procédé conforme à l'invention peut aussi présenter une ou plusieurs des particularités suivantes: - au pas b), la différence de valeur entre les deux signaux de sortie est formée, - au pas b), le plus petit signal de sortie et divisé par le plus grand, - le diagnostic n'est effectué que lorsque l'un des deux signaux de sortie est situé au-dessus d'une autre valeur de seuil qui est notamment la valeur nulle des signaux de sortie, - dans le cas d'un capteur dont les deux signaux de sortie reproduisent la grandeur de mesure avec une caractéristique différente, il est procédé, entre les pas a) et b), à une standardisation sur une caractéristique commune, - la première table caractéristique représente essentiellement la tolérance indiquée pour un capteur qui ne présente pas de résistance de contact accrue sur le potentiomètre, - la seconde table caractéristique fournit des valeurs de limite de différence nettement plus grandes que la première table caractéristique, - au pas d), dans le cas d'un dépassement de valeur de seuil vers le bas, c'est le plus grand des deux signaux de sortie et, dans le cas d'un dépassement de valeur de seuil vers le haut, le plus petit des deux signaux de sortie, qui est utilisé pour extraire la valeur limite de différence de la table caractéristique chaque fois correspondante. L'invention est exposée ci-après en détail à l'aide d'exemples de réalisation, en regard des dessins. Aux dessins, on voit: à la figure 1, la caractéristique de deux pistes de curseur d'un capteur potentiométrique jumelé, à la figure 2, un exemple de remplissage de données de la seconde table caractéristique, à la figure 3, un exemple de remplissage de données pour la première table caractéristique et, à la figure 4, un ordinogramme d'un déroulement de
procédé présenté à titre d'exemple.
Ci-après, un procédé de diagnostic d'un capteur potentiométrique jumelé est exposé à l'aide de l'exemple d'une pédale d'accélérateur. Bien entendu toutefois, il est possible d'utiliser également des capteurs
potentiométriques jumelés de multiples autres manières.
Un capteur potentiométrique est constitué habituellement d'une piste de résistance et d'un curseur qui est relié mécaniquement à demeure à la pédale d'accélérateur. La piste de résistance est raccordée au pôle positif et au pôle négatif d'une tension d'alimentation. En outre, le curseur est relié à une résistance additionnelle qui est d'autre part reliée à un élément lecteur, par exemple un micro-contrôleur. Dans le cas d'un capteur potentiométrique jumelé, deux curseurs sont connectés de la manière décrite et reliés à la pédale d'accélérateur et ils se déplacent dans le même sens sur leurs pistes de résistance. Du fait de l'accouplement rigide des curseurs à la pédale d'accélérateur, la position des deux curseurs l'un vis-à-vis de l'autre est immuable. Au moyen des prises prévues sur les résistances additionnelles, il est prélevé par les curseurs des tensions qui reproduisent la position de la pédale d'accélérateur chaque fois considérée. Dans ce cas, le comportement relatif de la tension reproduite au moyen des curseurs est linéaire au moins dans un large domaine. Des variations non linéaires de la tension sont également possibles. Ainsi, le signal de sortie s'obtient directement à partir de la position des curseurs sur leurs pistes de résistance du fait du diviseur de tension chaque fois considéré formé par le curseur et la piste de
résistance, ainsi que la résistance additionnelle.
Un agencement différent, par exemple une densité d'enroulement différente, des pistes de résistance individuelles permet une conception différente des caractéristiques ou courbes caractéristiques des différents potentiomètres du capteur potentiométrique jumelé. Un tel exemple est représenté à la figure 1 sur laquelle la tension de sortie U est portée en fonction de la distance parcourue s. Les caractéristiques 1 et 2 des deux potentiomètres d'un capteur potentiométrique jumelé
se distinguent l'une de l'autre par leur pente.
Pour maintenant diagnostiquer ou surveiller le capteur potentiométrique jumelé, le procédé présenté sous forme d'ordinogramme à la figure 4 est exécuté de la manière qui suit: A un pas S1, le procédé est lancé. Au pas S2, les tensions de sortie Ul et U2 du capteur
potentiométrique jumelé sont relevées.
Au pas S3, les tensions de sortie sont soumises à une standardisation sur la même caractéristique. Dans le cas des caractéristiques représentées à la figure 1, le signal de sortie U2 du potentiomètre qui a la caractéristique 2 est multiplié d'une manière appropriée de façon à
compenser la pente plus faible de la caractéristique 2.
Dans le cas de caractéristiques non linéaires ou présentant un écart d'un autre type, il convient qu'un
calcul de correction correspondant ait lieu.
Au pas S4, la différence entre les tensions de sortie U1, U2 ainsi corrigées est déterminée. Dans le cas le plus simple, il peut s'agir d'une formation de différence d'amplitudes, mais il est également possible de prendre d'autres dispositions caractérisant la différence,
par exemple une division.
Il est alors vérifié, à un pas S5, si la plus grande des deux tensions de sortie dépasse ou non une valeur de seuil vers le haut. Si tel est le cas (branche "+"), on
poursuit par un pas S7, dans le cas contraire (branche "-
") par un pas S6.
Au pas S6, le plus grand des deux signaux de sortie
Ul, U2 est choisi.
A un pas S8, la première table caractéristique représentée à la figure 3 est lue avec cette plus grande valeur. En fonction de la valeur de la plus grande tension de sortie max(U1, U2), une valeur est lue pour une valeur limite de différence maximale Vmax. La table caractéristique de la figure 3 est remplie de données de manière à reproduire d'une manière essentiellement exacte la tolérance de durée de vie d'un capteur potentiométrique jumelé. Ensuite, à un pas S10, il est vérifié si la différence calculée dépasse ou non vers le haut la valeur limite de différence. Si tel n'est pas le cas (branche "- "), le procédé se termine par un pas S13. Si, par contre, la valeur limite de différence admissible est dépassée vers le haut (branche "+"), le capteur potentiométrique jumelé est diagnostiqué, à un pas S12, comme étant
défectueux.
Si, au pas S5, un dépassement de valeur de seuil vers le haut est établi, c'est le plus petit des deux signaux de sortie qui est choisi au pas S7. A un pas S9, la seconde table caractéristique est lue avec cette plus petite valeur min(Ul, U2). Cette seconde table caractéristique comporte, au moins au-dessus d'une certaine valeur, des valeurs beaucoup plus grandes pour la valeur limite de différence Vmax que la première table caractéristique. Dans l'exemple représenté à la figure 2, la valeur limite de différence Vmax saute, au-dessus de cette valeur, à une valeur élevée constante, par exemple à % de l'excursion de signal. Il est ainsi tenu compte d'une situation de valeur ohmique élevée qui, bien que située au-delà de la tolérance de durée de vie, n'entraîne
toutefois pas un potentiomètre incapable de fonctionner.
Ensuite, à un pas Sll, il est vérifié si la différence effective est ou non supérieure à la valeur limite de différence Vmax. Si tel n'est pas le cas, le procédé se termine par le pas S13. Si tel est le cas, à un pas S12, le capteur potentiométrique jumelé est diagnostiqué comme étant défectueux, avant que le procédé
ne se termine au pas S13.
Bien entendu, il est également possible d'utiliser des première et seconde tables caractéristiques qui sont remplies de données d'une manière autre que celle représentée aux figures 3 et 2. Etant donnés toutefois qu'on accède toujours à la première table caractéristique lorsque le capteur potentiométrique jumelé fournit des tensions de sortie plus petites, la seconde table caractéristique devrait également fournir des valeurs limites de différence plus grandes que la première table caractéristique. Le diagnostic d'état défectueux du pas S12 peut être affiné en ce sens que, bien que le capteur potentiométrique soit qualifié de défectueux, le plus petit des deux signaux de sortie est toutefois utilisé
pour un fonctionnement d'urgence.
Claims (8)
1. Procédé de diagnostic d'un capteur potentiométrique jumelé qui fournit deux signaux de sortie qui reproduisent l'un et l'autre la même grandeur de mesure, caractérisé en ce que: a) les deux signaux de sortie sont lus, b) une différence entre les deux signaux de sortie est déterminée, c) le plus grand des deux signaux de sortie est soumis à une comparaison à une valeur de seuil, d) une valeur limite de différence est extraite d'une première table caractéristique dans le cas d'un dépassement de valeur de seuil vers le bas et d'une seconde table caractéristique dans le cas d'un dépassement de valeur de seuil vers le haut, tandis que e) les deux tables caractéristiques contiennent la valeur limite de différence en fonction d'un signal de sortie et les fonctions des deux tables caractéristiques sont différentes et f) le capteur est diagnostiqué comme étant défectueux lorsque la différence déterminée au pas c) dépasse la
valeur limite de différence déterminée au pas d).
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'au pas b), la différence de valeur entre les deux
signaux de sortie est formée.
3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'au pas b), le plus petit signal de sortie et divisé
par le plus grand.
4. Procédé suivant l'une quelconque des
revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le diagnostic
n'est effectué que lorsque l'un des deux signaux de sortie est situé audessus d'une autre valeur de seuil qui est
notamment la valeur nulle des signaux de sortie.
5. Procédé suivant l'une quelconque des
revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, dans le cas
d'un capteur dont les deux signaux de sortie reproduisent la grandeur de mesure avec une caractéristique différente, il est procédé, entre les pas a) et b), à une
standardisation sur une caractéristique commune.
6. Procédé suivant l'une quelconque des
revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la première
table caractéristique représente essentiellement la tolérance indiquée pour un capteur qui ne présente pas de
résistance de contact accrue sur le potentiomètre.
7. Procédé suivant l'une quelconque des
revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la seconde
table caractéristique fournit des valeurs de limite de différence nettement plus grandes que la première table caractéristique.
8. Procédé suivant l'une quelconque des
revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'au pas d), dans
le cas d'un dépassement de valeur de seuil vers le bas, c'est le plus grand des deux signaux de sortie et, dans le cas d'un dépassement de valeur de seuil vers le haut, le plus petit des deux signaux de sortie, qui est utilisé pour extraire la valeur limite de différence de la table
caractéristique chaque fois correspondante.
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