FR2824908A1 - Procede et dispositif de surveillance de la saisie de valeurs de mesure - Google Patents

Abstract

On dispose de deux grandeurs de mesures redondantes d'une grandeur de fonctionnement et on forme le quotient des deux grandeurs de mesures. On compare ce quotient à une plage de tolérance prédéterminée. En cas de déviation inacceptable, on suppose qu'il y a un état de défaut.

Description

appareil médical d'assistance respiratoire.

En l'état de la technique L' invention concerne un procédé de surveillance d'une saisie de valeurs de mesures selon lequel au moins deux capteurs re dondants détectant une grandeur de fonctionnement génèrent au moins deux grandeurs de mesures, une relation fixe existant entre les deux grandeurs de mesures et celles-ci sont comparées l'une à l'autre avec une plage de tolérance prédéterminée, et, en cas de déviation inaccep table, on suppose qu'il y a un défaut dans au moins l'une des gran

deurs de mesures.

o Elle concerne de plus un dispositif comprenant une unité

de commande et mettant en _uvre le procédé.

Selon le document DE 42 35880 A, on connât un procé dé et un dispositif pour déterminer une grandeur de fonctionnement dans un véhicule, par exemple la position d'un élément d'actionnement commandé par le conducteur. La grandeur de fonctionnement est saisie par deux installations de me sure travaillant de façon redondante et fournissant deux signaux de mesure indépendants l'un de l'autre. Les installations de mesure sont choisies pour que les relations entre les grandeurs de mesures saisies et la position de l'élément de man_uvre soient représentées par deux courbes caractéristiques ayant une forme différente. Pour commander l'unité motrice du véhicule, on utilise une ou deux grandeurs de mesures et, pour surveiller les grandeurs de me

sures, on vérifie les plages de tension autorisces.

Les documents DE A 197 19 518 (US 5 875 760) décri s vent une procédure comparable. Selon ces documents, on vérifie la sai sie des grandeurs de fonctionnement en contrôlant les grandeurs de mesures dans le cadre d'une tolérance de fonctionnement synchrone (rapport entre les grandeurs de mesures) et de façon complémentaire, de sorte que l'on détecte un défaut même si les grandeurs de mesures so fournies par une installation de mesure ne diffèrent pas de la valeur de

l'autre installation de mesure (il s'agit de la détection d'un mouvement).

Cette procédure garantit la sécurité de la saisie des grandeurs de fonc tionnement. Toutefois, la tolérance de fonctionnement synchrone, pré défini (déviation des deux grandeurs de mesures, l'une par rapport à l'autre), joue un grand rôle. Cela constitue une valeur relative qu'il est

assez difficile à respecter.

Dans un exemple de réalisation particulier de la saisie de la position de la péJale d'accélérateur, notamment dans le système de commande d'un moteur, il est particulièrement important de garantir la reconnaissance du ralenti (demande de fonctionnement au ralenti émise par le conducteur). Pour cela il faut détecter, de manière sure et sans équivoque, le relachement de la pédale d'accélérateur. En général, pour cette raison, on déduit une information redondante du fonctionnement o au ralenti à partir des deux grandeurs de mesures; on ne quitte le ra lenti et on libère le moteur pour augmenter le couple que si les deux grandeurs de mesures indiquent que l'on quitte la plage de ralenti. Du fait des tolérances des grandeurs de mesures, en général cela se réper cute lorsqu'on quitte le point de fonctionnement de ralenti par une

s course à vide qui n'est pas souhaitable.

Le contrôle de fonctionnement synchrone des deux gran deurs de mesures repose en général sur la comparaison de ces deux grandeurs; ces deux grandeurs sont en général des tensions ou des valeurs numériques que l'on contrôle par rapport à une plage accepta o ble de valeur. Comme les valeurs absolues des grandeurs de mesures augmentent lorsque les grandeurs de mesures changent, pour le con trôle de la tolérance de fonctionnement synchrone dans toute la plage des valeurs de mesure des grandeurs, il faut diviser la plage en diffé rentes fenétres dans lesquelles on fxe des limites différentes pour la

s tolérance de fonctionnement synchrone.

A cet effet, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'on fait la comparaison sur la base des quotients entre les deux

grandeurs de mesures.

Avantages de l'invention En formant le quotient des deux grandeurs de mesures et en comparant à un seuil de tolérance prédéterminé, on obtient des avantages par rapport à la solution connue consistant à former la diffé

rence sur la base des grandeurs de mesures absolues.

De façon avantageuse, les grandeurs de mesures sont les a5 grandeurs de mesures générées directement par le capteur redondant ou le s grandeurs de mesures qui en sont déduites et le s courbes carac téristiques de s grandeurs de me sure s ont de s pentes différentes pour le s grandeurs de fonctionnement à mesurer et le s deux grandeurs de mesure s couvrent l' ensemble de la plage des grandeurs de fonctionne s ment. L'avantage principal est de pouvoir prédéterminer une tolérance de fonctionnement synchrone beaucoup plus petite qui est vérifée de manière fiable. Cet avantage résulte notamment de systèmes de me sure travaillant en technique sans contact si le s deux grandeurs o de mesures sont générées sur la base des signaux de deux circuits inté grés, formés d'un boîtier et d'un circuit intégré. Le fabricant peut ainsi réaliser la méme tolérance de fonctionnement synchrone dans toute la plage de travail, ce qui peut mieux se contrôler par la formation du

quotient que si on forme la différence.

I1 est particulièrement avantageux que le contrôle de fonctionnement synchrone demande, sur la base de la formation du quotient, dans la plage des très faibles valeurs absolues des grandeurs de mesures, une très faible valeur de tolérance alors qu'en direction des plus grandes valeurs absolues, le contrôle de synchronisme devient o moins sensible. Une commutation entre plusieurs fenétres n'est pas né cessaire dans ces conditions. Cela permet une simplification considéra

ble des programmes.

A côté de la simplification des programmes, la suppres sion de plusieurs fenétres se traduit également par une réduction des s applications à mettre en _uvre consistant à fixer la largeur de plusieurs fenétres et à prévoir des conditions de commutation, etc. On diminue

ainsi les sources d'erreur d'applications erronces.

I1 est particulièrement avantageux d'appliquer le contrôle de fonctionnement synchrone en formant le quotient dans le cas d'un so capteur de course de pédale, qui consiste à utiliser au moins deux ins= tallations de mesures redondantes pour saisir la position d'un élément

de man_uvre actionné par le conducteur.

Les avantages évoqués ci-dessus sont notamment liés à des capteurs travaillant sans contact pour la saisie des valeurs de me s5 sure et pour des lignes caractéristiques des grandeurs de mesures ayant des pentes différentes et qui sont, de préférence, linéaires par rapport aux grandeurs de fonctionnement. Les avantages évoqués s'ap pliquent de manière correspondante également aux liaisons avec d'au

tres formes de courbe caractéristiques.

Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l' aide de modes de réalisation représenté s dans les des sins annexés dans lesquels: - la figure 1 est un schéma d'ensemble d'une installation de com o mande consistant à saisir des grandeurs de fonctionnement à l'aide d'au moins deux capteurs redondants l'un par rapport à l'autre, - la figure 2 montre un exemple de réalisation préférentielle des cour bes caractéristiques de grandeurs de mesures à exploiter selon des grandeurs de fonctionnement ou paramètres de fonctionnement, - la figure 3 concerne un ordinogramme d'un exemple de réalisation préfére ntielle d 'un co ntrôle de plausibilité de deux grandeurs de me

sures en formant leur quotient.

Description des exemples de réalisation

La figure 1 montre un exemple de réalisation préféren o tielle comprenant une installation de commande utilisant, entre autres, de s grandeurs de me sure s fournies par deux capteurs travaillant de manière redondante. Un exemple d' application préférentielle est la commande électronique de la puissance du moteur; toutefois, la procé dure de contrôle de plausibilité, décrite ci-après, pour deux grandeurs :5 de mesures peut également s'utiliser dans toute application avec deux capteurs redondants. L'application décrite d'une saisie de position n'est pas limitative. Au contraire, la procédure décrite s'applique partout o on veut bénéfcier des avantages évoqués ci-dessus en saisissant une grandeur de fonctionnement variable à l' aide d' au moins deux capteurs redondants. L'expression "redondants" signifie dans ce contexte que les deux capteurs saisissent la méme grandeur ou paramètre de fonction nement et fournissent un signal exploitable dans toute la plage de tra

vail prévu pour cette grandeur de fonctionnement.

Dans l'exemple de réalisation de la figure 1, un élément de man_uvre 10 actionné par le conducteur est combiné aux deux capteurs 16, 18 par une liaison mécanique 12. Les lignes de transmis sion de signaux de mesures 20, 22 des capteurs 16, 18 sont appliquées à une unité de commande 24. La ligne de sortie de signal 26 conduit à un élément d'actionnement 28 commandé en fonction d'au moins l'un

s des signaux transmis par les lignes 20, 22.

Selon un exemple de réalisation préférentielle, l'élément de réglage 28 est le volet d'étranglement ou un autre élément de réglage déterminant la puissance d'un moteur à combustion interne. Le procédé décrit ci-après est également avantageux en combinaison avec des con o cepts d'entrâînement alternatifs de véhicules automobiles par exemple

des moteurs électriques.

Selon l'exemple de réalisation préférentielle de la figure 1, les capteurs 16, 18 sont des capteurs travaillant de préférence sans contact. Ces capteurs correspondent, selon l'exemple de réalisation à s deux capteurs placés dans un boîtier de circuit intogré, c'est-à-dire deux capteurs faisant partie d'un circuit intégré ou encore deux cap teurs logés dans deux boîtiers de circuits différents. Le procédé présenté

s'applique également avec des potentiomètres.

Le dispositif représenté à la figure 1 fonctionne de la ma o nière suivante: les capteurs 16, 18 fournissent, par les lignes de transmission de signaux de mesures 20, 22, deux grandeurs de mesu res appliquées à l'unité de commande 24. Ces grandeurs de mesures représentent la position de l'élément d'actionnement 10. A partir de ces deux grandeurs de mesures, on déduit la demande du conducteur qui s est convertie en tenant compte d'autres paramètres de fonctionnement et, le cas échéant, de grandeurs de consigne d'autres systèmes, au moins un signal de commande pour un élément de réglage 28. Comme en fonction de la demande du conducteur déduite des grandeurs de mesures, on commande la puissance que doit fournir le moteur, il est o nécessaire de s'assurer que les grandeurs de mesures reçues par l'unité de commande 24 soient sans défaut. Ce contrôle se fait sous la forme d'un contrôle de plausibilité; dans les procédures connues, ce contrôle se fait à l' aide des procédés évoqués ci-dessus, de vérifications de la to lérance du fonctionnement synchrone. Pour cela, on contrôle la diffé rence entre les deux grandeurs de mesures et/ou on détecte le mouve ment. Si le fonctionnement du montage est défectueux, on uti lise habituellement la première grandeur de mesure comme signal guide pour la demande du conducteur et la seconde grandeur ne sert qu'à surveiller le signal guide. Lorsqu'on actionne la pédale d'accélérateur, dans le montage connu, ce n'est qu'après avoir parcouru les plages de tolérance de fonctionnement synchrone que les deux grandeurs de me sure sont reconnues l'une par rapport à l'autre comme constituant un o signal correct de la demande du conducteur et ce n'est qu'après cela que l'on augmente la puissance du moteur. Ainsi il y a une course à vide de la pédale quittant la plage du ralenti; pendant cette course à vide, il n'y a pas de variation importante de la puissance malgré l'accé lération de la pédale. Cette course à vide de la pédale dépend des tolé

s rances prédéterrninées de fonctionnement synchrone.

Les deux grandeurs de mesures émises par les capteurs 16, 18 ou les grandeurs de mesures qui en sont déduites sont liées par une relation mathématique fixe. Cette relation mathématique fixe peut, par exemple, signifier qu' en représentant les grandeurs de me sure s ou o les grandeurs qui en sont déduites, on obtient pour les grandeurs de fonctionnement mesurces, des courbes caractéristiques de pente diffé rentes ou des courbes caractéristiques parallèles décalées d'un certain intervalle. La figure 2 montre un exemple préférentiel correspondant à de telles courbes caractéristiques. Suivant l'exemple de réalisation, cette :5 relation ou l'une des relations ci-dessus entre les signaux fournis par les capteurs ou entre les grandeurs déduites des signaux fournis par les capteurs sont, par exemple, amplifiées, modifiées, transformées, etc. Ci

dessus ainsi que dans la suite de la description, ces grandeurs sont

uniformément désignces comme grandeurs de mesures.

A la figure 2, on a représenté la grandeur de mesure U (par exemple une tension, une valeur numérique, etc.) suivant la gran deur de fonctionnement a que l' on veut mesurer (position de l' élément d'actionnement). La configuration représentée à la figure 2 montre que dans toute la plage des grandeurs de fonctionnement comprises entre O 3s et 100%, la grandeur de mesure U du premier capteur utilise toute la plage des valeurs de mesures (de O à la valeur maximale) alors que la grandeur de mesure U2 du second capteur n'utilise que la moitié de la plage de valeur entre O et max/2. Ainsi, la courbe caractéristique de U2 à la figure 2 a une pente moitié de la courbe caractéristique de U.. Dans ce cas particulier, on a ainsi la relation mathématique:

U2 = 1/2 * Ui.

Dans d'autres modes de réalisation, on peut choisir un coefficient différent pour distinguer les pentes. De plus, à la place de courbes caractéristiques linéaires, on peut également utiliser des cour o bes caractéristiques représentées par d'autres fonctions mathémati ques. A côté de la pente différente, on peut également envisager des courbes caractéristiques parallèles entre lesquelles existe un certain décalage. Pour surveiller et contrôler la plausibilité des grandeurs is de mesures, à la place du principe de différence connu selon l'état de la technique, il est prévu de former un quotient des deux signaux et de

comparer celui-ci à une bande de tolérance prédétermince.

Suivant l' exemple de réalisation, on utilise le s formules suivantes:

1.J U/U2=<(2+)

2.) U/(2* U2) =< (1 + 0,5 * A)

3) (0,5*U)/U2=<(1+0,5*)

Dans ces formules =< signife "inférieur ou égal à); représente la va

leur de tolérance.

2s La procédure selon le point 2 et le point 3 correspond à une condition de tolérance plus poussce pour l'étalonnage des capteurs que la procédure selon le point 1. La condition de tolérance dans le cas

2 et dans le cas 3 est diminuée de moitié par rapport au cas 1.

Contrairement au procédé de formation de la différence, selon lequel on ne peut décider de la validité des signaux que lorsque les valeurs absolues des grandeurs de mesures sont suffisarnment grandes pour que les bandes de tolérance ne se chevauchent plus, dans le cas d'utilisation du quotient pour contrôler l'erreur, on peut décider

plus ou moins immédiatement de la validité des grandeurs de mesures.

3s Cela réduit considérablement la course à vide de la pédale. Cet avantage par rapport à la procédure actuelle résulte surtout du fait qu'à côté de la formation du quotient, on peut utiliser des capteurs sans contact

ayant une tolérance de fonctionnement synchrone plus petite.

La solution présentée ci-dessus n'est pas seulement avantageuse pour la situation des courbes caractéristiques représentées à la figure 2 mais également pour d'autres courbes caractéristiques notamment pour des courbes caractéristiques parallèles avec un déca

lage prédéterminé.

La réalisation de la formation décrite des quotients pour o le contrôle se fait dans le cadre d'un programme exécuté par un élément de calcul de l'unité de commande 24. Un exemple d'un tel programme est représenté dans le diagramme ou ordinogramme de la figure 3; cette figure montre de manière préférentielle la procédure correspon dant au point 1. Les différents blocs représentent des étapes de pro s gramme des parties de programme ou des programmes et les lignes de

liaison représentent la circulation des informations.

On enregistre les grandeurs de mesures Ui, U. Le bloc forme le quotient entre Ui et U2. Le quotient est alors appliqué à un comparateur 102. I1 est également prévu une cellule de mémoire 104 qui contient la plage de tolérance prédétermince pour la tolérance de fonctionnement synchrone entre les deux grandeurs de mesures. Une autre cellule de mémoire 106 contient le nombre 2. Le point de combi naison 108 forme suivant la formule 1 présentée ci-dessus la somme de valeur de tolérance et du nombre 2. Cette somme est également appli 2s quée au comparateur 102. Le comparateur vérifie si le quotient des deux grandeurs de mesures est inférieur ou égal à la plage de tolérance obtenue 2 + A. Si cela est le cas, les grandeurs de mesures sont consi dérces comme correctes; si les grandeurs de tolérance sont dépassces par les quotients, on suppose qu'il y a un défaut. Dans ce cas, selon un exemple de réalisation préférentielle, si le défaut se présente plusieurs fois, on branche la lampe de signalisation 110 et/ou on enregistre dans une mémoire de défauts et/ou on limite la puissance du véhicule et/ou on détermine celle des grandeurs de mesures qui est défectueuse et on commute sur l'autre grandeur non défectueuse pour poursuivre la

commande de l'unité d'entrâînement.

La réalisation correspond aux formules 2 et 3 présentées ci-dessus. La procédure exposée ci-dessus convient à tons les types de grandeurs de mesures de nature analogique, numérique ou à mo dulation de largeur d'impulsions, etc.

Claims (4)

REVENDICATIONS

1 ) Procédé de surveillance d'une saisie de valeurs de mesures selon le quel au moins deux capteurs redondants détectant une grandeur de fonctionnement génèrent au moins deux grandeurs de me sure s, une relation fixe existant entre les deux grandeurs de mesures et celles-ci sont comparces l'une à l'autre avec une plage de tolérance prédétermi née, et, en cas de déviation inacceptable, on suppose qu'il y a un défaut dans au moins l'une des grandeurs de mesures, caractérisé en ce qu' to on fait la comparaison sur la base des quotients entre les deux gran

deurs de mesures.

2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les grandeurs de mesures sont les grandeurs de mesures générees di rectement par le capteur redondant ou les grandeurs de mesures qui en

sont déduites.

3 ) Procédé selon la revendication 1; caractérisé en ce que les courbes caractéristiques des grandeurs de mesures ont des pentes différentes pour les grandeurs de fonctionnement à mesurer et les deux grandeurs de mesures couvrent l'ensemble de la plage des grandeurs de fonctionnement.

4 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les grandeurs de mesures représentent la position d'un élément de ma

n_uvre actionné par le conducteur.

) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les capteurs générant les grandeurs de mesures sont des capteurs sans contact. 6 ) Dispositif de surveillance d'une saisie de valeurs de mesures com prenant une unité de commande (24) déterminant, des grandeurs de mesures fournies par des capteurs redondants, entre lesquelles existe une relation fixe, et qui sont comparées pour contrôler les défauts des s grandeurs de mesures entre elles, par rapport à une plage de tolérance prédétermince, dont l'unité de commande reconnaît en cas de déviation inacceptable, un défaut ou erreur au niveau de l'une des grandeurs de mesure, caractérisé en ce que o la comparaison se fait sur la base du quotient des deux grandeurs de