FR3069347A1 - METHOD FOR MONITORING AN ONBOARD COMPONENT OF A MOTOR VEHICLE - Google Patents
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Abstract
Procédé de surveillance d'un composant embarqué (401) de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend une détermination d'une échéance (103) pour un diagnostic à effectuer sur le composant à l'aide d'une valeur représentative d'une ampleur d'une utilisation du composant qui a été faite jusqu'à l'instant de la détermination, en prenant en compte un risque de défaillance maximal désiré par unité de temps (102), la détermination étant fondée sur une distribution statistique (101) des occurrences dans la vie du composant de défaillances relatives à au moins une cause de défaillance du composant et sur une répartition (101) de plusieurs causes de défaillance du composant, puis une surveillance (205) de la survenue de l'échéance, et enfin lors de la survenue de l'échéance, la mise en œuvre d'une sollicitation (203) du composant pour détecter une défaillance.A method of monitoring an onboard component (401) of a motor vehicle, characterized in that it comprises a determination of a deadline (103) for a diagnosis to be made on the component using a representative value of a magnitude of component use that has been made up to the time of determination, taking into account a maximum expected failure risk per unit of time (102), the determination being based on a statistical distribution (101 ) occurrences in the life of the failure component relating to at least one cause of component failure and a distribution (101) of several causes of component failure, followed by a monitoring (205) of the occurrence of the due date, and finally, when the expiration occurs, the implementation of a solicitation (203) of the component to detect a failure.
Description
PROCEDE DE SURVEILLANCE D’UN COMPOSANT EMBARQUE DE VEHICULE AUTOMOBILE [0001] L’invention s’inscrit dans le domaine du diagnostic des défaillances de composants de véhicule automobile au cours de la vie du véhicule automobile concerné.METHOD FOR MONITORING AN ON-VEHICLE VEHICLE COMPONENT [0001] The invention relates to the field of diagnosis of motor vehicle component failures during the life of the motor vehicle concerned.
[0002] Il est connu d’utiliser des algorithmes embarqués de diagnostic qui détectent les défaillances des composants. Ces algorithmes sont exécutés avec une périodicité donnée, ou à la suite de la survenue d’un évènement particulier, signalé par un calculateur ou un opérateur.It is known to use on-board diagnostic algorithms which detect component failures. These algorithms are executed with a given periodicity, or following the occurrence of a particular event, signaled by a computer or an operator.
[0003] Les méthodes de diagnostic des défaillances concernées par l’invention sont des méthodes actives, qui sollicitent le composant avec un stress, de type électrique, mécanique ou chimique. Elles concourent en conséquence à la dégradation du composant à surveiller.The methods for diagnosing the failures concerned by the invention are active methods, which stress the component with stress, of the electrical, mechanical or chemical type. They therefore contribute to the degradation of the component to be monitored.
[0004] On connaît ainsi du document FR2949865 une méthode de diagnostic de calculateurs mécatroniques recherchant les défaillances de ceux-ci.We thus know from document FR2949865 a method for diagnosing mechatronic computers looking for their failures.
[0005] On cherche à minimiser la dégradation du composant à surveiller, tout en assurant une fiabilité optimale dans le processus de diagnostic.We seek to minimize the degradation of the component to be monitored, while ensuring optimum reliability in the diagnostic process.
[0006] Pour cela, il est proposé un procédé de surveillance d’un composant embarqué de véhicule automobile. Ce procédé est remarquable car il comprend une détermination d’une échéance pour un diagnostic à effectuer sur le composant à l’aide d’une valeur représentative d’une ampleur d’une utilisation du composant qui a été faite jusqu’à l’instant de la détermination, en prenant en compte un risque de défaillance maximal désiré par unité de temps, la détermination étant fondée sur une distribution statistique des occurrences dans la vie du composant de défaillances relatives à au moins une cause de défaillance du composant et éventuellement sur une répartition de plusieurs causes de défaillance du composant, puis une surveillance de la survenue de l’échéance, et enfin lors de la survenue de l’échéance, la mise en œuvre d’une sollicitation du composant pour détecter une éventuelle défaillance.For this, a method of monitoring an on-board component of a motor vehicle is proposed. This process is remarkable because it includes determining a deadline for a diagnosis to be carried out on the component using a value representative of the extent of use of the component which has been made up to the moment. of the determination, taking into account a maximum desired risk of failure per unit of time, the determination being based on a statistical distribution of the occurrences in the life of the component of failures relating to at least one cause of failure of the component and possibly on a distribution of several causes of component failure, then monitoring of the occurrence of the deadline, and finally during the occurrence of the deadline, the implementation of a component request to detect a possible failure.
[0007] Les caractéristiques suivantes sont optionnelles et avantageuses :The following characteristics are optional and advantageous:
[0008] - l’échéance est exprimée en kilomètres parcourus par le véhicule, en unités de temps, ou en nombre d’activations du composant ;- the expiration is expressed in kilometers traveled by the vehicle, in time units, or in number of activations of the component;
[0009] - la détermination de l’échéance est un calcul mené en modélisant un état courant du composant en l’un d’au moins deux états comprenant un état sans défaillance non diagnostiquée, et un état avec défaillance non diagnostiquée ;- The determination of the maturity is a calculation carried out by modeling a current state of the component in one of at least two states comprising an undiagnosed failure-free state, and an undiagnosed failure state;
[0010] - l’échéance est calculée en extrayant une fréquence à laquelle effectuer un diagnostic d’un tableau de correspondance entre fréquences à laquelle effectuer un diagnostic et risque de défaillance maximal désiré par unité de temps ;- the deadline is calculated by extracting a frequency at which to make a diagnosis from a correspondence table between frequencies at which to make a diagnosis and maximum desired risk of failure per unit of time;
[0011] - alternativement la détermination est une extraction d’une table préenregistrée, présentant des échéances successives (ou la fréquence de diagnostic équivalente), en fonction du risque de défaillance maximal désiré par unité de temps ;- alternatively the determination is an extraction from a prerecorded table, having successive deadlines (or the equivalent diagnostic frequency), according to the maximum risk of failure desired per unit of time;
[0012] - le stress est un stress chimique, électrique ou mécanique ;- Stress is chemical, electrical or mechanical stress;
[0013] - la défaillance est fonctionnelle ou électrique.- The failure is functional or electrical.
[0014] Il est aussi proposé un dispositif de surveillance d’un composant embarqué de véhicule automobile. Ce dispositif est remarquable car il comprend un moyen de détermination d’une échéance pour un diagnostic à effectuer sur le composant à l’aide d’une valeur représentative d’une ampleur d’une utilisation du composant qui a été faite jusqu’à l’instant de la détermination, en prenant en compte un risque de défaillance maximal désiré par unité de temps, la détermination étant fondée sur une distribution statistique des occurrences dans la vie du composant de défaillances relatives à au moins une cause de défaillance du composant et éventuellement sur une répartition de plusieurs causes de défaillance du composant, un moyen de surveillance de la survenue de l’échéance, et un moyen de mise en œuvre lors de la survenue de l’échéance, de la sollicitation du composant pour détecter une éventuelle défaillance.There is also proposed a device for monitoring an on-board component of a motor vehicle. This device is remarkable because it includes a means of determining a deadline for a diagnosis to be carried out on the component using a value representative of a magnitude of a use of the component which has been made up to l instant of the determination, taking into account a maximum desired risk of failure per unit of time, the determination being based on a statistical distribution of the occurrences in the life of the component of failures relating to at least one cause of failure of the component and possibly on a distribution of several causes of failure of the component, a means of monitoring the occurrence of the deadline, and a means of implementation during the occurrence of the deadline, of the solicitation of the component to detect a possible failure.
[0015] L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence au dessin annexé donné uniquement à titre d’exemple illustrant un mode de réalisation de l’invention,The invention will be better understood, and other objects, characteristics, details and advantages thereof will appear more clearly in the explanatory description which follows, made with reference to the appended drawing given solely by way of example illustrating a embodiment of the invention,
- La figure 1 étant une vue d’un mode de réalisation de l’invention ;- Figure 1 being a view of an embodiment of the invention;
- la figure 2 est la représentation d’un modèle utilisé pour l’invention.- Figure 2 is a representation of a model used for the invention.
[0016] Le véhicule automobile concerné par l’invention est équipé d’un calculateur 201, chargé de surveiller un composant du véhicule. Le composant peut être un composant électronique, un composant mécanique, ou encore un composant électromécanique.The motor vehicle concerned by the invention is equipped with a computer 201, responsible for monitoring a component of the vehicle. The component can be an electronic component, a mechanical component, or even an electromechanical component.
[0017] Les données suivantes sont enregistrées dans le calculateur 201 :The following data are recorded in the computer 201:
[0018] - Une table 101 de taux de défaillance du composant en fonction d’éléments de métrique comme le temps, le kilométrage du véhicule, ou encore le nombre d’activations du composant ; la table peut contenir, pour chaque valeur de la métrique utilisée, un ou plusieurs taux de défaillance, si l’on considère plusieurs causes de défaillance distinctes ;- A table 101 of component failure rate as a function of metric elements such as time, vehicle mileage, or even the number of activations of the component; the table can contain, for each value of the metric used, one or more failure rates, if we consider several distinct causes of failure;
[0019] - Une valeur du risque d’exposition 102, enregistrée en mémoire ;- A value of the risk of exposure 102, stored in memory;
[0020] - Un algorithme 103 de calcul de l’échéance (la date, le kilométrage du véhicule, un nombre d’utilisation du composant surveillé) du prochain diagnostic.- An algorithm 103 for calculating the deadline (the date, the vehicle mileage, a number of uses of the monitored component) of the next diagnosis.
[0021] Le logiciel du calculateur 201 du véhicule comporte :The vehicle computer 201 software includes:
[0022] - un algorithme de surveillance 203 dédié notamment à la surveillance du composant 401, [0023] - un compteur 204 par exemple temporel ou kilométrique, ou encore un compteur 204 comptant le nombre d’utilisation du composant surveillé, qui compte le temps qui s’écoule ou le nombre de kilomètres parcourus par le véhicule, ou encore le nombre d’activations du composant ;- A monitoring algorithm 203 dedicated in particular to monitoring the component 401, - a counter 204 for example time or kilometer, or a counter 204 counting the number of uses of the monitored component, which counts the time that runs or the number of kilometers traveled by the vehicle, or the number of activations of the component;
[0024] - un indicateur 301 de déclenchement de l’algorithme de surveillance 203 ;- an indicator 301 for triggering the monitoring algorithm 203;
[0025] - un comparateur 205 de date, de kilométrage ou encore de nombre d’activations du composant, pour comparer l’échéance déterminée par l’algorithme 103 et la valeur courante déterminée par le compteur 204.- a comparator 205 of date, mileage or number of activations of the component, to compare the deadline determined by the algorithm 103 and the current value determined by the counter 204.
[0026] À partir d’un retour d’expérience fondé soit sur des essais, soit sur les statistiques issues d’une flotte de véhicule en circulation, les données suivantes sont recueillies, pour chaque composant, de technologie (ou modèle) donné :From feedback based either on tests or on statistics from a fleet of vehicles in circulation, the following data is collected, for each component, of given technology (or model):
[0027] - causes de défaillance du composant ;- causes of component failure;
[0028] - ancienneté (l’ancienneté étant évaluée en temps depuis la fabrication ou la mise en service, kilométrage parcouru, ou nombre d’utilisations du composant) à la défaillance du composant pour une cause donnée.- seniority (seniority being evaluated in time since manufacture or commissioning, mileage covered, or number of uses of the component) to the failure of the component for a given cause.
[0029] Une analyse statistique par exemple de type analyse Weibull est réalisée afin de connaître la distribution statistique des instants de défaillance relatifs à chaque cause (q) de défaillance du composant.A statistical analysis, for example of the Weibull analysis type, is carried out in order to know the statistical distribution of the instants of failure relating to each cause (q) of failure of the component.
[0030] À chaque cause de défaillance q, un taux de défaillance spécifique est ainsi calculé [0031] A(t; Cause = cf) = Kt;C“™e=cJ [0032] f(t; Cause = q) est la densité de la loi des instants en fonction de l'échéance de défaillance causée par le défaut Ci.For each cause of failure q, a specific failure rate is thus calculated. [0031] A (t; Cause = cf) = K t; C “™ e = c J [0032] f (t; Cause = q ) is the density of the law of times as a function of the failure deadline caused by the fault Ci.
[0033] Æ(t) est la probabilité de ne manifester aucune défaillance entre les instants 0 et t [0034] Le choix de la distribution de Weibull est avantageux du fait de sa capacité à modéliser aussi bien les défaillances dites de jeunesse, les défaillances aléatoires et les défaillances dites de vieillesse en fonction de ses trois paramètres (paramètre de forme, paramètre d’échelle et paramètre de position).Æ (t) is the probability of showing no failure between instants 0 and t The choice of the Weibull distribution is advantageous because of its ability to model both so-called youthful failures, failures random and so-called old age failures according to its three parameters (shape parameter, scale parameter and position parameter).
[0035] La connaissance de la distribution statistique des instants de défaillance et de la proportion p, des causes de défaillance q permet de calculer un taux de défaillance général en fonction du temps suivant la formule [0036] Â5(t) = Σίίι4(ί; Cause = q) pi [0037] Cette correspondance taux de défaillance - métrique (temps, kilométrage, nombre d’activations,...) est enregistrée dans la mémoire du calculateur.Knowledge of the statistical distribution of the instants of failure and the proportion p, of the causes of failure q makes it possible to calculate a general failure rate as a function of time according to the formula [536] Â 5 (t) = Σίίι4 ( ί; Cause = q) pi This failure rate - metric correspondence (time, mileage, number of activations, ...) is saved in the computer memory.
[0038] L’instant de la prochaine inspection est calculée grâce à une modélisation à deux états comme montré en figure 2.The instant of the next inspection is calculated using two-state modeling as shown in Figure 2.
[0039] Un premier état est l’état 0, correspondant à une situation sans défaillance non diagnostiquée du composant ;A first state is state 0, corresponding to a situation without undiagnosed failure of the component;
[0040] Un deuxième état est l’état 1, correspondant à une défaillance du composant non diagnostiquée.A second state is state 1, corresponding to a failure of the undiagnosed component.
[0041] Le taux de transition de l’état 0 à l’état 1 (TOi) au temps t dépend du taux de défaillance à l’instant t.The transition rate from state 0 to state 1 (T O i) at time t depends on the failure rate at time t.
[0042] Le taux de transition de l’état 1 à l’état 0 (T10) dépend de la fréquence f du diagnostic.The transition rate from state 1 to state 0 (T 10 ) depends on the frequency f of the diagnosis.
[0043] On détermine à chaque instant t, la fréquence de diagnostic f qui permet d’avoir un taux de séjour dans l’état 1 Pn(t+dt) égal au risque désiré sur l’intervalle de temps dt.It determines at each time t, the diagnostic frequency f which allows to have a stay rate in the state 1 Pn (t + dt) equal to the desired risk over the time interval dt.
[0044] L’évolution du taux de séjour dans l’état Pn(t) est :The change in the residence rate in the Pn (t) state is:
[0045] dPn(t,f) / dt = Toi(t) x Poo (t,f) - Tw(f) x Pu (t,f) [0046] et celle du taux de séjour dans l’état 0 est :DPn (t, f) / dt = Toi (t) x P oo (t, f) - T w (f) x Pu (t, f) and that of the rate of stay in the state 0 is:
[0047] dPoo(t,f) / dt = Tio(f) * Pu (t,f) - Toi(t) * Pu (t,f) [0048] Le système est donc représenté par un système d’équations différentielles d’ordreDPoo (t, f) / dt = Tio (f) * Pu (t, f) - Toi (t) * Pu (t, f) The system is therefore represented by a system of differential equations order
1.1.
[0049] Pour chaque instant t on détermine les conditions initiales suivantes :For each instant t, the following initial conditions are determined:
[0050] Poo (t,f)= Poo (t) : probabilité de ne pas avoir défaillance du composant non diagnostiquée à l’instant t ;Poo (t, f) = Poo (t): probability of not having failed the undiagnosed component at time t;
[0051] Pu (t,f) = Pu (t) = 1- Poo (t) = probabilité d’avoir une défaillance non diagnostiquée à l’instant t.Pu (t, f) = Pu (t) = 1- P oo (t) = probability of having an undiagnosed failure at time t.
[0052] Sur un intervalle d’utilisation du composant de véhicule, exprimé en temps, en kilométrage du véhicule ou en nombre d’activations du composant, noté par simplification dt et dont on suppose qu’il est assez court, on peut considérer que le taux de défaillance instantanée est constant POo (t) = Poo (t+dt).Over a period of use of the vehicle component, expressed in time, in vehicle mileage or in number of activations of the component, noted by simplification dt and which is assumed to be fairly short, we can consider that the instantaneous failure rate is constant P O o (t) = Poo (t + dt).
[0053] À chaque instant t, il est donc possible de déterminer la fréquence de diagnostic qui permet d’être dans l’état 1 avec la probabilité Pu (f) égale au risque désiré en résolvant pour f [0054] (/) = + * e-œoi*t+i*OAt each instant t, it is therefore possible to determine the diagnostic frequency which makes it possible to be in state 1 with the probability Pu (f) equal to the desired risk by solving for f [0054] (/) = + * e -œoi * t + i * O
T01+f T01+f [0055] L’échéance (date, kilométrage ou nombre d’activations du composant) du prochain diagnostic est égale au décompte actuel, établi par exemple par le compteur 204, auquel on ajoute le résultat d’une fonction conversion f, qui permet de passer d’une fréquence f à un intervalle de temps, kilométrage ou nombre d’activations.T 01 + f T 01 + f The deadline (date, mileage or number of component activations) of the next diagnosis is equal to the current count, established for example by the counter 204, to which the result of a conversion function f, which allows you to go from a frequency f to a time interval, mileage or number of activations.
[0056] Par exemple si f est égal à 0,01 diagnostic par heure, alors on utilise la fonction 1/f pour calculer la période adéquate ce qui donne une date du prochain diagnostic égale à date actuelle à laquelle on additionne 100 heures.For example if f is equal to 0.01 diagnosis per hour, then we use the 1 / f function to calculate the appropriate period which gives a date of the next diagnosis equal to the current date to which we add 100 hours.
[0057] Le processus de surveillance comprend les étapes suivantes :The monitoring process includes the following steps:
[0058] Étape 1 : Initialiser l’indicateur 301 de déclenchement du diagnostic à FAUX ;Step 1: Initialize the indicator 301 triggering the diagnosis to FALSE;
[0059] Étape 2 : Calculer l’échéance du prochain diagnostic, à l’aide de l’algorithme 103, sous la forme par exemple d’une date ou d’un kilométrage ;Step 2: Calculate the deadline for the next diagnosis, using the algorithm 103, in the form for example of a date or of a mileage;
[0060] Parallèlement et en permanence, le compteur 204 est incrémenté en fonction soit du temps écoulé, soit des kilomètres parcourus, soit des occurrences de l’utilisation du composant 401.In parallel and permanently, the counter 204 is incremented as a function of either the time elapsed, or the kilometers traveled, or the occurrences of the use of the component 401.
[0061] Dès qu’une échéance est calculée, le comparateur 205 compare régulièrement l’échéance avec la valeur courante du compteur 204.As soon as a deadline is calculated, the comparator 205 regularly compares the deadline with the current value of the counter 204.
[0062] Étape 3 : Si le comparateur 205 détecte que l’échéance du prochain diagnostic est révolue alors l’indicateur de déclenchement du diagnostic 301 passe à la valeur VRAI ;Step 3: If the comparator 205 detects that the deadline for the next diagnosis is over then the diagnostic trigger indicator 301 goes to the value TRUE;
[0063] Étape 4 : Si l’indicateur de déclenchement du diagnostic 301 passe à la valeur VRAI alors l’algorithme de surveillance 203 est déclenché et déroulé ;Step 4: If the diagnostic trigger indicator 301 goes to TRUE then the monitoring algorithm 203 is triggered and unrolled;
[0064] Étape 5 : Une fois que l’algorithme de surveillance 203 est déroulé et terminé, l’indicateur de déclenchement du diagnostic 301 repasse à FAUX ;Step 5: Once the monitoring algorithm 203 is unrolled and finished, the diagnostic trigger indicator 301 returns to FALSE;
[0065] Étape 6 : le processus revient à l’étape 2.Step 6: the process returns to step 2.
[0066] Inversement, si le comparateur 205 détecte que l’échéance du prochain diagnostic n’est pas atteinte alors l’indicateur de déclenchement du diagnostic 301 reste à FAUX, et le comptage est poursuivi à l’aide du compteur 204.Conversely, if the comparator 205 detects that the deadline for the next diagnosis has not been reached, then the diagnostic trigger indicator 301 remains FALSE, and the counting is continued using the counter 204.
[0067] Par rapport à un diagnostic sur le composant impliquant une sollicitation de celuici à période fixe, l’invention est une avancée car elle réduit le nombre de sollicitations du composant diagnostiqué et des composants qui participent au diagnostic lorsqu’il y a peu de risque d’avoir une défaillance et son impact sur le vieillissement de ces composants est 5 donc faible.Compared to a diagnosis on the component involving a request for a fixed period, the invention is an advance because it reduces the number of requests for the component diagnosed and the components which participate in the diagnosis when there is little risk of failure and its impact on the aging of these components is therefore low.
[0068] Lorsque composant vieillit, la fréquence des sollicitations est au plus égale à celle constatée avec un diagnostic à périodicité fixe dont la période aurait été définie pour couvrir le risque accepté d’être exposé à une défaillance sur la durée entre deux diagnostics.When the component ages, the frequency of requests is at most equal to that observed with a diagnosis with a fixed periodicity, the period of which would have been defined to cover the accepted risk of being exposed to a failure over the duration between two diagnoses.
[0069] Une variante consiste à calculer au préalable sur un moyen de traitement une table des échéances successives de diagnostic et de charger dans la mémoire d’un calculateur cette table des échéances successives.A variant consists in calculating beforehand on a processing means a table of successive diagnostic deadlines and of loading into the memory of a computer this table of successive deadlines.
[0070] Un compteur est alors utilisé pour déclencher le diagnostic dès que, les unes après les autres, les échéances arrivent.A counter is then used to trigger the diagnosis as soon as, one after the other, the deadlines arrive.
[0071] L’avantage de cette variante est de décharger le calculateur du véhicule du calcul de l’échéance de diagnostic.The advantage of this variant is to relieve the vehicle computer of the calculation of the diagnostic deadline.
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| FR3096456A1 (en) | 2019-05-24 | 2020-11-27 | Psa Automobiles Sa | Method of monitoring an on-board component in a vehicle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3432275A1 (en) | 2019-01-23 |
| FR3069347B1 (en) | 2019-08-02 |
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