WO2021198359A1 - Procédé de diagnostic pour capteur de vitesse/position - Google Patents

Procédé de diagnostic pour capteur de vitesse/position Download PDF

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Pascal Rochard
Stéphane Eloy
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Definitions

  • the invention relates to the field of automotive engine control and more particularly a speed / position sensor and its diagnostic means.
  • a crankshaft sensor observes the rotation of the crankshaft.
  • a crankshaft sensor observes the rotation of the crankshaft.
  • the detector comprises a toothed wheel integral in rotation with the crankshaft and a material detector capable of detecting a tooth, fixed relative to the engine frame, arranged opposite the teeth of the toothed wheel.
  • the detector detects the presence or absence of material and produces an all or nothing signal with two high and low states, a state corresponding to a tooth, presence of material, and the other corresponding to an inter-tooth hollow, absence of material.
  • This signal allows the engine control to count the teeth and to be informed about the angular position and the speed of rotation of the crankshaft and therefore of the engine.
  • the detector is electrically connected to a transistor by its base in order to switch it and to produce a square wave signal allowing the motor control to count the teeth.
  • a camshaft sensor operates substantially on the same principle and allows the engine control to be informed about the position and the rotational speed of the camshaft.
  • a speed / position sensor herein designates indifferently a crankshaft sensor or a camshaft sensor.
  • the motor control permanently sees the same state for the output of the speed / position sensor regardless of the position of the sensor, whether the latter is opposite 'a tooth or a hollow.
  • the invention proposes to specify the diagnosis of short-circuit by discriminating whether this short-circuit is a short-circuit with the supply of the speed / position sensor or is a short-circuit with another supply, such as the battery supply. .
  • the invention relates to a method for diagnosing a speed / position sensor of an internal combustion engine, of the type comprising a toothed wheel integral in rotation with a shaft and a material detector, arranged fixed in sight of the toothed wheel and driving a base of a transistor, comprising the following steps:
  • the detection of a short circuit includes a measurement of a constant level on the output of the speed / position sensor, while a rotation of the motor is detected,
  • the speed / position sensor is chosen from a crankshaft sensor or a camshaft sensor and engine rotation is detected by means of another speed / position sensor, chosen from a camshaft sensor or a crankshaft sensor,
  • the overconsumption test is carried out by interrogating the power supply to the speed / position sensor which is self-measured.
  • a motor vehicle engine control implementing such a method.
  • the invention is particularly interesting in that it makes it possible to add at least one diagnostic function without any addition of a hardware component.
  • FIG. 1 schematically illustrates a motor control and its interface with a speed / position sensor
  • FIG. 2 illustrates the diagram in Figure 1 with a short circuit between the output pin of the speed / position sensor and the power supply of the speed / position sensor
  • FIG. 3 illustrates the diagram in Figure 1 with a short circuit between the output pin of the speed / position sensor and the motor control power supply.
  • a speed / position sensor 1 is interfaced with an engine control.
  • An engine control 9 is the set of measuring, processing and actuation equipment which makes it possible to control the operation of an internal combustion engine.
  • the tooth detector not shown, is connected with the base 14 of a transistor 13.
  • the emitter of this transistor 13 is connected to ground 7.
  • the collector of this transistor 13 is connected to an output 2 of the speed / sensor. position 1, itself connected to an input 8 of a control unit
  • a pulling resistor 12 connects this output 2 to a reference voltage VRef.
  • a power supply 3 supplies the speed / position sensor 1 with a voltage VCap.
  • Engine control 9 is supplied by another power supply 4, typically at battery voltage VBat.
  • control unit 10 In nominal mode, when the engine is running, input 8 of control unit 10 sees, relayed by transistor 13, an all-or-nothing signal changing state depending on what the detector sees, a tooth or a hollow inter-tooth.
  • a short circuit 5 may be present between the output 2 of the speed / position sensor 1 and the power supply 3 of the speed / position sensor 1.
  • a short -circuit 6 can be present between the output 2 of the speed / position sensor 1 and another power supply, such as, for example, the power supply 4 of the motor control 9.
  • the diagnostic method of a speed / position sensor 1 of an internal combustion engine comprises the following steps.
  • the process is initiated by a detection of a short circuit 5, 6 between an output 2 of the speed / position sensor 1 and a power supply 3, 4.
  • the detector sees a tooth edge, the transistor 13 closes and produces a overconsumption of power supply 3 of speed / position sensor 1.
  • a test of overconsumption of current is then carried out in order to detect any overconsumption. Said detection is advantageously carried out during an activation of the transistor 13.
  • This test targets the power supply 3 of the speed / position sensor 1.
  • the latter is most often integrated into the motor control 9. If the response to the test is positive, indicating an overconsumption of current of the speed / position sensor power supply 3 1, it is deduced that short-circuit 5 is between the speed / position sensor power supply 3
  • the detection of a short-circuit 5, 6 is carried out by the control unit 10 by measuring a constant level on the output 2 of the speed / position sensor 1, while a rotation of the engine is detected.
  • a camshaft is substantially integral in rotation with the crankshaft.
  • a camshaft sensor can advantageously constitute an indicator of an emergency running engine in the event of failure of the crankshaft sensor.
  • the speed / position sensor 1 diagnosed is a camshaft sensor, a crankshaft sensor, or even another camshaft sensor, can advantageously constitute an indicator of an emergency running engine in the event of failure of the first camshaft sensor .
  • the overconsumption test is carried out by interrogating the power supply 3 of the position / speed sensor 1.
  • the power supply 3 of the position / speed sensor 1 comprises self-monitoring means, such as an ammeter 15. It is thus able to determine if its consumption is nominal or increased.
  • the power supply 3 communicates the measurement result to the control unit 10 by any means of communication, for example a bus 11, for example in SPI format.
  • Engine control 9 is the unit at the heart of the problem. It has the means of measurement, processing and actuation to carry out the various steps of the process described above. Also, the invention also relates to a motor vehicle engine control 9, implementing the method according to one of the characteristics described above.

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Abstract

Procédé de diagnostic d'un capteur vitesse/position (1) d'un moteur à combustion interne, du type comprenant une roue dentée solidaire en rotation d'un arbre et un détecteur de matière, disposé fixe en regard de la roue dentée et pilotant une base (13) d'un transistor (14), comprenant les étapes suivantes : - détection d'un court-circuit (5, 6) entre une sortie (2) du capteur vitesse/position (1) et une alimentation (3, 4), - test d'une surconsommation de courant d'une alimentation (3) du capteur vitesse/position (1 ) lors de l'activation du transistor (14), si positif le court-circuit (5) est constaté entre l'alimentation (3) du capteur vitesse/position (1 ) et la sortie (2) du capteur vitesse/ position (1 ), si négatif le court-circuit est constaté entre une autre alimentation (4) et la sortie (2) du capteur vitesse/position (1).

Description

Description
PROCÉDÉ DE DIAGNOSTIC POUR CAPTEUR DE VITESSE/POSITION
Domaine technique
L’invention concerne le domaine du contrôle moteur automobile et plus particulièrement un capteur vitesse/position et ses moyens de diagnostic.
Technique antérieure
De manière connue, dans un véhicule automobile, un capteur vilebrequin observe la rotation du vilebrequin. Pour cela il comprend une roue dentée solidaire en rotation du vilebrequin et un détecteur de matière apte à détecter une dent, fixe relativement au bâti moteur, disposé en regard des dents de la roue dentée. Lorsque le moteur et donc le vilebrequin et donc la roue dentée tourne, le détecteur détecte la présence ou l’absence de matière et produit un signal tout ou rien à deux états haut et bas, un état correspondant à une dent, présence de matière, et l’autre correspondant à un creux inter-dent, absence de matière. Ce signal permet au contrôle moteur de compter les dents et d’être renseigné sur la position angulaire et la vitesse de rotation du vilebrequin et donc du moteur. Pour cela le détecteur est électriquement connecté à un transistor par sa base afin de le commuter et de produire un signal créneau permettant au contrôle moteur de compter les dents.
Un capteur arbre à cames fonctionne sensiblement selon le même principe et permet de renseigner le contrôle moteur sur la position et la vitesse de rotation de l’arbre à cames.
Un capteur vitesse/position désigne dans la présente indifféremment un capteur vilebrequin ou un capteur arbre à cames.
Si la sortie d’un capteur vitesse/position présente un court-circuit avec une alimentation, le contrôle moteur voit en permanence un même état pour la sortie du capteur vitesse/position indépendamment du la position du détecteur, que ce dernier soit en face d’une dent ou d’un creux.
Résumé de l'invention L’invention se propose de préciser le diagnostic de court-circuit en discriminant si ce court-circuit est un court-circuit avec l’alimentation du capteur vitesse/position ou est un court-circuit avec une autre alimentation, telle l’alimentation batterie.
Pour cela, l’invention a pour objet un procédé de diagnostic d’un capteur vitesse/position d’un moteur à combustion interne, du type comprenant une roue dentée solidaire en rotation d’un arbre et un détecteur de matière, disposé fixe en regard de la roue dentée et pilotant une base d’un transistor, comprenant les étapes suivantes :
- détection d’un court-circuit entre une sortie du capteur vitesse/position et une alimentation,
- test d’une surconsommation de courant d’une alimentation du capteur vitesse/position, lors de l’activation du transistor, si positif le court-circuit est entre l’alimentation du capteur vitesse/position et la sortie du capteur position/vitesse, si négatif le court-circuit est entre une autre alimentation et la sortie du capteur vitesse/position.
Des caractéristiques ou des modes de réalisation particuliers, utilisables seuls ou en combinaison, sont :
- la détection d’un court-circuit comprend une mesure d’un niveau constant sur la sortie du capteur vitesse/position, alors qu’une rotation du moteur est détectée,
- le capteur vitesse/position est choisi parmi un capteur vilebrequin ou un capteur arbre à cames et une rotation du moteur est détectée au moyen d’un autre capteur vitesse/position, choisi parmi un capteur arbre à cames ou un capteur vilebrequin,
- le test de surconsommation est réalisé en interrogeant l’alimentation du capteur vitesse/position qui s’auto mesure.
Dans un deuxième aspect de l’invention, un contrôle moteur de véhicule automobile implémentant un tel procédé.
L’invention est particulièrement intéressante en ce qu’elle permet d’ajouter au moins une fonction de diagnostic sans aucun ajout de composant matériel.
Brève description des dessins L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faite uniquement à titre d’exemple, et en référence aux figures en annexe dans lesquelles :
[Fig. 1] illustre schématiquement un contrôle moteur et son interface avec un capteur vitesse/position,
[Fig. 2] illustre le schéma de la figure 1 avec un court-circuit entre la broche de sortie du capteur vitesse/position et l’alimentation du capteur vitesse/position,
[Fig. 3] illustre le schéma de la figure 1 avec un court-circuit entre la broche de sortie du capteur vitesse/position et l’alimentation du contrôle moteur.
Description des modes de réalisation
En référence à la figure 1 , un capteur vitesse/position 1 est interfacé avec un contrôle moteur. Un contrôle moteur 9 est l’ensemble des équipements de mesure, de traitement et d’actionnement qui permettent de piloter le fonctionnement d’un moteur à combustion interne. Le détecteur de dent, non représenté, est connecté avec la base 14 d’un transistor 13. L’émetteur de ce transistor 13 est connecté à la masse 7. Le collecteur de ce transistor 13 est connecté à une sortie 2 du capteur vitesse/position 1 , elle-même connectée à une entrée 8 d’une unité de commande
10 d’un contrôle moteur 9. Une résistance de tirage 12 relie cette sortie 2 à une tension de référence VRef. Une alimentation 3 alimente le capteur vitesse/position 1 avec une tension VCap. Le contrôle moteur 9 est alimenté par une autre alimentation 4, typiquement à la tension batterie VBat.
En mode nominal, lorsque le moteur tourne, l’entrée 8 de l’unité de commande 10 voit, relayé par le transistor 13, un signal tout ou rien changeant d’état en fonction de ce que voit le détecteur, une dent ou un creux inter-dent.
Au contraire, en cas de court-circuit entre la sortie 2 du capteur vitesse/position 1 et une alimentation 3, 4, l’entrée 8 de l’unité de commande 10 voit, du fait de la tension VCap, VBat, VRef ou autre appliquée à la ligne 2, 8, un niveau constant, ici haut.
11 est intéressant de préciser le diagnostic de court-circuit et de déterminer avec quelle alimentation 3, 4, est réalisé le court-circuit. Une solution évidente pourrait être de remplacer ou d’adjoindre à l’entrée 8 une entrée analogique afin de mesurer une tension ou encore un comparateur logique à deux seuils. Cependant une telle solution entraîne un important surcoût.
Tel qu’illustré à la figure 2, un court-circuit 5 peut être présent entre la sortie 2 du capteur vitesse/position 1 et l’alimentation 3 du capteur vitesse/position 1. Tel qu’illustré à la figure 3, un court-circuit 6 peut être présent entre la sortie 2 du capteur vitesse/position 1 et une autre alimentation, telle que, par exemple, l’alimentation 4 du contrôle moteur 9.
Pour cela le procédé de diagnostic d’un capteur vitesse/position 1 d’un moteur à combustion interne, du type comprenant une roue dentée solidaire en rotation d’un arbre et un détecteur de matière, disposé fixe en regard de la roue dentée et pilotant une base 13 d’un transistor 14, selon l’invention comprend les étapes suivantes. Le procédé est initié par une détection d’un court-circuit 5, 6 entre une sortie 2 du capteur vitesse/position 1 et une alimentation 3, 4. Lorsque le détecteur voit un front de dent, le transistor 13 se ferme et produit une surconsommation de l’alimentation 3 du capteur vitesse/position 1. Il est alors réalisé un test d’une surconsommation de courant afin de détecter une éventuelle surconsommation. Ladite détection est avantageusement réalisée durant une activation du transistor 13. Ce test vise l’alimentation 3 du capteur vitesse/position 1. Cette dernière est le plus souvent intégrée au contrôle moteur 9. Si la réponse au test est positive, indiquant une surconsommation de courant de l’alimentation 3 du capteur vitesse/position 1 , il en est déduit que le court-circuit 5 est entre l’alimentation 3 du capteur vitesse/position
I et la sortie 2 du capteur vitesse/position 1. Si la réponse au test est négative, il est conclu que le court-circuit 6 est entre une autre alimentation et la sortie 2 du capteur vitesse/position 1. Il peut être raisonnablement considéré que cette autre alimentation est l’alimentation 4 du contrôle moteur 9 ou alimentation batterie, de tension VBat.
Selon une autre caractéristique, la détection d’un court-circuit 5, 6 est réalisée par l’unité de commande 10 par une mesure d’un niveau constant sur la sortie 2 du capteur vitesse/position 1 , alors qu’une rotation du moteur est détectée.
II convient de distinguer une condition présentant un niveau constant sur la sortie 2 dû à une absence de rotation du moteur, de la même condition causée par un court- circuit 5, 6. Le capteur qui observe la rotation du moteur est le capteur vitesse/position 1. Or dans la condition présente ce dernier n’est pas opérationnel. Aussi, il est utilisé un autre capteur vitesse/position.
Un arbre à came est sensiblement solidaire en rotation du vilebrequin. Aussi si le capteur position/vitesse 1 diagnostiqué est un capteur vilebrequin, un capteur arbre à cames peut avantageusement constituer un indicateur de moteur tournant de secours en cas de défaillance du capteur vilebrequin. Réciproquement, si le capteur vitesse/position 1 diagnostiqué est un capteur arbre à cames, un capteur vilebrequin, ou encore un autre capteur arbre à cames, peut avantageusement constituer un indicateur de moteur tournant de secours en cas de défaillance du premier capteur arbre à cames.
Selon une autre caractéristique, le test de surconsommation est réalisé en interrogeant l’alimentation 3 du capteur position/vitesse 1. L’alimentation 3 du capteur position/vitesse 1 comprend des moyens d’autosurveillance, tels qu’un ampèremètre 15. Elle est ainsi capable de déterminer si sa consommation est nominale ou augmentée. L’alimentation 3 communique le résultat de mesure à l’unité de commande 10 par un moyen de communication quelconque, par exemple un bus 11 , par exemple au format SPI.
Le contrôle moteur 9 est l’unité au centre du problème. Elle possède les moyens de mesure, de traitement et d’actionnement pour réaliser les différentes étapes du procédé décrit ci-dessus. Aussi, l’invention concerne encore un contrôle moteur 9 de véhicule automobile, implémentant le procédé selon l’une des caractéristiques décrites précédemment.
L’invention a été illustrée et décrite en détail dans les dessins et la description précédente. Celle-ci doit être considérée comme illustrative et donnée à titre d’exemple et non comme limitant l’invention à cette seule description. De nombreuses variantes de réalisation sont possibles.
Liste des signes de référence
1 : capteur position/vitesse position/vitesse,
2 : sortie,
3 : alimentation capteur, 4 : alimentation contrôle moteur / batterie, 5, 6 : court-circuit,
7 : masse,
8 : entrée, 9 : contrôle moteur,
10 : unité de commande,
11 : bus de communication,
12 : résistance de tirage,
13 : transistor, 14 : base du transistor,
15 : auto-ampèremètre.)

Claims

Revendications
[Revendication 1 ] procédé de diagnostic d’un capteur vitesse(1 ) ou d’un capteur position (1) d’un moteur à combustion interne, du type comprenant une roue dentée solidaire en rotation d’un arbre et un détecteur de matière, disposé fixe en regard de la roue dentée et pilotant une base (13) d’un transistor (14), caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
- détection d’un court-circuit (5, 6) entre une sortie (2) du capteur vitesse (1) ou du capteur position (1) et une alimentation (3, 4),
- test d’une surconsommation de courant d’une alimentation (3) du capteur vitesse (1) ou du capteur position (1) lors de l’activation du transistor (14), si positif le court- circuit (5) est entre l’alimentation (3 du capteur vitesse (1) ou du capteur position (1) et la sortie (2) du capteur vitesse (1) ou du capteur position (1), si négatif le court- circuit (6) est entre une autre alimentation (4) et la sortie (2) du capteur vitesse (1) ou du capteur position (1).
[Revendication 2] Procédé selon la revendication précédente, où la détection d’un court-circuit (5, 6) comprend une mesure d’un niveau constant sur la sortie (2) du capteur vitesse (1) ou du capteur position (1), alors qu’une rotation du moteur est détectée.
[Revendication 3] Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, où le capteur vitesse (1) ou le capteur position (1) est choisi parmi un capteur vilebrequin ou un capteur arbre à cames et où une rotation du moteur est détectée au moyen d’un autre capteur vitesse ou d’un autre capteur position, choisi parmi un capteur arbre à cames et un capteur vilebrequin.
[Revendication 4] Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, où le test de surconsommation est réalisé en interrogeant l’alimentation (3) du capteur vitesse (1) ou du capteur position (1) qui s’auto mesure.
[Revendication 5] Contrôle moteur de véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il implémente le procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes
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