FR2960965B1 - Procede de controle de la plausibilite des signaux d'un capteur de niveau de remplissage de reservoir - Google Patents
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Abstract
Procédé de contrôle de la plausibilité des signaux fournis par un capteur de niveau de remplissage de réservoir équipant un véhicule automobile (120). On détermine l'inclinaison de la chaussée (130) parcouru par le véhicule (120) et en fonction de l'inclinaison (N) de la chaussée, on obtient une indication concernant la possibilité d'utiliser les signaux fournis par le capteur de niveau de remplissage du réservoir.
Description
Domaine de l’invention L’invention se rapporte à un procédé de contrôle de la plausibilité des signaux d’un capteur de niveau de remplissage d’un réservoir d’un véhicule automobile. L’invention se rapporte également à un programme d’ordinateur et à un produit programme d’ordinateur avec un code programme pour la mise en œuvre du procédé.
Etat de la technique
Le niveau de remplissage d’un liquide, par exemple le niveau de remplissage d’un réservoir d’un véhicule, est détecté par un capteur de niveau de remplissage de réservoir. Les capteurs de niveau de remplissage de réservoir sont classés en capteurs qui assurent la saisie « analogique » du niveau de remplissage qui se fait d’une certaine façon en continu et les capteurs de niveau de remplissage « discrets » qui détectent la présence ou l’absence de liquide à une position du capteur. Les premiers capteurs s’utilisent dans les réservoirs de carburant de véhicule et les autres de préférence dans les réservoirs, par exemple accessoires de système de réduction catalytique sélective (système SCR). La réglementation actuelle et la règlementation future imposent une surveillance toujours plus stricte des composants des gaz d'échappement. C’est ainsi que par exemple il faut effectuer des tests de plausibilité des capteurs concernant les gaz d'échappement mais aussi ceux pour le niveau de remplissage et à partir de ces tests, on détectera si le capteur concerné est ou non apte à fonctionner. Dans le cas de capteurs qui ne fournissent qu’un signal discret dans le sens évoqué ci-dessus, on utilise souvent un second capteur pour surveiller les composants critiques du point de vue de la sécurité.
Dans le cas des véhicules diesel actuels, on utilise souvent la technique SCR. Cette technique qui, comme indiqué, est la réduction catalytique sélective des oxydes d’azote concerne les gaz d'échappement de moteurs à combustion interne ainsi que toutes les autres installations de chauffage de ce type. La réaction chimique de réduction est sélective. Cela signifie que la réduction ne concerne pas tous les composants des gaz d'échappement mais seulement les oxydes d’azote (NO, NO2). Pour la réaction, il faut de l’ammoniac que l’on mé lange aux gaz d'échappement. Les produits de la réaction sont l’eau et l’azote. Dans le cas de véhicules, on n’utilise pas l’ammoniac sous sa forme pure mais à l’état d’une solution aqueuse d’urée diffusée sous la marque « AdBlue ». Cette solution est injectée en amont du catalyseur SCR dans la conduite des gaz d'échappement, par exemple à l’aide d’une pompe de dosage ou d’un injecteur. La solution aqueuse d’urée dégage par hydrolyse de l’ammoniac et de l’eau. L’ammoniac ainsi généré peut réagir dans un catalyseur SCR particulier à une température appropriée avec les oxydes d’azote contenus dans les gaz d'échappement. La quantité d’urée injectée dépend de l’émission d’oxydes d’azote par le moteur et ainsi de la vitesse de rotation instantanée et du couple du moteur.
La consommation de la solution aqueuse d’urée dépend des émissions brutes du moteur c'est-à-dire qu’elle représente entre environ 2 et 8 % du gasoil utilisé. Pour cette raison, il faut intégrer dans le véhicule un réservoir contenant la solution aqueuse d’urée et il faut saisir le niveau de remplissage dans le réservoir. Le niveau de remplissage saisi par le capteur de niveau de remplissage risque d’être faussé selon les états du véhicule et aussi selon le profil du trajet parcouru. C’est ainsi que par exemple lorsqu’on parcourt de fortes pentes ou une descente accentuée, le capteur de niveau de remplissage donnera un niveau de remplissage erroné. Etant donnée la réglementation stricte relative aux gaz d'échappement exigeant par exemple des constructeurs automobiles de limiter fortement la mobilité des véhicules si les valeurs limites relatives aux gaz d'échappement ne sont plus respectées, il est souhaitable de saisir de façon précise le niveau de remplissage du réservoir en fonction de l’état de conduite ou du profil du trajet.
But de l’invention
La présente invention a ainsi pour but de développer un procédé de contrôle de la plausibilité du fonctionnement d’un capteur de niveau de remplissage de réservoir d’un véhicule permettant notamment « d’écarter » des signaux faux pour le niveau de remplissage.
Exposé et avantages de l’invention A cet effet, l’invention a pour objet un procédé de contrôle de plausibilité des signaux fournis par un capteur de niveau de rem plissage d’un réservoir d’un véhicule automobile, caractérisé en ce qu’on détermine l’inclinaison de la chaussée parcouru par le véhicule et en fonction de l’inclinaison de la chaussée, on obtient une indication concernant la possibilité d’utiliser les signaux fournis par le capteur de niveau de remplissage du réservoir.
Comme en particulier, la pente de la chaussée risque de fausser de manière déterminante le signal de niveau de remplissage fourni par un capteur de niveau de remplissage de réservoir, en déterminant l’inclinaison de la chaussée, on aura une information concernant la possibilité d’utilisation, c'est-à-dire un contrôle de plausibilité du signal émis par le capteur de niveau de remplissage du réservoir. En particulier, on ne pourra pas seulement constater que le réservoir est vide, ce qui en principe serait suffisant pour neutraliser le véhicule. Le procédé selon l’invention permet de déceler si l’agent réducteur dans le réservoir tend à s’épuiser et de permettre ainsi un nouveau remplissage effectué à temps du réservoir. On évite ainsi efficacement que le conducteur d’un véhicule, lorsqu’il le redémarre, soit bloqué par une interdiction de démarrer ou que pendant le déplacement, il soit surpris par une réduction du couple ou des phénomènes analogues. L’idée de base de l’invention est d’appliquer un procédé pour contrôler la plausibilité des signaux fournis par un capteur de niveau de remplissage et les signaux de niveau de remplissage seront jugés en fonction de la pente détectée de la chaussée.
Selon un développement avantageux du procédé de l’invention, les signaux sont classés en signaux non utilisables si l’inclinaison de la chaussée dépasse les valeurs prédéfinies. L’inclinaison de la chaussée correspond à la fois à une pente en montée et aussi une pente en descente. Si l’inclinaison de la chaussée dépasse des valeurs prédéfinies, on peut supposer que la pente en montée ou la pente en descente sont trop importantes pour permettre de déterminer de façon précise le niveau de remplissage à l’aide du capteur de niveau de remplissage du réservoir. A côté des facteurs de la dynamique de roulage qui influencent le niveau de remplissage du réservoir, comme par exemple les phases d’accélération ou de décélération ou encore les accélérations transversales dans les courbes qui ne se produisent que pendant un court instant, la pente en montée ou en descente des chaussées, sur lesquelles se trouve le véhicule, fausse extrêmement le signal et en particulier si l’événement dure longtemps.
Suivant le strict plan des principes, on pourrait déterminer l’inclinaison à l’aide d’un capteur d’inclinaison. Mais cela nécessite des circuits supplémentaires sous la forme d’un capteur d’inclinaison. De plus, un capteur supplémentaire constitue une nouvelle source d’erreur. L’invention se propose d’éviter les moyens supplémentaires en circuit et en programme et de déterminer l’inclinaison à l’aide des capteurs équipant déjà le véhicule.
Selon un développement avantageux de l’invention, on détermine l’inclinaison N de la chaussée en saisissant la variation de la hauteur géodésique Ah et du trajet parcouru As correspondant du véhicule pour appliquer la formule approximative suivante : N = arctan (Ah/As) · 100 [%]
La saisie de la hauteur géodésique peut se faire à. l’aide des capteurs embarqués équipant déjà le véhicule comme cela sera décrit ci-après.
La variation de la hauteur géodésique Ah se détecte de préférence par la saisie et l’enregistrement en mémoire de la hauteur géodésique actuelle du véhicule en fonction du trajet parcouru par le véhicule et en formant la différence des hauteurs géodésiques enregistrées, saisies respectivement. Pour cela, on détermine la hauteur actuelle pour au moins deux évènements de référence ainsi que le trajet parcouru entre les deux évènements par le véhicule. La formule donnée ci-dessus permet d’obtenir de cette manière l’inclinaison ou pente N.
On détermine la hauteur selon un développement préférentiel du procédé en utilisant la formule de hauteur (formule d’altitude) dite formule internationale suivante :
1013,25 0,0065 1 J
Dans cette formule, la pression est mesurée en hPa.
La pression ambiante de l’air se détermine à l’aide d’un capteur de pression équipant le véhicule. Un tel capteur de pression existe de toute façon et ses valeurs fournies servent à la commande du moteur. Comme circuit supplémentaire, on pourra ainsi éviter des capteurs supplémentaires.
De manière préférentielle, la pression de l’air ambiant saisie par le capteur de pression peut être enregistrée en continu et en fonction du trajet parcouru par le véhicule. Cela permet de déterminer en continu l’inclinaison.
Selon un autre développement du procédé, on détermine la variation de la hauteur géodésique et le trajet parcouru en se fondant sur les données GPS saisies par l’appareil de navigation du véhicule. Cela permet même de supprimer un capteur de pression.
Dessin
La présente Invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l’aide d’un procédé pour déterminer l’inclinaison de la chaussée, représentée dans la figure annexée qui montre schématiquement un véhicule installé sur une chaussée inclinée.
Description de modes de réalisation de l’invention
Dans les véhicules équipés de système de réduction catalytique sélective (système SCR), il y a des réservoirs pour stocker les solutions aqueuses d’urée et dont on détecte le niveau de remplissage à l’aide de capteurs de niveau de remplissage. Pour cela, on utilise des capteurs de niveau de remplissage fonctionnant en continu ou en discontinu, Les signaux fournis par ces capteurs de niveau de remplissage sont influencés par des facteurs dynamiques de roulage tels que par exemple les phases d’accélération et de décélération et/ou les accélérations transversales dans les courbes. Ces facteurs de la dynamique de roulage ne se produisent souvent que très brièvement. La difficulté est celle du parcours de trajet en pente montante ou descendante. Dans ce cas, les signaux de capteur risquent d’être faussés pendant des durées longues. L’idée de base de l’invention consiste à détecter de tels trajets qui faussent le signal fourni par le capteur de niveau de remplis sage et d’effectuer un contrôle de plausibilité des signaux fournis par ce capteur de niveau de remplissage. Pour cela, on saisit le profil du trajet et en particulier l’inclinaison de la chaussée parcourue par le véhicule. Lorsque la pente de la chaussée dépasse une valeur prédéfinie, on classe les signaux non utilisables fournis par le capteur de niveau de remplissage du réservoir.
La saisie de la pente de la chaussée sera décrite ci-après en liaison avec la figure. Un véhicule 120 se déplace sur une chaussée inclinée 130, par exemple sur une chaussée montante, comme le montre la figure. Le véhicule 120 parcourt sur la chaussée inclinée 130 un trajet As = sa - si. Le point 2 de l’événement a une hauteur géodé-sique h2 plus grande que celle du point d’événement 1 situé à la hauteur géodésique hl. La différence de hauteur parcourue est ainsi As = h2-hi. L’inclinaison de la chaussée d’angle a est donnée pratiquement par le triangle de la pente apparaissant à la figure. On a ainsi Ah/As’ = cos a ou encore Ah/As = tan a. Dans l’hypothèse que la longueur As (côté du triangle) et la longueur As’ (hypoténuse) ne diffèrent que peu pour de petits angles a, on peut écrire As’ « As, et l’inclinaison N de la chaussée est donnée par les formules suivantes : N - arctan (Ah/As) · 100 ou N = arccos (Ah/As) · 100,
Dans ces formules, la pente est donnée en pourcentage. A l’aide de ces deux fonctions, on peut déterminer l’inclinaison N de la chaussée mais la fonction tangente permet des calculs plus simples par programme que la fonction cosinus. Dans ces conditions, on utilisera de préférence la fonction arctan pour l’implémentation du procédé sous 1a. forme d’un programme. Le trajet As parcouru peut se déterminer à l’aide des signaux tachymétriques du bord ; la variation de hauteur Ah se détermine par la mesure de la pression ambiante. On utilise ainsi la formule de la hauteur ou altitude barométrique qui décrit la diminution de la pression atmosphérique en fonction de l’altitude.
Pour simplifier, on prend comme altitude ou hauteur de référence, le niveau de la mer et on suppose que l’atmosphère à ce niveau correspond à l’état moyen décrit par l’atmosphère standard internationale (température 15°C 288,1 K, pression de l’air 1013,25 hPa, gradient de température 0,65 K pour 100 m). La pression atmosphérique dans ces hypothèses est décrite par la formule de l’altitude pour la troposphère, valable jusqu’à une hauteur de 11 km.
La pression est mesurée en hPa. En résolvant cette équation en fonction de h, on peut obtenir la relation entre l’altitude (hauteur) et la pression atmosphérique ou pression de l’air ambiant en appliquant la formule suivante :
La hauteur est mesurée en mètres.
La saisie de la pression de l’air ambiant se fait à l’aide des capteurs de pression équipant le véhicule pour en assurer la commande du moteur. La précision de la saisie de l’inclinaison dépend de la précision du capteur de pression et de la précision de la détermination du trajet parcouru. La précision est certes limitée car le calcul n’utilise pas l’état atmosphérique actuel mais une atmosphère moyenne. Néanmoins, elle est suffisante pour déterminer les pentes caractéristiques dans une plage d’un pourcentage à 1 ou 2 chiffres.
Le calcul du profil du trajet ou de l’inclinaison de la chaussée se fait pour le réservoir d’urée dans l’appareil de commande avec un programme approprié, c'est-à-dire avec un programme d’ordinateur. Les signaux du capteur de pression de l’appareil de commande du moteur sont lus par exemple par l’intermédiaire d’un bus CAN. Le trajet est déterminé par l’intégrale en fonction du temps de la vitesse du véhicule transmise par le bus CAN et fournie par l’appareil de commande du moteur. Le calcul de la hauteur peut se faire soit selon l’équation donnée ci-dessus, soit, pour réduire les calculs à effectuer, en calculant préalablement plusieurs points dans une plage de hauteurs
ou de pressions caractéristiques et en enregistrant dans le programme ces points comme courbe caractéristique dépendant de la pression. Pendant le déplacement, on détermine en permanence les paires de valeur hauteur géodésique/trajet et en formant la différence, on détermine comme décrit ci-dessus, l’inclinaison de la chaussée. Dès que l’inclinaison de la chaussée dépasse des valeurs prédéfinies, on émet des signaux de niveau donnés par le capteur de niveau de remplissage classé comme non utilisable et on les élimine. En éliminant les signaux du capteur de niveau de remplissage, pour des pentes de chaussée importantes, on évite de fausser le signal filtré à cause du profil de la chaussée sans avoir à régler une constante de filtre importante qui pourrait se traduire par des temps de réaction lents. A cet effet, on saisit de manière dynamique les signaux du capteur et le signal effectivement exploité peut être pris comme signal standard pour un trajet plat et aussi un trajet avec des pentes, ce qui simplifie les applications spécifiques au véhicule.
Selon un autre développement du procédé, on saisit la variation de la hauteur géodésique et le trajet parcouru en utilisant les données du GPS saisies par exemple par l’appareil de navigation équipant le véhicule. Dans ce cas, on supprime totalement le capteur de pression.
Les étapes de procédé décrites ci-dessus sont exécutées de préférence comme indiqué sous la forme d’un programme d’ordinateur appliqué par un calculateur, notamment l’appareil de commande du moteur à combustion interne du véhicule. Les étapes de procédé peuvent être enregistrées sous la forme d’un programme dans un support de données, c'est-à-dire sur un produit programme d’ordinateur. Cela permet d’enregistrer ultérieurement le procédé dans les appareils de commande existants. On peut ainsi équiper a posteriori des véhicules sans nécessiter de moyens sous forme de circuits supplémentaires.
Claims (7)
- REVEND I CATI O N S 1°) Procédé de contrôle de la plausibilité des signaux fournis par un capteur de niveau de remplissage de réservoir équipant un véhicule automobile (120), selon lequel on détermine l’inclinaison de la chaussée (130) parcouru par le véhicule (120) et en fonction de l’inclinaison (N) de la chaussée, on obtient une indication concernant la possibilité d’utiliser les signaux fournis par le capteur de niveau de remplissage du réservoir, caractérisé en ce qu’ on détermine l’inclinaison (N) de la chaussée en saisissant la variation de la hauteur géodésique (h) et le trajet parcouru (As) par le véhicule en appliquant la formule approchée suivante : N = arctan (Ah/As) · 100 [%] ou N = arccos (Ah/As) 100 [%], on saisit la variation de la hauteur géodésique (h) en saisissant et en enregistrant en mémoire la hauteur actuelle (hi, h2) du véhicule en fonction du trajet (As) parcouru par le véhicule (120) et en formant la différence (Ah) des hauteurs géodésiques respectivement saisies et enregistrées en mémoire, et on détermine la hauteur actuelle (h) en se fondant sur la pression de l’air ambiant (p) saisie à l’aide de la formule d’altitude internationale suivante :
- 2°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les signaux sont classés comme non utilisables si l’inclinaison de la chaussée (N) dépasse des valeurs prédéfinies.
- 3°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’on détermine la pression de l’air ambiant (p) à l’aide d’un capteur de pression équipant le véhicule.
- 4°) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu’ on enregistre en continu la pression de l’air ambiant (p) saisie par le capteur de pression et en fonction du/des trajet(s) parcouru par le véhicule (120).
- 5°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’ on détermine les variations de la hauteur géodésique (h) et du trajet parcouru (As) en utilisant les données GPS fournies par l’appareil de navigation équipant le véhicule.
- 6°) Programme d’ordinateur exécutant toutes les étapes d’un procédé selon l’une des revendications 1 à 5 lorsque celui-ci est exécuté par un calculateur, notamment par l’appareil de commande du moteur à combustion interne du véhicule (120).
- 7°) Produit programme d’ordinateur comportant un code programme enregistré sur un support lisible par une machine pour la mise en œuvre du procédé selon l’une des revendications 1 à 5 lorsque le programme est exécuté par un ordinateur ou l’appareil de commande du moteur à combustion interne du véhicule (120).
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