WO2020157172A1 - Procédés et dispositifs de maintenance prédictive de composants d'un véhicule routier - Google Patents
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- WO2020157172A1 WO2020157172A1 PCT/EP2020/052237 EP2020052237W WO2020157172A1 WO 2020157172 A1 WO2020157172 A1 WO 2020157172A1 EP 2020052237 W EP2020052237 W EP 2020052237W WO 2020157172 A1 WO2020157172 A1 WO 2020157172A1
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Definitions
- the invention relates to the field of predictive maintenance. More specifically, it relates to methods and devices for predictive maintenance of at least one component of a road vehicle.
- the preventive maintenance of a road vehicle ensures that the user of the road vehicle can anticipate the maintenance already scheduled in the life of the road vehicle.
- Document EP 0661 673 A1 relates to a predictive maintenance method in which, during an initialization step, a plurality of predetermined parameters representative of the wear of the component to be taken into account are identified, the value of each parameter d is read. 'wear, the current value of the wear function is calculated using a predetermined wear function, and the value of the wear function obtained is compared with a threshold.
- DE 102 35 525 A1 relates to predictive maintenance methods in which the expected nominal value of a parameter of a component is predicted and this value is compared with the value currently measured on the component to determine abnormal behavior.
- This document also describes a method for evaluating the wear of a component according to various parameters from frequency distributions. The wear thus assessed is used to update the predictive model used.
- this predictive maintenance does not take into account the actual condition of the components of the road vehicle. This would allow the detection of a potential failure in which a component degrades as a result of continuous operation over a long period of time.
- the operating time of a component generally expressed in number of hours of operation, remains in fact statistical and does not take into account the disparities in manufacture and / or use.
- the present invention therefore aims to overcome the aforementioned drawbacks.
- a first aspect of the invention relates to a method for predictive maintenance of at least one component of a road vehicle.
- a second aspect of the invention relates to a computer program with program code for performing the steps of the method according to the first aspect of the invention.
- a third aspect of the invention relates to a device for predictive maintenance of at least one component of a road vehicle.
- the invention relates to a method for predictive maintenance of at least one component of a road vehicle, the component being connected to a computer.
- the process comprises the following steps:
- the computer is connected to an electronic controller of the component.
- the method further comprises the following steps:
- the computer is connected to a plurality of sensors of the road vehicle which are representative of its dynamic behavior and / or of its traffic environment.
- the method further comprises the following steps:
- the method further comprises a step in which the computer is provided to calculate at least one statistical quantity from the wear, adaptation and / or driving profiles.
- the invention is a computer program with program code for executing the steps of a method according to the invention when the computer program is loaded into the computer or executed in the computer.
- the invention also covers a device for predictive maintenance of at least one component of a road vehicle.
- the device comprises a computer designed to be connected to the component, and in which the computer is configured for: identify a plurality of predetermined parameters which are each representative of the wear of the component, each wear parameter being able to take a value in a first predetermined range of values,
- the computer is designed to be connected to an electronic controller of the component.
- the computer being further configured for:
- the computer is designed to be connected to a plurality of sensors of the road vehicle which are representative of its dynamic behavior and / or of its traffic environment.
- the computer is also configured for:
- each output value being able to take a value in a third predetermined range of values, - dividing each third range of values into a plurality of predetermined intervals,
- the computer is designed to calculate at least one statistical quantity from the wear, adaptation and / or driving profiles.
- the device comprises a predictive maintenance display connected to the computer.
- Figure 1 shows a road vehicle comprising a device according to the invention.
- FIG.2 Figure 2 shows a method according to the invention.
- FIG.3 Figure 3 shows the principle of dividing ranges of values according to the invention.
- the general principle of the invention is based on the combination of the ranges of values of the parameters which are representative of the wear of a component of a road vehicle.
- the invention proposes to observe the duration of use of the combinations of value ranges, to deduce therefrom a wear profile which is compared to a predetermined wear profile. This mechanism helps reduce the amount of information to be stored.
- FIG. 1 illustrates a road vehicle 10 comprising a device according to the invention.
- a road vehicle is understood to mean any vehicle equipped with an engine (generally internal combustion or electric) intended to move it on the road and capable of transporting people or loads (for example, a car or a motorcycle).
- the road vehicle 10 comprises at least one component 11, at least one computer 12, at least one electronic controller 13 of component 11 and a plurality of sensors 14.
- the electronic controller 13 is included in computer 12.
- the computer 12 is connected to the component 11, to the electronic controller 13 and to the plurality of sensors 14, for example, via a data communication bus of the CAN (“Controller Area Network”) type or FlexRay.
- CAN Controller Area Network
- FlexRay FlexRay
- the road vehicle 10 also comprises a predictive maintenance display (not shown) connected to the computer 12.
- the aforementioned elements of the road vehicle 10 are of a type known to those skilled in the art.
- component 11 corresponds to all the components of a road vehicle 10, the wear of which can be measured electronically.
- component 11 is a motor vehicle fuel injector.
- component 11 could be any other, such as a pump, a turbocharger, a piezo-resistive gauge pressure sensor, a vehicle longitudinal deceleration sensor, a wheel rotation speed sensor, a wheel travel sensor. , an electric motor, power electronics, a master cylinder pressure actuator or a computer.
- the computer 12 corresponds to a processor.
- the computer 12 is an automotive computer ("Electronic Control Unit").
- the electronic controller 13 corresponds to a processor.
- the electronic controller 13 controls the fuel injection by the injector 11 according to a predetermined control law.
- the electronic controller 13 implements a known method of self-adaptation of the control of the injector 11 to detect, during an injection, an error signal which represents a difference between the quantity to inject fuel and the quantity actually injected by measuring various parameters of the injector, such as the electrical supply voltage of an injector, the injection time, etc. Then such a difference is compensated for during subsequent injection orders.
- the sensors 14 are provided to acquire physical characteristics which describe the dynamic behavior of the road vehicle 10 and / or of its traffic environment.
- the sensors 14 can be chosen from among the following sensors: speed sensor, engine torque sensor, engine temperature sensor, pedal position sensor, acceleration / deceleration sensor, d sensor steering / steering angle, rain sensor, light sensor, and temperature sensor.
- any other sensor can be considered connected to the computer 12.
- the predictive maintenance display can be a screen of the liquid crystal type, such as a computer or tablet screen, possibly associated with an audible alarm.
- the predictive maintenance display can warn a user of the road vehicle 10 from the information provided by the computer 12.
- FIG. 2 illustrates a method 100 according to the invention which relates to the predictive maintenance of component 11.
- the method 100 firstly consists, in step 110, in identifying by the computer 12, a plurality of predetermined parameters which are each representative of the wear of the component 11.
- the computer 12 can identify parameters such as the fuel injection pressure (“fuel pressure”), the fuel temperature. (“Fuel temperature”), the quantity of fuel injected (“fuel delivery”) and the speed of the injection pump (“pump speed”). However, other parameters can be considered.
- fuel pressure fuel pressure
- Fuel temperature the fuel temperature
- fuel delivery the quantity of fuel injected
- pump speed the speed of the injection pump
- each wear parameter can take a value within a first predetermined range of values.
- the first predetermined range of values is delimited by a first extreme value and by a second extreme value.
- the first predetermined range of fuel injection pressure may be equal to [0 bar; 250 bars], while that of the fuel temperature can be equal to [-30 ° C; 80 ° C]
- step 120 consists of dividing by calculator 12, each first range of values into a plurality of predetermined intervals.
- the first predetermined range of fuel injection pressure can be divided into 20 bar intervals, while that of fuel temperature can be in 5 ° C intervals.
- FIG. 3 illustrates the principle of dividing ranges of values according to the invention.
- the example of Fig. 3 shows two ranges of values A and B which are divided into a plurality of predetermined intervals.
- the range of values A is divided into twenty intervals of values a1, a2, ..., a20 and the range of value B is divided into three intervals of values b1, b2 and b3.
- step 130 consists in combining, by the computer 12, all or part of the intervals of a first range of values with all or part of the intervals of the other first ranges of values, so as to obtain a plurality of parameter combination intervals.
- the computer 12 can combine all or part of the intervals of the first predetermined value range associated with the fuel injection pressure with all or part of the intervals of the first predetermined value range associated with fuel temperature.
- a combination interval can include the following combinations: a1-b1, a1-b3, a5-b2, a6-b2, a9-b1 or a15-b3. However, other combinations can be considered.
- the combination of intervals of the first range of values is carried out according to a first predetermined combination scheme.
- the predetermined combination scheme can be determined in the laboratory during the validation of component 11.
- the predetermined combination scheme can also be supplemented by field measurements carried out on training vehicles.
- the collected data can then be analyzed by statistical tools or by machine learning, in order to identify the intervals of combination of parameters that are the most representative.
- step 140 consists in determining by the computer 12, a duration of use of each parameter combination interval as a function of at least one distance traveled by the road vehicle 10, so as to obtain a profile of wear.
- the computer 12 can include a time counter which is triggered, when using the road vehicle 10, each time a parameter combination interval is used.
- the computer 12 can also include an odometer for determining the distance traveled by the road vehicle 10.
- a wear profile can be established which corresponds to the connection between the duration of use of each combination interval of parameters with a distance traveled by the road vehicle 10.
- the wear profile corresponds to a statistical distribution (also called frequency distribution) of the parameter combination intervals.
- the invention could produce a wear profile of component 11 at 10,000 km,
- step 150 consists in comparing, by computer 12, the wear profile with a predetermined wear profile. This step makes it possible to detect a deviation from the predetermined wear profile. When such a drift is detected, the computer 12 can warn a user of the road vehicle 10 using the predictive maintenance display.
- the predetermined wear profile can be determined in the laboratory during the validation of component 11.
- the predetermined wear profile can also be supplemented by field measurements taken on training vehicles.
- the data collected can then be analyzed by statistical tools or by machine learning, in order to identify the intervals of combination of parameters that are the most representative according to the distance traveled.
- the wear of component 11 will be detected by observing the evolution of the error signals used by electronic controller 13 to regulate the control of component 11.
- the method 100 may consist, in step 111, in a manner similar to step 110, in identifying by the computer 12, a plurality of error signals intended to supply the electronic controller 13 and which are each representative. a difference between an output value of the component and a target output value of the component.
- each error signal can take a value within a second predetermined range of values.
- step 121 similarly to step 120, consists of dividing by calculator 12, each second range of values into a plurality of predetermined intervals.
- step 131 similarly to step 130, consists in combining, by the computer, all or part of the intervals of a second range of values with all or part of the intervals of the other second ranges of values, according to a second predetermined combination scheme, so as to obtain a plurality of error signal combination intervals.
- step 141 similarly to step 140, consists in determining by the computer 12, a duration of use of each error signal combination interval as a function of at least one distance traveled by the road vehicle, so as to obtain an adaptation profile.
- step 151 similarly to step 150, consists in comparing, by computer 12, the adaptation profile with a predetermined adaptation profile.
- the wear of component 11 will be detected by observing the driving style of the driver of the road vehicle 10.
- the method 100 may consist, in step 112, in a manner similar to step 110, in identifying by the computer 12, at least one output value of each sensor.
- each output value can take a value within a third predetermined range of values.
- step 122 similarly to step 120, consists of dividing by calculator 12, each third range of values into a plurality of predetermined intervals.
- step 132 similarly to step 130, consists in combining, by the computer, all or part of the intervals of a third range of values with all or part of the intervals of the other third ranges of values, according to a third predetermined combination scheme, so as to obtain a plurality of combination intervals of sensor values.
- step 142 similarly to step 140, consists in determining by the computer 12, a duration of use of each interval of combination of sensor values as a function of at least one distance traveled by the road vehicle, so as to obtain a driving profile.
- step 152 similarly to step 150, consists in comparing, by computer 12, the driving profile with a predetermined driving profile.
- the method 100 comprises a step in which the computer 12 is provided to calculate at least one statistical quantity from the wear, adaptation and / or driving profiles.
- this statistical quantity makes it possible to synthesize the information contained in the wear, adaptation and / or conduct profiles to facilitate comparison with the predetermined wear, adaptation and / or conduct profiles.
- the calculator 12 can calculate all the statistics which characterize a statistical series, such as positional characteristics (e.g. mode, median, arithmetic mean, quantiles), dispersion characteristics (e.g. range, mean deviation, interquantile deviation, variance, standard deviation and coefficient of variation).
- positional characteristics e.g. mode, median, arithmetic mean, quantiles
- dispersion characteristics e.g. range, mean deviation, interquantile deviation, variance, standard deviation and coefficient of variation.
- other statistical quantities can be considered.
- the various steps of the method 100 are determined by computer program instructions. Therefore, the invention is also directed to a program with a computer program code attached to a non-transient storage medium.
- this program code is capable of executing process steps 100 when the computer program is loaded into the computer or executed in the computer.
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Abstract
L'invention a pour objet des procédés (100) et dispositifs de maintenance prédictive d'au moins un composant (11) d'un véhicule routier (10). Le principe général de l'invention est basé sur la combinaison des plages de valeurs des paramètres qui sont représentatifs de l'usure d'un composant d'un véhicule routier. L'invention propose d'observer la durée d'utilisation des combinaisons de plages de valeurs pour en déduire un profil d'usure que l'on compare à un profil d'usure prédéterminé. Ce mécanisme permet de réduire la quantité d'information à stocker.
Description
Description
Procédés et dispositifs de maintenance prédictive de composants d’un véhicule routier
L’invention concerne le domaine de la maintenance prédictive. Plus précisément, elle concerne des procédés et dispositifs de maintenance prédictive d’au moins un composant d’un véhicule routier.
La maintenance préventive d’un véhicule routier assure à l’utilisateur du véhicule routier d’anticiper les maintenances déjà programmées dans la vie du véhicule routier.
Le document EP 0661 673 A1 concerne un procédé de maintenance prédictive dans lequel, lors d’une étape d’initialisation on identifie une pluralité de paramètres prédéterminés représentatifs de l’usure du composant à prendre en compte, on lit la valeur de chaque paramètre d’usure, on calcule à l’aide d’une fonction d’usure prédéterminée la valeur actuelle de la fonction d’usure, et on compare la valeur de la fonction d’usure obtenue à un seuil.
Le document DE 102 35 525 A1 concerne des procédés de maintenance prédictive dans lesquels on prédit la valeur nominale attendue d’un paramètre d’un composant et l’on compare cette valeur avec la valeur actuellement mesurée sur le composant pour déterminer un comportement anormal. Ce document décrit aussi une méthode permettant d’évaluer l’usure d’un composant en fonction de différents paramètres à partir de distributions de fréquences. L’usure ainsi évaluée est utilisée pour mettre à jour le modèle prédictif utilisé.
Toutefois, cette maintenance prédictive ne prend pas en compte l’état réel des composants du véhicule routier. Ce qui permettrait la détection d’une panne potentielle dans laquelle un composant se dégrade comme suite à un fonctionnement continu sur un long intervalle de temps.
Elle ne permet pas non plus une réelle anticipation de la maintenance, car elle ne tient pas compte des conditions d’exploitation du composant. La durée d’exploitation d’un composant, généralement exprimée en nombre d’heures de fonctionnement, reste en effet statistique et ne permet pas de prendre en compte les disparités de fabrication et/ou d’utilisation.
De ce fait, il n’est pas possible pour l’utilisateur de profiter au maximum de la longévité du composant, et donc du véhicule routier, dans le cadre d’une utilisation normalisée.
De même, en cas de défaillance soudaine des performances du composant, l’utilisateur ne peut que constater la défaillance de son composant, sans avoir été alerté de la dégradation du composant.
La présente invention vise donc à pallier les inconvénients précités.
Pour cela, un premier aspect de l’invention concerne un procédé de maintenance prédictive d’au moins un composant d’un véhicule routier.
Un deuxième aspect de l’invention concerne un programme d’ordinateur avec un code de programme pour exécuter les étapes du procédé selon le premier aspect de l’invention.
Et un troisième aspect de l’invention concerne un dispositif de maintenance prédictive d’au moins un composant d’un véhicule routier.
Ainsi, l’invention concerne un procédé de maintenance prédictive d’au moins un composant d’un véhicule routier, le composant étant relié à un calculateur. Le procédé comprend les étapes suivantes :
- identifier, par le calculateur, une pluralité de paramètres prédéterminés qui sont chacun représentatifs de l’usure du composant, chaque paramètre d’usure pouvant prendre une valeur dans une première plage de valeurs prédéterminée,
- diviser, par le calculateur, chaque première plage de valeurs en une pluralité d’intervalles prédéterminés,
- combiner, par le calculateur, tout ou partie des intervalles d’une première plage de valeurs avec tout ou partie des intervalles des autres premières plages de valeur, selon un premier schéma de combinaison prédéterminé, de sorte à obtenir une pluralité d’intervalles de combinaison de paramètres,
- déterminer, par le calculateur, une durée d’utilisation de chaque intervalle de combinaison de paramètres en fonction d’au moins une distance parcourue par le véhicule routier, de sorte à obtenir un profil d’usure, et
- comparer, par le calculateur, le profil d’usure à un profil d’usure prédéterminé. Dans une première mise en œuvre, le calculateur est relié à un contrôleur électronique du composant. Dans ce cas, le procédé comprend en outre les étapes suivantes :
- identifier, par le calculateur, une pluralité de signaux d’erreur prévus pour alimenter le contrôleur électronique et qui sont chacun représentatifs d’une différence entre une valeur de sortie du composant et une valeur cible de sortie du composant, chaque signal d’erreur pouvant prendre une valeur dans une deuxième plage de valeurs prédéterminée,
- diviser, par le calculateur, chaque deuxième plage de valeurs en une pluralité
d’intervalles prédéterminés,
- combiner, par le calculateur, tout ou partie des intervalles d’une deuxième plage de valeurs avec tout ou partie des intervalles des autres deuxièmes plages de valeur, selon un deuxième schéma de combinaison prédéterminé, de sorte à obtenir une pluralité d’intervalles de combinaison de signaux d’erreur,
- déterminer, par le calculateur, une durée d’utilisation de chaque intervalle de combinaison de signaux d’erreur en fonction d’au moins une distance parcourue par le véhicule routier, de sorte à obtenir un profil d’adaptation, et
- comparer, par le calculateur, le profil d’adaptation à un profil d’adaptation prédéterminé.
Dans une deuxième mise en œuvre, le calculateur est relié à une pluralité de capteurs du véhicule routier qui sont représentatifs de son comportement dynamique et/ou de son environnement de circulation. Dans ce cas, le procédé comprend en outre les étapes suivantes :
- identifier, par le calculateur, au moins une valeur de sortie de chaque capteur, chaque valeur de sortie pouvant prendre une valeur dans une troisième plage de valeurs prédéterminée,
- diviser, par le calculateur, chaque troisième plage de valeurs en une pluralité d’intervalles prédéterminés,
- combiner, par le calculateur, tout ou partie des intervalles d’une troisième plage de valeurs avec tout ou partie des intervalles des autres troisièmes plages de valeur, selon un troisième schéma de combinaison prédéterminé, de sorte à obtenir une pluralité d’intervalles de combinaison de valeurs de capteurs,
- déterminer, par le calculateur, une durée d’utilisation de chaque intervalle de combinaison de valeurs de capteurs en fonction d’au moins une distance parcourue par le véhicule routier, de sorte à obtenir un profil de conduite, et
- comparer, par le calculateur, le profil de conduite à un profil de conduite prédéterminé.
Dans une troisième mise en œuvre, le procédé comprend en outre une étape dans laquelle le calculateur est prévu pour calculer au moins une grandeur statistique à partir des profils d’usure, d’adaptation et/ou de conduite.
L’invention aussi également, un programme d’ordinateur avec un code de programme pour exécuter les étapes d’un procédé selon l’invention lorsque le programme d’ordinateur est chargé dans l’ordinateur ou exécuté dans l’ordinateur. L’invention couvre également un dispositif de maintenance prédictive d’au moins un composant d’un véhicule routier. Le dispositif comprend un calculateur prévu pour être relié au composant, et dans lequel le calculateur est configuré pour :
identifier une pluralité de paramètres prédéterminés qui sont chacun représentatifs de l’usure du composant, chaque paramètre d’usure pouvant prendre une valeur dans une première plage de valeurs prédéterminée,
- diviser chaque première plage de valeurs en une pluralité d’intervalles prédéterminés,
- combiner tout ou partie des intervalles d’une première plage de valeurs avec tout ou partie des intervalles des autres premières plages de valeur, selon un premier schéma de combinaison prédéterminé, de sorte à obtenir une pluralité d’intervalles de combinaison de paramètres,
- déterminer une durée d’utilisation de chaque intervalle de combinaison de paramètres en fonction d’au moins une distance parcourue par le véhicule routier, de sorte à obtenir un profil d’usure, et
- comparer le profil d’usure à un profil d’usure prédéterminé.
Dans une première mise en œuvre, le calculateur est prévu pour être relié à un contrôleur électronique du composant. Dans ce cas, le calculateur étant en outre configuré pour :
- identifier une pluralité de signaux d’erreur prévus pour alimenter le contrôleur électronique et qui sont chacun représentatifs d’une différence entre une valeur de sortie du composant et une valeur cible de sortie du composant, chaque signal d’erreur pouvant prendre une valeur dans une deuxième plage de valeurs prédéterminée,
- diviser chaque deuxième plage de valeurs en une pluralité d’intervalles prédéterminés,
- combiner tout ou partie des intervalles d’une deuxième plage de valeurs avec tout ou partie des intervalles des autres deuxièmes plages de valeur, selon un deuxième schéma de combinaison prédéterminé, de sorte à obtenir une pluralité d’intervalles de combinaison de signaux d’erreur,
- déterminer une durée d’utilisation de chaque intervalle de combinaison de signaux d’erreur en fonction d’au moins une distance parcourue par le véhicule routier, de sorte à obtenir un profil d’adaptation, et
- comparer le profil d’adaptation à un profil d’adaptation prédéterminé.
Dans une deuxième mise en œuvre, le calculateur est prévu pour être relié à une pluralité de capteurs du véhicule routier qui sont représentatifs de son comportement dynamique et/ou de son environnement de circulation. Dans ce cas, le calculateur est en outre configuré pour :
- identifier au moins une valeur de sortie de chaque capteur, chaque valeur de sortie pouvant prendre une valeur dans une troisième plage de valeurs prédéterminée,
- diviser chaque troisième plage de valeurs en une pluralité d’intervalles prédéterminés,
- combiner tout ou partie des intervalles d’une troisième plage de valeurs avec tout ou partie des intervalles des autres troisièmes plages de valeur, selon un troisième schéma de combinaison prédéterminé, de sorte à obtenir une pluralité d’intervalles de combinaison de valeurs de capteurs,
- déterminer une durée d’utilisation de chaque intervalle de combinaison de valeurs de capteurs en fonction d’au moins une distance parcourue par le véhicule routier, de sorte à obtenir un profil de conduite, et
- comparer le profil de conduite à un profil de conduite prédéterminé.
Dans une troisième mise en œuvre, le calculateur est prévu pour calculer au moins une grandeur statistique à partir des profils d’usure, d’adaptation et/ou de conduite. Dans une quatrième mise en œuvre, le dispositif comprend un afficheur de maintenance prédictive relié au calculateur.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre et en référence aux dessins annexés, donnés à titre illustratif et nullement limitatif.
[Fig.1]La figure 1 représente un véhicule routier comprenant un dispositif selon l’invention.
[Fig.2]La figure 2 représente un procédé selon l’invention.
[Fig.3]La figure 3 représente le principe de division de plages de valeurs selon l’invention.
Pour des raisons de clarté, les éléments représentés ne sont pas nécessairement représentés à la même échelle, les uns par rapport aux autres, sauf mention contraire.
Le principe général de l’invention est basé sur la combinaison des plages de valeurs des paramètres qui sont représentatifs de l’usure d’un composant d’un véhicule routier. L’invention propose d’observer la durée d’utilisation des combinaisons de plages de valeur, pour en déduire un profil d’usure que l’on compare à un profil d’usure prédéterminé. Ce mécanisme permet de réduire la quantité d’information à stocker.
La figure 1 illustre un véhicule routier 10 comprenant un dispositif selon l’invention. On entend par véhicule routier, tout véhicule doté d’un moteur (généralement à explosion ou électrique) destiné à le mouvoir sur la route et capable de transporter des personnes ou des charges (par exemple, une voiture ou une motocyclette).
Dans l’exemple de la figure 1 , le véhicule routier 10 comprend au moins un composant 11 , au moins un calculateur 12, au moins un contrôleur électronique 13 du composant 11 et une pluralité de capteurs 14. Dans une mise en œuvre particulière, le contrôleur électronique 13 est inclus dans le calculateur 12.
En outre, le calculateur 12 est relié au composant 11 , au contrôleur électronique 13 et à la pluralité de capteurs 14, par exemple, en passant par un bus de communication de données de type CAN (« Controller Area Network », en anglais) ou FlexRay.
Dans une mise en œuvre particulière, le véhicule routier 10 comprend également un afficheur (non représenté) de maintenance prédictive relié au calculateur 12.
Dans l’invention, les éléments précités du véhicule routier 10 sont de type connu de l’homme du métier.
Ainsi, le composant 11 correspond à tous les composants d’un véhicule routier 10 dont on peut mesurer l’usure par voie électronique. Dans l’exemple de la figure 1 , le composant 11 est un injecteur de carburant pour véhicule automobile. Toutefois, le composant 11 pourrait être tout autre, comme une pompe, un turbocompresseur, un capteur de pression à jauge piezo-résistive, un capteur de décélération longitudinale du véhicule, un capteur de vitesse de rotation de roues, un capteur de débattement de roues, un moteur électrique, une électronique de puissance, un actionneur de pression du maître-cylindre ou un calculateur.
En outre, le calculateur 12 correspond à un processeur. Dans l’exemple de la figure 1 , le calculateur 12 est un calculateur automobile (« Electronic Control Unit », en anglais).
Également, le contrôleur électronique 13 correspond à un processeur. Dans l’exemple de la figure 1 , le contrôleur électronique 13 contrôle l’injection de carburant par l’injecteur 11 selon une loi de contrôle prédéterminée. En d’autres termes, le contrôleur électronique 13 met en œuvre un procédé connu d’auto-adaptation de la commande de l’injecteur 11 pour détecter, lors d’une injection, un signal d’erreur qui représente une différence entre la quantité à injecter de carburant et la quantité réellement injectée en mesurant différents paramètres de l’injecteur, tels que la tension électrique d’alimentation d’un injecteur, le temps d’injection, etc. Puis une telle différence est compensée lors des commandes suivantes d’injection.
Aussi, les capteurs 14 sont prévus pour acquérir des caractéristiques physiques qui décrivent le comportement dynamique du véhicule routier 10 et/ou de son environnement de circulation.
Dans l’exemple de la figure 1 , les capteurs 14 peuvent être choisis parmi les capteurs suivants : capteur de vitesse, capteur de couple moteur, capteur de température moteur, capteur de position de pédale, capteur d’accélération/de décélération, capteur d’angle volant/de braquage, capteur de pluie, capteur de luminosité, et capteur de température. Toutefois, on peut envisager tout autre capteur connecté au calculateur 12.
De même, l’afficheur de maintenance prédictive peut être un écran du type à cristaux liquides, comme un écran d’ordinateur ou de tablette, éventuellement associé à une alarme sonore. Dans l’invention, l’afficheur de maintenance prédictive peut avertir un utilisateur du véhicule routier 10 à partir des informations fournies par le calculateur 12.
La figure 2 illustre un procédé 100 selon l’invention qui porte sur la maintenance prédictive du composant 11.
Dans l’exemple de la figure 2, le procédé 100 consiste tout d’abord, à l’étape 110, à identifier par le calculateur 12, une pluralité de paramètres prédéterminés qui sont chacun représentatifs de l’usure du composant 11.
Dans l’exemple de la figure 1 , dans lequel le composant 11 est un injecteur de carburant, le calculateur 12 peut identifier des paramètres tels que la pression d’injection du carburant (« fuel pressure », en anglais), la température du carburant (« fuel température », en anglais), la quantité de carburant injectée (« fuel delivery », en anglais) et la vitesse de la pompe à injection (« pump speed », en anglais). Toutefois, on peut envisager d’autres paramètres.
Dans l’invention, chaque paramètre d’usure peut prendre une valeur dans une première plage de valeurs prédéterminée. Dans l’invention, on délimite la première plage de valeurs prédéterminée par une première valeur extrême et par une seconde valeur extrême.
Par exemple, dans la figure 1 , la première plage de valeurs prédéterminée de la pression d’injection du carburant peut être égale à [0 bar ; 250 bars], tandis que celle de la température du carburant peut être égale à [-30 °C ; 80 °C]
Ensuite, l’étape 120 consiste à diviser par le calculateur 12, chaque première plage de valeurs en une pluralité d’intervalles prédéterminés.
Par exemple, dans la figure 1 , la première plage de valeurs prédéterminée de la pression d’injection du carburant peut être divisée en intervalles de 20 bars, tandis que celle de la température du carburant peut être en intervalles de 5 °C.
La figure 3 illustre le principe de division de plages de valeurs selon l’invention.
L’ exemple de la figure 3 représente deux plages de valeurs A et B qui sont divisées en une pluralité d’intervalles prédéterminés. La plage de valeurs A est divisée en vingt intervalles de valeurs a1 , a2,... , a20 et la plage valeur B est divisée en trois intervalles de valeurs b1 , b2 et b3.
Ainsi, dans l’invention, la division de chaque plage de valeurs lui est spécifique et n’est pas nécessairement réalisée de la même manière pour les autres plages de valeur.
De retour à la figure 2, l’étape 130 consiste à combiner par le calculateur 12, tout ou partie des intervalles d’une première plage de valeurs avec tout ou partie des intervalles des autres premières plages de valeur, de sorte à obtenir une pluralité d’intervalles de combinaison de paramètres.
Dans l’exemple de la figure 1 , le calculateur 12 peut combiner tout ou partie des intervalles de la première plage de valeurs prédéterminée associée à la pression d’injection du carburant avec tout ou partie des intervalles de la première plage de valeurs prédéterminée associée à la température du carburant.
Dans l’exemple de la figure 3, un intervalle de combinaison peut comprendre les combinaisons suivantes : a1-b1 , a1-b3, a5-b2, a6-b2, a9-b1 ou a15-b3. Toutefois, on peut envisager d’autres combinaisons.
En effet, dans l’invention, la combinaison d’intervalles de la première plage de valeurs est réalisée selon un premier schéma de combinaison prédéterminé. Le schéma de combinaison prédéterminé peut être déterminé en laboratoire pendant la validation du composant 11. On peut également compléter le schéma de combinaison prédéterminé par des mesures de terrain réalisées sur des véhicules d’entraînement. Les données recueillies peuvent ensuite être analysées par des outils statistiques ou par apprentissage machine, afin d’identifier les intervalles de combinaison de paramètres qui sont les plus représentatifs.
En outre, l’étape 140 consiste à déterminer par le calculateur 12, une durée d’utilisation de chaque intervalle de combinaison de paramètres en fonction d’au moins une distance parcourue par le véhicule routier 10, de sorte à obtenir un profil d’usure.
En pratique, le calculateur 12 peut comprendre un compteur temporel qui est déclenché, lors de l’utilisation du véhicule routier 10, à chaque utilisation d’un intervalle de combinaison de paramètres. Le calculateur 12 peut également comprendre un odomètre pour déterminer la distance parcourue par le véhicule routier 10. De cette manière, on peut établir un profil d’usure qui correspond à la mise en relation entre la durée d’utilisation de chaque intervalle de combinaison de
paramètres avec une distance parcourue par le véhicule routier 10. En d’autres termes, le profil d’usure correspond à une distribution statistique (également appelé distribution de fréquences) des intervalles de combinaison de paramètres. Par exemple, l’invention pourra produire un profil d’usure du composant 11 à 10 000 km,
20000 km ou 50000 km.
Enfin, l’étape 150 consiste à comparer par le calculateur 12, le profil d’usure à un profil d’usure prédéterminé. Cette étape permet de détecter une dérive par rapport au profil d’usure prédéterminé. Lorsque l’on détecte une telle dérive, le calculateur 12 peut avertir un utilisateur du véhicule routier 10 grâce à l’afficheur de maintenance prédictive.
Le profil d’usure prédéterminé peut être déterminé en laboratoire pendant la validation du composant 11. On peut également compléter le profil d’usure prédéterminé par des mesures de terrain réalisées sur des véhicules d’entraînement. Les données recueillies peuvent ensuite être analysées par des outils statistiques ou par apprentissage machine, afin d’identifier les intervalles de combinaison de paramètres qui sont les plus représentatifs selon la distance parcourue.
On peut envisager plusieurs mises en œuvre particulières du procédé 100.
Dans une première mise en œuvre particulière du procédé 100, on va détecter l’usure du composant 11 en observant l’évolution des signaux d’erreurs qu’utilise le contrôleur électronique 13 pour réguler la commande du composant 11.
Par exemple, dans la figure 1 , on pourra détecter l’usure de l’injecteur 11 , au cours de l’utilisation du véhicule routier 10, lorsque la quantité de carburant réellement injectée diffère de la quantité de carburant à injecter.
En pratique, le procédé 100 peut consister, à l’étape 111 , de manière similaire à l’étape 110, à identifier par le calculateur 12, une pluralité de signaux d’erreur prévus pour alimenter le contrôleur électronique 13 et qui sont chacun représentatifs d’une différence entre une valeur de sortie du composant et une valeur cible de sortie du composant. Dans l’invention, chaque signal d’erreur peut prendre une valeur dans une deuxième plage de valeurs prédéterminée.
Ensuite, l’étape 121 , de manière similaire à l’étape 120, consiste à diviser par le calculateur 12, chaque deuxième plage de valeurs en une pluralité d’intervalles prédéterminés.
En outre, l’étape 131 , de manière similaire à l’étape 130, consiste à combiner, par le calculateur, tout ou partie des intervalles d’une deuxième plage de valeurs avec tout ou partie des intervalles des autres deuxièmes plages de valeur, selon un deuxième
schéma de combinaison prédéterminé, de sorte à obtenir une pluralité d’intervalles de combinaison de signaux d’erreur.
Par ailleurs, l’étape 141 , de manière similaire à l’étape 140, consiste à déterminer par le calculateur 12, une durée d’utilisation de chaque intervalle de combinaison de signaux d’erreur en fonction d’au moins une distance parcourue par le véhicule routier, de sorte à obtenir un profil d’adaptation.
Enfin, l’étape 151 , de manière similaire à l’étape 150, consiste à comparer par le calculateur 12, le profil d’adaptation à un profil d’adaptation prédéterminé.
Dans une deuxième mise en œuvre particulière du procédé 100, on va détecter l’usure du composant 11 en observant le style de conduite du conducteur du véhicule routier 10.
En pratique, le procédé 100 peut consister, à l’étape 112, de manière similaire à l’étape 110, à identifier par le calculateur 12, au moins une valeur de sortie de chaque capteur. Dans l’invention, chaque valeur de sortie peut prendre une valeur dans une troisième plage de valeurs prédéterminée.
Ensuite, l’étape 122, de manière similaire à l’étape 120, consiste à diviser par le calculateur 12, chaque troisième plage de valeurs en une pluralité d’intervalles prédéterminés.
En outre, l’étape 132, de manière similaire à l’étape 130, consiste à combiner, par le calculateur, tout ou partie des intervalles d’une troisième plage de valeurs avec tout ou partie des intervalles des autres troisièmes plages de valeur, selon un troisième schéma de combinaison prédéterminé, de sorte à obtenir une pluralité d’intervalles de combinaison de valeurs de capteurs.
Par ailleurs, l’étape 142, de manière similaire à l’étape 140, consiste à déterminer par le calculateur 12, une durée d’utilisation de chaque intervalle de combinaison de valeurs de capteurs en fonction d’au moins une distance parcourue par le véhicule routier, de sorte à obtenir un profil de conduite.
Enfin, l’étape 152, de manière similaire à l’étape 150, consiste à comparer par le calculateur 12, le profil de conduite à un profil de conduite prédéterminé.
Dans une mise en œuvre de l’invention, le procédé 100 comprend une étape dans laquelle le calculateur 12 est prévu pour calculer au moins une grandeur statistique à partir des profils d’usure, d’adaptation et/ou de conduite.
En pratique, cette grandeur statistique permet de synthétiser l’information contenue dans les profils d’usure, d’adaptation et/ou de conduite pour en faciliter la comparaison avec les profils d’usure, d’adaptation et/ou de conduite prédéterminés.
Par exemple, le calculateur 12 peut calculer toutes les statistiques qui permettent de caractériser une série statistique, comme les caractéristiques de position (par ex. le mode, la médiane, la moyenne arithmétique, les quantiles), les caractéristiques de dispersion (par ex. l’étendue, l’écart moyen, l’écart interquantiles, la variance, l’écart type et le coefficient de variation). Toutefois, on peut envisager d’autres grandeurs statistiques.
Dans un mode particulier de réalisation de l’invention, on détermine les différentes étapes du procédé 100 par des instructions de programmes d’ordinateur. Par conséquent, l’invention vise aussi un programme avec un code de programme d’ordinateur fixé sur un support de stockage non transitoire. Dans l’invention, ce code de programme est susceptible d’exécuter les étapes de procédé 100 lorsque le programme d’ordinateur est chargé dans l’ordinateur ou exécuté dans l’ordinateur. On a décrit ci-dessus la présente invention dans la description détaillée et on l’a illustrée dans la figure. Toutefois, la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation présentées. Ainsi, d’autres variantes et modes de réalisation peuvent être déduits et mis en œuvre par la personne du métier à la lecture de la présente description et de la figure annexée.
Claims
[Revendication 1] Procédé (100) de maintenance prédictive d’au moins un composant (11) d’un véhicule routier (10), le composant étant relié à un calculateur (12), le procédé comprenant les étapes suivantes :
- identifier (110), par le calculateur, une pluralité de paramètres prédéterminés qui sont chacun représentatifs de l’usure du composant, chaque paramètre d’usure pouvant prendre une valeur dans une première plage de valeurs prédéterminée,
- diviser (120), par le calculateur, chaque première plage de valeurs en une pluralité d’intervalles prédéterminés,
- combiner (130), par le calculateur, tout ou partie des intervalles d’une première plage de valeurs avec tout ou partie des intervalles des autres premières plages de valeur, selon un premier schéma de combinaison prédéterminé, de sorte à obtenir une pluralité d’intervalles de combinaison de paramètres,
- déterminer (140), par le calculateur, une durée d’utilisation de chaque intervalle de combinaison de paramètres en fonction d’au moins une distance parcourue par le véhicule routier, de sorte à obtenir un profil d’usure, et
- comparer (150), par le calculateur, le profil d’usure à un profil d’usure prédéterminé.
[Revendication 2] Procédé selon la revendication 1 , dans lequel le calculateur est relié à un contrôleur électronique (13) du composant, le procédé comprenant en outre les étapes suivantes :
- identifier (111), par le calculateur, une pluralité de signaux d’erreur prévus pour alimenter le contrôleur électronique et qui sont chacun représentatifs d’une différence entre une valeur de sortie du composant et une valeur cible de sortie du composant, chaque signal d’erreur pouvant prendre une valeur dans une deuxième plage de valeurs prédéterminée,
- diviser (121), par le calculateur, chaque deuxième plage de valeurs en une pluralité d’intervalles prédéterminés,
- combiner (131), par le calculateur, tout ou partie des intervalles d’une deuxième plage de valeurs avec tout ou partie des intervalles des autres deuxièmes plages de valeur, selon un deuxième schéma de combinaison prédéterminé, de sorte à obtenir une pluralité d’intervalles de combinaison de signaux d’erreur,
déterminer (141), par le calculateur, une durée d’utilisation de chaque intervalle de combinaison de signaux d’erreur en fonction d’au moins une distance parcourue par le véhicule routier, de sorte à obtenir un profil d’adaptation, et
- comparer (151), par le calculateur, le profil d’adaptation à un profil d’adaptation prédéterminé.
[Revendication 3] Procédé selon l’une des revendications 1 à 2, dans lequel le calculateur est relié à une pluralité de capteurs (14) du véhicule routier qui sont représentatifs de son comportement dynamique et/ou de son environnement de circulation, le procédé comprenant en outre les étapes suivantes :
- identifier (112), par le calculateur, au moins une valeur de sortie de chaque capteur, chaque valeur de sortie pouvant prendre une valeur dans une troisième plage de valeurs prédéterminée,
- diviser (122), par le calculateur, chaque troisième plage de valeurs en une pluralité d’intervalles prédéterminés,
- combiner (132), par le calculateur, tout ou partie des intervalles d’une troisième plage de valeurs avec tout ou partie des intervalles des autres troisièmes plages de valeur, selon un troisième schéma de combinaison prédéterminé, de sorte à obtenir une pluralité d’intervalles de combinaison de valeurs de capteurs,
- déterminer (142), par le calculateur, une durée d’utilisation de chaque intervalle de combinaison de valeurs de capteurs en fonction d’au moins une distance parcourue par le véhicule routier, de sorte à obtenir un profil de conduite, et
- comparer (152), par le calculateur, le profil de conduite à un profil de conduite prédéterminé.
[Revendication 4] Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, comprenant en outre une étape dans laquelle le calculateur est prévu pour calculer au moins une grandeur statistique à partir des profils d’usure, d’adaptation et/ou de conduite.
[Revendication 5] Programme d’ordinateur avec un code de programme pour exécuter les étapes d’un procédé selon l’une des revendications 1 à 5 lorsque le programme d’ordinateur est chargé dans l’ordinateur ou exécuté dans l’ordinateur.
[Revendication 6] Dispositif de maintenance prédictive d’au moins un composant (11) d’un véhicule routier (10), le dispositif comprenant un calculateur (12) prévu pour être relié au composant, et dans lequel le calculateur est configuré pour :
- identifier une pluralité de paramètres prédéterminés qui sont chacun représentatifs de l’usure du composant, chaque paramètre d’usure pouvant prendre une valeur dans une première plage de valeurs prédéterminée,
- diviser chaque première plage de valeurs en une pluralité d’intervalles prédéterminés,
- combiner tout ou partie des intervalles d’une première plage de valeurs avec tout ou partie des intervalles des autres premières plages de valeur, selon un premier schéma de combinaison prédéterminé, de sorte à obtenir une pluralité d’intervalles de combinaison de paramètres,
- déterminer une durée d’utilisation de chaque intervalle de combinaison de paramètres en fonction d’au moins une distance parcourue par le véhicule routier, de sorte à obtenir un profil d’usure, et
- comparer le profil d’usure à un profil d’usure prédéterminé.
[Revendication 7] Dispositif selon la revendication 6, dans lequel le calculateur est prévu pour être relié à un contrôleur électronique (13) du composant, le calculateur étant en outre configuré pour :
- identifier une pluralité de signaux d’erreur prévus pour alimenter le contrôleur électronique et qui sont chacun représentatifs d’une différence entre une valeur de sortie du composant et une valeur cible de sortie du composant, chaque signal d’erreur pouvant prendre une valeur dans une deuxième plage de valeurs prédéterminée,
- diviser chaque deuxième plage de valeurs en une pluralité d’intervalles prédéterminés,
- combiner tout ou partie des intervalles d’une deuxième plage de valeurs avec tout ou partie des intervalles des autres deuxièmes plages de valeur, selon un deuxième schéma de combinaison prédéterminé, de sorte à obtenir une pluralité d’intervalles de combinaison de signaux d’erreur,
- déterminer une durée d’utilisation de chaque intervalle de combinaison de signaux d’erreur en fonction d’au moins une distance parcourue par le véhicule routier, de sorte à obtenir un profil d’adaptation, et
- comparer le profil d’adaptation à un profil d’adaptation prédéterminé.
[Revendication 8] Dispositif selon l’une des revendications 6 à 7, dans lequel le calculateur est prévu pour être relié à une pluralité de capteurs (14) du véhicule routier qui sont représentatifs de son comportement dynamique et/ou de son environnement de circulation, le calculateur étant en outre configuré pour :
- identifier au moins une valeur de sortie de chaque capteur, chaque valeur de sortie pouvant prendre une valeur dans une troisième plage de valeurs prédéterminée,
- diviser chaque troisième plage de valeurs en une pluralité d’intervalles prédéterminés,
- combiner tout ou partie des intervalles d’une troisième plage de valeurs avec tout ou partie des intervalles des autres troisièmes plages de valeur, selon un troisième schéma de combinaison prédéterminé, de sorte à obtenir une pluralité d’intervalles de combinaison de valeurs de capteurs,
- déterminer une durée d’utilisation de chaque intervalle de combinaison de valeurs de capteurs en fonction d’au moins une distance parcourue par le véhicule routier, de sorte à obtenir un profil de conduite, et
- comparer le profil de conduite à un profil de conduite prédéterminé.
[Revendication 9] Dispositif selon l’une des revendications 6 à 8, dans lequel le calculateur est prévu pour calculer au moins une grandeur statistique à partir des profils d’usure, d’adaptation et/ou de conduite.
[Revendication 10] Dispositif selon l’une des revendications 6 à 9, comprenant un afficheur de maintenance prédictive relié au calculateur.
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Legal Events
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Ref document number: 20701638 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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NENP | Non-entry into the national phase |
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
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