FR2824641A1

FR2824641A1 - METHOD AND DEVICE FOR STABILIZING ON-BOARD NETWORK AND BATTERY DIAGNOSIS ON A VEHICLE ON-BOARD NETWORK

Info

Publication number: FR2824641A1
Application number: FR0205379A
Authority: FR
Inventors: Marco Baumgarth; Peter Konrad
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2001-05-10
Filing date: 2002-04-29
Publication date: 2002-11-15
Anticipated expiration: 2022-04-29
Also published as: DE10122767A1; FR2824641B1

Abstract

L'invention concerne un procédé et un dispositif de stabilisation de réseau de bord et de diagnostic de batterie sur un réseau de bord de véhicule (1) comprenant au moins une batterie (3) pour l'alimentation de récepteurs électriques (7), un condensateur (4) avec un appareil (5) pour la mesure du courant de condensateur étant disposé parallèlement à la au moins une batterie (3).The invention relates to a method and a device for stabilizing an on-board network and for battery diagnostics on an on-board network of a vehicle (1) comprising at least one battery (3) for supplying electrical receivers (7), a capacitor (4) with an apparatus (5) for measuring the capacitor current being arranged parallel to the at least one battery (3).

Description

focalisation est une lentille.focusing is a lens.

L' invention concerne un procédé et un dispositif de stabilisation de réseau de bord et de diagnostic de The invention relates to a method and a device for onboard network stabilization and diagnostic of

batterie sur un réscau de bord de véhicule. battery on a vehicle dashboard network.

Sur les véhicules automobiles modernes, on utilise de plus en plus des récepteurs électriques importants pour la séaurité qui sont responsables des fonctions de base d'un In modern motor vehicles, increasingly important safety receptors are used which are responsible for the basic functions of a

véhicule comme par exemple le braquage et le freinage. vehicle such as steering and braking.

C'est pourquoi on impose des exigences renforcées à la disponibilité de l'alimentation en énergie électrique d'un This is why we impose reinforced requirements on the availability of the electrical energy supply of a

véhicule de ce type.vehicle of this type.

Pour résoudre ce problème, on sait par exemple disposer les récepteurs importants pour la séaurité dans un réscau de bord partiel découplé. D'autre part, on sait réaliser les réseaux de bord avec deux batteries. Dans le cas présent, il se pose cependant touj ours le problème qu'une pluralité de récepteurs électriques importants pour la sécurité nécessitent du fait de leur dynamique des vitesses élevées de croissance de courant que l'alternateur ne peut pas fournir. Ces récepteurs tirent plutôt la puissance maximale nécessaire de la batterie. Si la batterie est alors défectueuse, ces augmentations rapides de courant entraînent des chutes de la tension du réseau de bord, de sorte que la fonctionnalité des récepteurs To solve this problem, it is known for example to arrange the receivers which are important for safety in a decoupled partial edge network. On the other hand, we know how to make on-board networks with two batteries. In the present case, however, there is always the problem that a plurality of electrical receivers which are important for safety require, because of their dynamics, high speeds of current growth which the alternator cannot supply. These receivers instead draw the maximum necessary power from the battery. If the battery is then defective, these rapid increases in current cause drops in the on-board supply voltage, so that the functionality of the receivers

importants pour la sécurité n'est plus assurce. important for safety is no longer assured.

L'invention a donc pour objectif technique de base de créer un procédé et un dispositif pour la stabilisation du réseau de bord et le diagnostic de batterie sur un réseau de bord de véhicule, qui permettent de minimiser le risque de chutes de tension et de diagnostiquer de façon précoce The invention therefore has the basic technical objective of creating a method and a device for the stabilization of the on-board network and the battery diagnosis on a vehicle on-board network, which make it possible to minimize the risk of voltage drops and to diagnose early

les défauts de la batterie.battery faults.

Pour atteindre cet objectif, la présente invention propose dans un réseau de bord équipé d'au moins une batterie la disposition en parallèle avec cette batterie d'un condensateur 4 associé avec un appareil de mesure du To achieve this objective, the present invention provides, in an on-board network equipped with at least one battery, the provision in parallel with this battery of a capacitor 4 associated with a device for measuring the

courant dans ce condensateur.current in this capacitor.

La résistance intérieure du condensateur est avantageusement supérieure à la résistance intérieure de la batterie. Grâce à ces dispositions on peut atteindre plusieurs avantages en même temps. D'une part on lisse par la batterie et le condensateur les ondulations du réseau de bord qui sont provoquées par exemple par le redressement dans l'alternateur, par des variations de régime de l'alternateur et par des sauts de charge sur le réseau de bord grâce au fait que des courants alternatifs en rapport avec résistances internes circulent dans la batterie et le condensateur. Une non-disponibilité de la batterie pour l'alimentation en tension de récepteurs électriques, qui exigent des vitesses élevées de croissance de courant de l'exploitation, est attribuable à une résistance interne élevée de la batterie. En cas de non-disponibilité de la batterie, l 'invention va donc permettre la circulation d'un courant alternatif élevé dans le condensateur. Le niveau du courant de condensateur est mesuré, ce qui permet de détecter un défaut de la batterie à partir d'un certain niveau de courant, de sorte que l'état de la batterie est ainsi diagnostiqué. D'autre part, la disponibilité du réseau de bord peut être améliorée par le condensateur en cas de défaillance de la batterie, étant donné que le condensateur peut être dimensionné de telle façon que celui- ci alimente les récepteurs électriques en puissance électrique pendant un court instant avec des vitesses de croissance de courant élevées, avant que le générateur soit The internal resistance of the capacitor is advantageously greater than the internal resistance of the battery. Thanks to these arrangements, several advantages can be achieved at the same time. On the one hand, the ripples of the on-board network are smoothed by the battery and the capacitor, which are caused for example by the rectification in the alternator, by variations in the speed of the alternator and by load jumps on the edge thanks to the fact that alternating currents in connection with internal resistances circulate in the battery and the condenser. A non-availability of the battery for supplying voltage to electrical receivers, which require high operating current growth rates, is attributable to a high internal resistance of the battery. In case of unavailability of the battery, the invention will therefore allow the circulation of a high alternating current in the capacitor. The level of the capacitor current is measured, which makes it possible to detect a fault in the battery from a certain level of current, so that the state of the battery is thus diagnosed. On the other hand, the availability of the on-board network can be improved by the capacitor in the event of a battery failure, since the capacitor can be dimensioned in such a way that it supplies electrical receivers with electrical power for a short time. instant with high current growth rates, before the generator is

réajusté en tant que deuxième source d'énergie. readjusted as a second source of energy.

Dans un mode de réalisation préféré, la résistance intérieure du condensateur est supérieure, en particulier plusieurs fois supérieure à la résistance intérieure de la batterie, ce qui simplifie l'analyse, étant donné que le courant de condensateur est pratiquement nul avec une In a preferred embodiment, the internal resistance of the capacitor is greater, in particular several times greater than the internal resistance of the battery, which simplifies the analysis, since the capacitor current is practically zero with a

batterie fonctionnant parfaitement.battery working perfectly.

Dans un autre mode de réalisation préféré, l'appareil pour la mesure du courant de condensateur est relié à une unité d'analyse qui est reliée de préférence par un système de multiplexage du type dit CAN-bus à d'autres appareils de commande, de sorte que le résultat du diagnostic peut être transmis à d'autres appareils de commande ou que le diagnostic peut être précisé à l 'aide d'autres données des autres appareils de commande. Il est également possible d'afficher le résultat du diagnostic et de prendre éventuellement des contre-mesures. Parmi ces mesures, on compte l 'invitation faite au conducteur de garer le véhicule et de couper automatiquement certains récepteurs de confort ou de les exploiter à une puissance réduite. Il est également possible de limiter la puissance consommée des récepteurs importants pour la sécurité de telle façon que ceux-ci restent fonctionnels de façon limitée sans In another preferred embodiment, the device for measuring the capacitor current is connected to an analysis unit which is preferably connected by a multiplexing system of the so-called CAN-bus type to other control devices, so that the result of the diagnosis can be transmitted to other control devices or that the diagnosis can be specified using other data from other control devices. It is also possible to display the diagnostic result and possibly take countermeasures. Among these measures, there is the invitation to the driver to park the vehicle and automatically switch off certain comfort receivers or operate them at reduced power. It is also possible to limit the power consumption of the receivers important for safety in such a way that they remain functional in a limited way without

provoquer des chutes de tension du réseau de bord. cause voltage drops in the vehicle electrical system.

L' invention est expliquce plus en détail ci-dessous à l' aide d'un exemple de réalisation préféré. L' unique figure montre un agencement schématique d'un dispositif de stabilisation du réseau de bord et de diagnostic de The invention is explained in more detail below with the aid of a preferred embodiment. The single figure shows a schematic arrangement of a device for stabilizing the on-board network and diagnosing

batterie sur un réseau de bord de véhicule. battery on an on-board vehicle network.

Le réseau de bord du véhicule 1 comprend un alternateur 2, une batterie 3, un condensateur 4 avec un appareil 5 pour la mesure du courant de condensateur, une unité d'analyse 6 et des récepteurs électriques du réseau de bord 7. L'alternateur 2, la batterie 3 et le montage en série comprenant le condensateur 4 et l'appareil 5 sont branchés en parallèle et alimentent en énergie électrique les récepteurs électriques du réseau de bord 7, y compris l'unité d'analyse 6. Les courants de condensateur enregistrés par l'appareil 5 sont amenés à l'unité d'analyse 6 et comparés ici avec des valeurs-seuil. La résistance intérieure du condensateur 4 est ici plusieurs fois supérieure à la résistance intérieure de la batterie 3 intacte. Les ondulations de la tension du réseau de bord, qui sont provoquées par exemple par le redressement dans l'alternateur 2, les variations de régime de l'alternateur 2 ou par des sauts de charge sur le réseau de bord du véhicule 1, sont lissées et amorties par la batterie 3 et le condensateur 4, du fait que des courants alternatifs circulent dans la batterie 3 et le The on-board network of the vehicle 1 comprises an alternator 2, a battery 3, a capacitor 4 with an apparatus 5 for measuring the capacitor current, an analysis unit 6 and electrical receivers of the on-board network 7. The alternator 2, the battery 3 and the series connection comprising the capacitor 4 and the device 5 are connected in parallel and supply electrical energy to the electrical receivers of the on-board network 7, including the analysis unit 6. The currents of capacitor recorded by the device 5 are brought to the analysis unit 6 and compared here with threshold values. The internal resistance of the capacitor 4 is here several times greater than the internal resistance of the intact battery 3. The undulations of the on-board network voltage, which are caused for example by the rectification in the alternator 2, the variations in speed of the alternator 2 or by jumps of load on the on-board network of the vehicle 1, are smoothed and damped by the battery 3 and the capacitor 4, due to the fact that alternating currents flow in the battery 3 and the

condensateur 3 en rapport avec les résistances intérieures. capacitor 3 in connection with the internal resistances.

Compte tenu de la résistance intérieure plusieurs fois supérieure du condensateur 4 par rapport à la batterie 3 intacte, le courant de condensateur est généralement très faible et pratiquement nul. Si l'on connecte alors un récepteur électrique du réseau de bord 7 avec une vitesse de croissance de courant élevée, la puissance électrique est fournie alors presque exclusivement par la batterie 3 Given the many times greater internal resistance of the capacitor 4 compared to the intact battery 3, the capacitor current is generally very low and practically zero. If an electrical receiver of the on-board network 7 is then connected with a high current growth speed, the electrical power is then supplied almost exclusively by the battery 3

pendant la pointe de courant.during the current peak.

En cas de non-disponibilité de la batterie 3 due à une défaillance, la résistance intérieure de la batterie 3 augmente, de sorte que le rapport entre le courant de batterie et le courant de condensateur est modifié. Ce courant de condensateur croissant est enregistré par l'appareil 5 et transmis à l'unité d'analyse 6, qui affiche alors ce défaut et prend des contre-mesures. Dans le même temps, le condensateur 4 prend en charge l'alimentation électrique des récepteurs du réseau de bord 7 avec des vitesses de croissance de courant élevées en cas de défaillance de la batterie 3, avant que l'alternateur 2 In case of unavailability of the battery 3 due to a failure, the internal resistance of the battery 3 increases, so that the ratio between the battery current and the capacitor current is changed. This increasing capacitor current is recorded by the device 5 and transmitted to the analysis unit 6, which then displays this fault and takes countermeasures. At the same time, the capacitor 4 takes over the power supply of the receivers of the on-board network 7 with high current growth rates in the event of battery failure 3, before the alternator 2

reprocède à un réajustement.reproaches for a readjustment.

La batterie 3 avec un condensateur 4 branché en parallèle avec un appareil branché en série pour l'enregistrement du courant de condensateur peut être utilisée également sur des réseaux de bord partiels Battery 3 with a capacitor 4 connected in parallel with a device connected in series for recording the capacitor current can also be used on partial on-board networks

découplés au plan galvanique sans alternateur. galvanically decoupled without an alternator.

Claims

1. On-board network stabilization and battery diagnostic device on an on-board network of a motor vehicle (1) with at least one battery (3) for supplying electrical receivers (7), characterized in that a capacitor (4) with a device (5) for measuring the capacitor current is arranged parallel to the

minus a battery (3).

2. Device according to claim 1, characterized in that the internal resistance of the capacitor (4) is greater than the internal resistance of the at least one

battery (3).

3. Device according to claim 2, characterized in that the internal resistance of the capacitor (4) is several times greater than the internal resistance of the

at least one battery (3).

4. Device according to any of the

previous claims, characterized in that

the device (5) for measuring the capacitor current

(4) is connected to an analysis unit (6).

5. Device according to claim 4, characterized in that the analysis unit (6) is connected by a CAN-bus to

other control devices.

6. Method for stabilizing the on-board network and diagnosing a battery on an on-board network of a motor vehicle (1) by means of a device according to claim 1, characterized in that the capacitor current is recorded and compared with the minus a threshold value, which leads to the conclusion that the