FR2905915A1

FR2905915A1 - Procede de gestion de la charge d'une batterie de vehicule

Info

Publication number: FR2905915A1
Application number: FR0653849A
Authority: FR
Inventors: Franck Ragot; Bernard Sahut; Petrault Christine Chabot; Beuze Nathalie Le
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2006-09-20
Filing date: 2006-09-20
Publication date: 2008-03-21
Anticipated expiration: 2026-09-20
Also published as: FR2905915B1; WO2008034991A1

Abstract

L'invention concerne un procédé pour décider d'appliquer une tension de charge optimisée à une batterie du véhicule, cette tension optimisée étant supérieure à une tension de charge normale.La décision d'appliquer une tension de charge optimisée est prise dans une unité de gestion de la charge équipant le véhicule et lors du réveil de ce véhicule. Selon l'invention, on comptabilise dans l'unité de gestion l'énergie électrique consommée par les récepteurs électriques depuis le dernier arrêt du moteur, et si le temps écoulé depuis ce dernier arrêt est supérieur à une durée minimale on estime un état de charge de la batterie en se basant sur une mesure de la tension à vide (U). La tension de charge optimisée est appliquée si la quantité d'énergie consommée est supérieure à une première valeur seuil ou si la charge est inférieure à une seconde valeur seuil.L'invention concerne les véhicules automobiles à moteur thermique.

Description

1 Procédé de gestion de la charge d'une batterie de véhicule L'invention

concerne la charge d'une batterie d'un véhicule équipé de récepteurs électriques pouvant notamment être utilisés lorsque le moteur du véhicule ne tourne pas. Le nombre et la puissance des récepteurs électriques équipant les véhicules automobiles sont continûment en augmentation. Ces récepteurs sont par exemple les lève-vitres électriques, les récepteurs de télécommande d'ouverture, les alarmes antivol, les éclairages internes, les chargeurs de téléphone mobile, ou encore les écrans vidéo LCD.

Ces nouveaux récepteurs contribuent à augmenter la consommation d'énergie électrique qui est prélevée sur la batterie du véhicule. C'est par exemple le cas lorsqu'un écran LCD ou un lève vitre est utilisé par un occupant du véhicule lorsque le moteur ne tourne pas, le courant électrique consommé provenant alors uniquement de la batterie. Mais l'énergie prélevée sur la batterie est non négligeable y compris en l'absence d'occupant dans le véhicule. Par exemple le récepteur de télécommande est continûment alimenté pour être à tout moment sensible à un signal d'ouverture émis par une télécommande d'ouverture. Cette augmentation de l'énergie électrique prélevée sur la batterie se traduit actuellement par une augmentation des pannes de véhicules dont la cause est uniquement une décharge de la batterie. Une façon de remédier à ce problème consiste à équiper le véhicule d'un boîtier d'évaluation du niveau de charge de la batterie, qui permet de connaître continûment ce niveau de charge. Ce boîtier prend en compte différents paramètres conditionnés par l'état de 2905915 2 charge de la batterie, tels que la tension, l'intensité, la température. Lorsque le boîtier révèle que la batterie est trop déchargée, une tension de charge optimisée est appliquée 5 à celle-ci dès que le moteur tourne de manière à accélérer le processus de charge. Un tel boîtier permet ainsi d'affiner la gestion de la charge de la batterie, pour limiter autant que possible les situations dans lesquelles cette batterie pourrait se décharger 10 complètement. Le coût d'un tel boîtier ainsi que la nécessité de l'intégrer dans l'environnement de la batterie constituent cependant deux obstacles importants qui s'opposent à cette solution.

15 Le but de l'invention est de proposer une solution permettant d'améliorer significativement la gestion du niveau de charge de la batterie sans avoir à implanter un boîtier d'évaluation de la charge de la batterie. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé 20 décider d'appliquer une tension de charge dite optimisée à une batterie d'un véhicule, depuis une unité de gestion de charge équipant ce véhicule, dans lequel on comptabilise dans l'unité de gestion l'énergie électrique consommée par les récepteurs électriques du véhicule 25 depuis le dernier arrêt du moteur, dans lequel si le temps écoulé depuis le dernier arrêt du véhicule est supérieur à une durée minimale on estime dans l'unité de gestion un état de charge de la batterie en se basant sur une mesure de la tension à vide de cette batterie lors du 30 réveil du véhicule, et dans lequel on décide dans l'unité de gestion d'appliquer une tension de charge optimisée si la quantité d'énergie consommée est supérieure à une première valeur seuil ou si la charge de la batterie est inférieure à une seconde valeur seuil.

35 L'invention concerne également un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel on décide également d'appliquer la tension de charge optimisée si une 2905915 3 température résultant d'une sonde de température équipant le véhicule est inférieure à une température seuil. L'invention concerne également un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel on décide également 5 d'appliquer une tension de charge optimisée si le véhicule a parcouru un kilométrage total inférieur à un kilométrage seuil. L'invention concerne également un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel on décide également 10 d'appliquer une tension de charge optimisée si le temps écoulé depuis le dernier d'arrêt est supérieur à une valeur prédéterminée, telle qu'une semaine. L'invention concerne également un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel la détermination de l'état 15 de charge à vide de la batterie basée sur une mesure de tension à vide est corrigée avec une valeur de température résultant d'une sonde située hors de la batterie. L'invention concerne également un procédé tel que 20 défini ci-dessus, dans lequel l'énergie électrique consommée par les récepteurs depuis le dernier arrêt est comptabilisée sur la base du temps d'utilisation de chaque récepteur déterminé à partir d'informations circulant sur un réseau de bord du véhicule auquel est 25 reliée l'unité de gestion, et de consommations moyennes de ces récepteurs enregistrées dans l'unité de gestion. L'invention concerne également un procédé tel que défini ci-dessus, consistant en outre à interdire l'utilisation de certains récepteurs du véhicule si 30 l'énergie consommée est supérieure à une troisième valeur seuil supérieure à la première valeur seuil si l'état de charge de la batterie est inférieur à une quatrième valeur seuil inférieure à la seconde valeur seuil. L'invention sera maintenant décrite plus en détail, 35 et en référence à la figure unique qui est une représentation du procédé selon l'invention, sous forme de schéma bloc.

2905915 4 L'invention apporte un procédé pour décider d'appliquer une tension de charge dite optimisée à une batterie repérée par Batt, cette tension de charge optimisée étant sensiblement supérieure à une tension de 5 charge normale. Le choix de la tension de charge à appliquer à la batterie est effectué lors du réveil du véhicule, qui fait suite à une phase de veille durant laquelle la majorité des récepteurs électriques du véhicule tels que 10 ses calculateurs sont désactivés. Le réveil correspond à une phase durant laquelle différents calculateurs sont réactivés, ce réveil étant provoqué notamment par le déverrouillage du véhicule, ou encore par le fait qu'un récepteur électrique est 15 actionné par un utilisateur. Le véhicule comprend une unité de gestion de charge de la batterie, non représentée, incluant un processeur et des moyens de mémoire. Cette unité de gestion est avantageusement reliée a un réseau de bord du 20 véhicule, tel qu'un réseau de type CAN, elle est désactivée lorsque le véhicule est en veille, et elle est réactivée en début de phase de réveil du véhicule. Lorsque l'unité de gestion est active alors que le moteur thermique du véhicule est arrêté, l'unité de 25 gestion comptabilise l'énergie prélevée sur la batterie depuis l'arrêt du moteur. Cette comptabilisation est effectuée en comptant le temps d'utilisation de chaque récepteur, et en utilisant des données enregistrées dans la mémoire de l'unité de 30 gestion, qui sont représentatives de la consommation moyenne de chaque récepteur. La quantité d'énergie électrique ainsi évaluée est mémorisée par l'unité de gestion avant endormissement du véhicule.

35 Il est à noter que l'unité de gestion peut être configurée pour effectuer des évaluations de l'état de charge de la batterie à intervalles réguliers, lorsque le 2905915 5 moteur est arrêté alors que des récepteurs sont en service. Elle peut ainsi déterminer de proche en proche la consommation moyenne de chaque récepteur pour la mémoriser.

5 Mais les données de consommation moyenne des récepteurs peuvent également être préenregistrées dans l'unité de gestion, les valeurs étant issues de mesures plus précises des récepteurs, ces mesures étant par exemple effectuées sur banc d'essai.

10 L'unité de gestion détermine aussi le temps écoulé depuis le dernier arrêt du moteur, ou bien le temps de veille écoulé depuis le dernier arrêt du moteur. Cette détermination peut être effectuée lors du réveil de l'unité de gestion par consultation de données 15 représentatives de la date et de l'heure, circulant sur le réseau de bord. Lors du réveil du véhicule, l'unité de gestion détermine si le temps écoulé est supérieur à une durée minimale valant par exemple six ou sept heures. Dans 20 l'affirmative, l'état de charge à vide de la batterie est déterminé, à partir de la tension U de la batterie à vide, et d'une donnée de température T0 résultant d'une sonde thermique équipant le véhicule. Pour ce faire, l'unité de gestion interroge à 25 travers le réseau de bord un capteur de la tension U de la batterie Batt et une sonde de température. Elle détermine ensuite au bloc 1 l'état de charge à vide à partir de cette tension à vide U et de cette température T0, et d'abaques enregistrées permettant d'en déduire 30 l'état de charge. Par capteur de la tension U, on entend ici un capteur pouvant être intégré à un calculateur équipant le véhicule. Dans ce cas, le calculateur en question mesure sa tension d'alimentation qu'il corrige pour estimer la 35 tension U aux bornes de la batterie. L'estimation de l'état de charge est effectuée uniquement si le véhicule a été arrêté pendant une durée 2905915 6 supérieure à la durée minimale, ce qui permet à la tension de la batterie de se stabiliser, de manière à refléter fidèlement le niveau de charge de la batterie. Cette estimation est effectuée en premier lieu lors 5 du réveil du véhicule, c'est-à-dire dire avant la mise en service d'autres récepteurs électriques. La tension fournie par le capteur correspond ainsi à une tension à vide U de la batterie, ce qui constitue une information permettant de déterminer de façon précise et simple 10 l'état de charge de la batterie à cet instant. Cette durée minimale assure également que la température de la batterie est identique à celle de l'environnement de la sonde utilisée. Le capteur de température est avantageusement une sonde de température 15 du moteur, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de prévoir une sonde de température spécifiquement dédiée à la batterie. Après avoir été déterminé, l'état de charge à vide est mémorisé par l'unité de gestion.

20 Après avoir déterminé l'énergie consommée et éventuellement l'état de charge de la batterie, l'unité de gestion est ainsi en mesure de décider de la tension de charge à appliquer, ce qui correspond au bloc 2. Ainsi, après démarrage du moteur thermique, l'unité de 25 gestion peut commander l'alternateur Alt pour qu'il applique une tension de charge soit normale soit optimisée, ce qui est représenté au bloc 3. Après un arrêt de quelques heures, durant lequel les occupant du véhicule ont écouté la radio et utilisé 30 un écran vidéo, une estimation fiable de l'état de charge de la batterie ne peut pas être établie si le temps d'arrêt est inférieur à la durée minimale. Mais dans ce cas, si la quantité d'énergie consommée est supérieure à une première valeur seuil, 35 l'unité de gestion décide d'appliquer une tension optimisée à la batterie pour faciliter sa recharge. La première valeur seuil vaut par exemple une certaine 2905915 7 fraction, telle que un tiers, de la capacité totale de la batterie. Dans le cas plus courant où le véhicule est resté inutilisé durant toute la nuit, c'est-à-dire pendant plus 5 de six ou sept heures, lors du réveil, l'énergie consommée est proche de zéro, c'est-à-dire n'impliquant pas d'appliquer une tension de charge optimisée. Mais dans ce cas, l'unité de gestion est en mesure d'établir une estimation fiable de l'état de charge de la batterie 10 pour appliquer une tension optimisée si cet état de charge s'avère être inférieur à une seconde valeur seuil. La seconde valeur seuil vaut par exemple les deux tiers de la capacité de charge de la batterie. Avantageusement, l'unité de gestion décide aussi 15 d'appliquer d'office une tension de charge optimisée si la température T0 issue de la sonde de température est en elle-même inférieure à un seuil bas de température. En effet, il apparaît que les basses températures rendent la recharge de la batterie plus difficile, de sorte qu'une 20 tension optimisée est alors souhaitable. Il est également avantageux que l'unité de gestion décide d'appliquer d'office une tension de charge optimisée si le véhicule est neuf, c'est-à-dire si son kilométrage est inférieur à un seuil inférieur de 25 kilométrage valant par exemple quelques centaines de kilomètres. En effet, il apparaît que lorsqu'un véhicule neuf vient d'être acquis, son ou ses utilisateur ont tendance dans un premier temps à solliciter fortement ses 30 équipements électriques qu'ils découvrent. Il s'ensuit qu'en début de vie, la batterie est plus fortement sollicitée qu'ultérieurement, de sorte qu'une tension de charge optimisée est là aussi souhaitable. Avantageusement, l'unité de gestion décide aussi 35 d'appliquer d'office une tension de charge optimisée si la durée d'arrêt du véhicule est supérieure à une durée maximale valant par exemple une semaine. Ceci vise à 2905915 8 compenser la décharge due aux récepteurs qui ne sont pas mis en veille, tels que par exemple le ou les capteurs de télécommande d'ouverture du véhicule qui sont continûment actifs.

5 Les différentes valeurs de seuil mentionnées ci-dessus sont mémorisées dans l'unité de gestion par exemple lors de sa configuration sur chaîne de fabrication, les valeurs de seuils ci-dessus étant données uniquement à titre indicatif.

10 L'unité de gestion dont la fonction est de limiter le risque de décharge importante de la batterie peut également intervenir sur les récepteurs pour en interdire le fonctionnement si la situation le justifie. C'est le cas si, après réveil du véhicule, il 15 s'avère que la quantité d'énergie consommée depuis le dernier arrêt est supérieure à une troisième valeur seuil correspondant à une très forte consommation impliquant une décharge importante de la batterie. Cette troisième valeur seuil est supérieure à la 20 première valeur seuil, et vaut par exemple deux tiers de la capacité totale de la batterie. C'est également le cas si, après réveil du véhicule, il s'avère que l'état de charge de la batterie est inférieur à une quatrième valeur seuil correspondant 25 en soi à un très faible niveau de charge. Cette quatrième valeur seuil est inférieure à la deuxième valeur seuil et vaut par exemple un tiers de la capacité totale de la batterie. L'unité de gestion émet alors sur le réseau CAN des 30 données pour interdire le fonctionnement de certains récepteurs considérés comme non vitaux. Ces récepteurs considérés comme non vitaux sont par exemple la radio ou les écrans vidéo équipant le véhicule, qui ont une consommation significative susceptible de pénaliser la 35 recharge de la batterie. La valeur de la tension de charge optimisée est obtenue en pilotant l'alternateur du véhicule pour qu'il 2905915 9 délivre une certaine tension de sortie pendant une durée de charge prédéterminée. L'application de cette tension optimisée peut être commandée directement par l'unité de gestion, ou bien par un autre organe interrogeant cette 5 unité de gestion et pilotant l'alternateur. Avantageusement, la tension de charge optimisée et la durée pendant laquelle elle est appliquée dépendent toutes deux de la température, la tension de charge optimisée et sa durée d'application étant d'autant plus 10 faibles que la température T est élevée. Une telle loi de correspondance est représentée dans le tableau ci-dessous, cette loi étant avantageusement mémorisée dans l'unité de gestion. Tension de Durée de charge charge T < 0 c 14,5 à 15,5 30 à 120 volt minutes 0 c < T < 14 à 15 volt 10 à 60 30 c minutes 30 c < T 13 à 14 volt 10 à 60 minutes 15 Il est à noter que l'estimation de l'état de charge de la batterie qui est effectuée dès le réveil du véhicule peut être corrigée en prenant en compte l'énergie consommée entre l'instant où l'estimation basée 20 sur la tension à vide U est effectuée et l'instant ultérieur où le moteur est démarré, ce qui permet d'améliorer la précision de l'évaluation. L'état de charge après démarrage résulte de la différence entre l'état de charge basé sur la tension à 25 vide et l'énergie électrique consommée pendant la phase de réveil. Si par exemple l'utilisateur écoute une radio du véhicule après le début du réveil, mais avant d'enclencher le démarreur, la consommation de la radio 2905915 10 est alors comptabilisée pour permettre une évaluation précise de l'état de charge de la batterie après démarrage du moteur.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé pour décider d'appliquer une tension de charge dite optimisée à une batterie (Batt) d'un véhicule, depuis une unité de gestion de charge équipant ce véhicule et lors du réveil de ce véhicule, dans lequel on comptabilise dans l'unité de gestion l'énergie électrique consommée par les récepteurs électriques du véhicule depuis le dernier arrêt du moteur, dans lequel si le temps écoulé depuis le dernier arrêt du véhicule est supérieur à une durée minimale on estime dans l'unité de gestion un état de charge de la batterie en se basant sur une mesure de la tension à vide (U) de cette batterie, et dans lequel on décide dans l'unité de gestion d'appliquer une tension de charge optimisée si la quantité d'énergie consommée est supérieure à une première valeur seuil ou si la charge de la batterie est inférieure à une seconde valeur seuil.

2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on décide également d'appliquer la tension de charge optimisée si une température (T ) résultant d'une sonde de température équipant le véhicule est inférieure à une température seuil.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel on décide également d'appliquer une tension de charge optimisée si le véhicule a parcouru un kilométrage total inférieur à un kilométrage seuil.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel on décide également d'appliquer une tension de charge optimisée si le temps écoulé depuis le dernier d'arrêt est supérieur à une valeur prédéterminée, telle qu'une semaine.

5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel la détermination de l'état de charge à vide de la batterie (Batt) basée sur une mesure de tension à vide (U) est corrigée avec une valeur de température (T ) résultant d'une sonde située hors de la batterie (Batt). 2905915 12

6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel l'énergie électrique consommée par les récepteurs depuis le dernier arrêt est comptabilisée sur la base du temps d'utilisation de chaque récepteur 5 déterminé à partir d'informations circulant sur un réseau de bord du véhicule auquel est reliée l'unité de gestion, et de consommations moyennes de ces récepteurs enregistrées dans l'unité de gestion.

7. Procédé selon l'une des revendications 10 précédentes, consistant en outre à interdire l'utilisation de certains récepteurs du véhicule si l'énergie consommée est supérieure à une troisième valeur seuil supérieure à la première valeur seuil si l'état de charge de la batterie (Batt) est inférieur à une 15 quatrième valeur seuil inférieure à la seconde valeur seuil.