FR2957679A1

FR2957679A1 - Dispositif de detection de deconnexion d'une batterie d'un reseau d'alimentation electrique, par modification de la tension de regulation d'une source d'alimentation electrique

Info

Publication number: FR2957679A1
Application number: FR1051972A
Authority: FR
Inventors: Erwan Monnier
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2010-03-19
Filing date: 2010-03-19
Publication date: 2011-09-23
Anticipated expiration: 2030-03-19
Also published as: FR2957679B1; WO2011114032A1

Abstract

Un dispositif (D) est dédié à la détection de la déconnexion d'une batterie (BA) d'un réseau d'alimentation électrique (RA), auquel est également connectée une source d'alimentation électrique (AL) destinée à fournir à ses bornes une tension de régulation choisie. Ce dispositif (D) comprend i) des moyens de comparaison (MC1) agencés pour comparer à un premier seuil un courant mesuré en entrée ou sortie de la batterie (BA), et pour délivrer un signal d'alerte lorsque ce courant mesuré est inférieur au premier seuil pendant une durée supérieure à un second seuil, et ii) des moyens de contrôle (MC2) agencés, en cas de réception d'un signal d'alerte, pour fixer une nouvelle valeur de tension de régulation différente de celle choisie, puis pour considérer que la batterie (BA) est déconnectée du réseau d'alimentation électrique (RA) lorsqu'une tension mesurée aux bornes de ce réseau d'alimentation électrique (RA) est momentanément différente de la nouvelle valeur de tension de régulation consécutivement à l'instauration de cette dernière et que le courant mesuré est toujours inférieur au premier seuil.

Description

DISPOSITIF DE DÉTECTION DE DÉCONNEXION D'UNE BATTERIE D'UN RÉSEAU D'ALIMENTATION ÉLECTRIQUE, PAR MODIFICATION DE LA TENSION DE RÉGULATION D'UNE SOURCE D'ALIMENTATION ÉLECTRIQUE L'invention concerne les réseaux d'alimentation électrique auxquels sont connectés une batterie et au moins une autre source d'alimentation électrique, comme par exemple et non limitativement un alternateur, ainsi que Zo des organes (ou équipements) électriques consommateurs de courant. Comme le sait l'homme de l'art, dans certains systèmes équipés d'un réseau d'alimentation électrique du type précité, il peut arriver que la batterie se retrouve momentanément ou durablement déconnectée dudit réseau (d'alimentation électrique). Cela peut être notamment le cas dans des 15 systèmes tels que des véhicules, éventuellement de type automobile. En présence d'une telle déconnexion, seule l'autre source d'alimentation électrique du réseau peut fournir à ce dernier de l'énergie électrique destinée à faire fonctionner des organes électriques. Or, cette alimentation unique peut s'avérer dangereuse lorsqu'un organe électrique, 20 comme par exemple un dispositif de direction assistée, a momentanément besoin d'une forte puissance électrique. En effet, dans la situation précitée, l'autre source d'alimentation électrique peut ne pas être en mesure de fournir la puissance électrique requise, ou bien peut fournir la puissance électrique requise mais après un délai trop long, ce qui peut provoquer sur le réseau une 25 chute de tension pouvant induire une perte d'alimentation de certains organes électriques, comme par exemple des calculateurs ou des actionneurs électromécaniques. Certains dispositifs de détection ont déjà été proposés pour détecter des déconnexions de batterie. Par exemple, le dispositif, qui est décrit dans le 30 document brevet EP 1190189, est destiné à signaler un défaut de connexion lorsque la fréquence de détection de la déconnexion d'une batterie devient supérieure à un seuil choisi.

Cependant, aucun des dispositifs précités n'apporte une entière satisfaction. Ainsi, le dispositif décrit dans le document brevet EP 1190189 s'avère relativement lent du fait qu'il nécessite plusieurs détections de déconnexion avant qu'une alerte ne soit générée, ce qui ne permet pas de traiter des situations urgentes, comme par exemple de brusques appels de courant sur des durées très courtes. L'invention a donc pour but d'améliorer la situation. Elle propose à cet effet un dispositif, dédié à la détection de la déconnexion d'une batterie d'un réseau d'alimentation électrique, auquel est également connectée une source d'alimentation électrique qui est destinée à fournir à ses bornes une tension de régulation choisie, et comprenant au moins: - des moyens de comparaison agencés pour comparer à un premier seuil un courant mesuré en entrée ou sortie de la batterie, et pour délivrer un signal d'alerte lorsque ce courant mesuré est inférieur au premier seuil pendant une durée supérieure à un second seuil, et - des moyens de contrôle agencés, en cas de réception d'un signal d'alerte, pour fixer une nouvelle valeur de tension de régulation différente de celle choisie, puis pour considérer que la batterie est déconnectée du réseau d'alimentation électrique lorsqu'une tension mesurée aux bornes du réseau d'alimentation électrique est momentanément différente de la nouvelle valeur de tension de régulation consécutivement à l'instauration de cette dernière et que le courant mesuré est toujours inférieur au premier seuil. Le dispositif de détection selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - ses moyens de contrôle peuvent être agencés pour fixer une nouvelle valeur de tension de régulation strictement supérieure à celle choisie; - ses moyens de contrôle peuvent être agencés, en cas de détection d'une déconnexion de la batterie du réseau d'alimentation électrique, pour choisir comme nouvelle tension de régulation la tension de régulation qui a été augmentée pour détecter la déconnexion; - en variante, ses moyens de contrôle peuvent être agencés, en cas de détection d'une déconnexion de la batterie du réseau d'alimentation électrique, pour choisir comme nouvelle tension de régulation une tension de régulation qui est différente de celle qui a été utilisée pour détecter la déconnexion; - ses moyens de contrôle peuvent être agencés pour augmenter la valeur de la tension de régulation choisie d'une quantité qui est comprise entre environ 0,5 Volt et environ 2,5 Volts; - ses moyens de contrôle peuvent être agencés, en cas de détection d'une déconnexion de la batterie du réseau d'alimentation électrique, pour générer un message d'alarme destiné à signaler cette déconnexion, par exemple à une personne utilisant le réseau d'alimentation électrique ou à un équipement pour qu'il mette en oeuvre des actions sur le réseau de bord (par exemple pour mettre en sécurité le système dont il fait partie en limitant la consommation électrique (consommateurs inhibés ou à prestations dégradées)); - ses moyens de contrôle peuvent être agencés, en l'absence de détection dans un intervalle temporel choisi d'une déconnexion de la batterie du réseau d'alimentation électrique consécutivement à l'instauration de la nouvelle tension de régulation, pour fixer de nouveau comme tension de régulation celle qui était précédemment choisie; - ses moyens de contrôle peuvent être agencés, en cas de délivrance d'un signal d'alerte mais en l'absence de détection d'une déconnexion de la batterie du réseau d'alimentation électrique, pour générer un message d'avertissement destiné à signaler cette incohérence, par exemple à une personne utilisant le réseau d'alimentation électrique ou à un équipement; - il peut comprendre des premiers moyens de mesure agencés pour mesurer le courant en entrée ou sortie de la batterie; - il peut comprendre des seconds moyens de mesure agencés pour mesurer la tension aux bornes du réseau d'alimentation électrique. L'invention est bien adaptée, bien que non limitativement, aux réseaux d'alimentation électrique qui équipent des véhicules, éventuellement de type automobile.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et du dessin annexé, sur lequel l'unique figure illustre schématiquement et fonctionnellement un réseau d'alimentation électrique auquel sont connectés un alternateur, un exemple de réalisation de dispositif de détection selon l'invention et des organes électriques consommateurs de courant électrique. Le dessin annexé pourra non seulement servir à compléter l'invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant. Comme indiqué précédemment, l'invention propose d'équiper d'un dispositif de détection D un réseau d'alimentation électrique RA, auquel sont connectés une batterie BA, au moins une autre source d'alimentation électrique AL et des organes (ou équipements) électriques Oi consommateurs de courant. Dans l'exemple non limitatif illustré sur l'unique figure, trois organes électriques 01 à 03 (i = 1 à 3) sont connectés en dérivation au réseau d'alimentation électrique RA. Mais, le nombre d'organes électriques Oi connectés au réseau d'alimentation électrique RA peut prendre n'importe quelle valeur supérieure ou égale à un (1). Dans ce qui suit, on considère à titre d'exemple non limitatif que le réseau d'alimentation électrique RA (et les équipements qui sont connectés à ce dernier (RA)) font partie d'un véhicule, éventuellement de type automobile. Mais, l'invention n'est pas limitée à cette application. Elle concerne en effet tout type de réseau d'alimentation électrique RA dont les sources d'alimentation sont au moins une batterie BA, au moins une autre source d'alimentation électrique AL, et comportant au moins un organe électrique Oi consommateur de courant, quel que soit le domaine technique. Par exemple, un organe électrique Oi peut être un calculateur, ou un actionneur électromécanique, ou un dispositif de direction assistée, ou un système d'antiblocage de frein (par exemple de type ABS), ou encore un bloc optique.

Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif que l'autre source d'alimentation électrique AL est un alternateur. Mais, l'invention n'est pas limitée à ce type d'autre source d'alimentation électrique. Elle concerne en effet tout type de source d'alimentation électrique capable de générer de l'énergie électrique pour alimenter un réseau d'alimentation électrique avec une tension de régulation VR adaptable, et notamment un convertisseur de type continu/continu (ou DC/DC). Il est rappelé qu'en fonctionnement normal l'alternateur AL est configuré de manière à fournir au réseau RA une tension de régulation VR d'une valeur choisie. Comme illustré non limitativement sur l'unique figure, un dispositif de détection D selon l'invention comprend au moins des moyens de comparaison MC1 et des moyens de contrôle MC2.

Les moyens de comparaison MC1 sont agencés (ou conçus) pour comparer à un premier seuil S1 un courant CB qui a été mesuré en entrée ou en sortie de la batterie BA, et pour délivrer un signal d'alerte lorsque ce courant mesuré CB est inférieur au premier seuil (de courant) S1 pendant une durée qui est supérieure à un second seuil (temporel) S2.

Le courant CB peut être mesuré par des premiers moyens de mesure MM1. Ces derniers peuvent, comme illustré non limitativement, être externes au dispositif (de détection) D. Dans ce cas, ils peuvent par exemple faire partie de ce que l'homme de l'art appelle parfois le boîtier d'état de charge de la batterie (ou BECB), lequel est généralement chargé de mesurer le courant CB en entrée ou en sortie de la batterie BA et la tension de la batterie BA, ainsi qu'éventuellement la température de la batterie BA, pour au moins un autre équipement du véhicule, comme par exemple un calculateur de supervision. Cela est avantageux car cela permet d'utiliser des mesures qui sont effectuées par un équipement qui fait déjà partie du véhicule. Comme illustré, chaque mesure du courant CB est alors fournie au dispositif D par les premiers moyens de mesure MM1 via une liaison. Cette liaison peut être un câble informatique, comme illustré. Mais, en variante, chaque mesure du courant CB pourrait être fournie via le réseau multiplexé du véhicule. Dans une variante non représentée, les premiers moyens de mesure MM1 pourraient faire partie du dispositif D. On notera que dans une autre variante, le dispositif D pourrait faire partie d'un boîtier d'état de charge de la batterie (ou BECB). Le second seuil S2 peut par exemple être compris entre environ 50 ms et environ 5 s. On notera que le premier seuil S1 n'est a priori pas modifié dans le temps. Mais, cela peut être envisagé, notamment lorsque la tension de l'alternateur AL n'est pas élevée.

Les moyens de contrôle MC2 du dispositif D sont agencés (ou conçus) pour intervenir chaque fois qu'ils reçoivent un signal d'alerte des moyens de comparaison MC1. Chaque fois que cette situation se produit les moyens de contrôle MC2 fixent (ou choisissent) une nouvelle valeur de tension de régulation V'R qui est différente de celle en cours VR qui était jusqu'alors choisie comme tension de régulation du réseau RA (délivrée par l'alternateur AL). La nouvelle valeur de tension de régulation V'R est fournie à l'alternateur AL par le dispositif D via une liaison. Cette liaison peut être un fil dédié, comme illustré. Mais, dans une variante, la nouvelle valeur V'R pourrait être fournie via le réseau multiplexé du véhicule.

On notera que cette nouvelle valeur de tension de régulation V'R peut être soit prédéfinie, soit choisie en fonction des circonstances de fonctionnement en cours du réseau RA (par exemple lorsque la tension de l'alternateur AL n'est pas élevée). De préférence, les moyens de contrôle MC2 sont agencés pour fixer une nouvelle valeur de tension de régulation V'R qui est strictement supérieure à celle VR choisie jusqu'alors. Par exemple, les moyens de contrôle MC2 sont agencés pour augmenter la valeur de la tension de régulation choisie d'une quantité qui est comprise entre environ 0,5 Volt et environ 2,5 Volts. Par exemple, cette quantité peut être égale à 1 Volt (soit V'R = VR + 1 V). On notera que dans une variante moins avantageuse, les moyens de contrôle MC2 pourraient être agencés pour fixer une nouvelle valeur de tension de régulation V'R qui est strictement inférieure à celle VR choisie jusqu'alors.

Une fois que les moyens de contrôle MC2 ont fixé une nouvelle valeur de tension de régulation V'R, et si le courant mesuré CB est toujours inférieur au premier seuil, ils attendent de voir l'influence de la variation de la valeur de la tension de régulation sur le réseau RA. Plus précisément, ils observent l'influence de la variation de la valeur de la tension de régulation sur une tension VM qui est mesurée aux bornes du réseau RA, si le courant mesuré CB est toujours inférieur au premier seuil. Cette tension VM peut être mesurée par des seconds moyens de mesure MM2. Ces derniers peuvent, comme illustré non limitativement, faire partie du dispositif D. Dans ce cas, ils (MM2) peuvent par exemple être connectés au réseau RA et à la masse de ce dernier afin de mesurer la tension à ses bornes. Mais, dans une variante, les seconds moyens de mesure MM2 pourraient être externes au dispositif (de détection) D, ce qui est avantageux car cela permet d'utiliser des mesures qui sont effectuées par un équipement qui fait déjà partie du véhicule. Dans cette variante le dispositif D peut être couplé aux seconds moyens de mesure MM2 via une liaison qui peut être une liaison filaire dédiée ou le réseau multiplexé du véhicule.

Si la tension VM, mesurée aux bornes du réseau RA, se retrouve momentanément différente de (ici supérieure à) la nouvelle valeur de tension de régulation V'R consécutivement à l'instauration de cette dernière (V'R) (soit ici VM > V'R), et que le courant mesuré CB est toujours inférieur au premier seuil S1, cela signifie que l'on est en présence d'une anomalie (ici une surtension anormale) résultant de la déconnexion de la batterie BA. Par conséquent, les moyens de contrôle MC2 considèrent que la batterie BA est déconnectée du réseau d'alimentation électrique RA. Ils peuvent alors éventuellement être agencés pour générer un message d'alarme destiné à signaler cette déconnexion à une personne qui utilise le réseau RA, ici un passager du véhicule. Ce message d'alarme peut être transmis par le dispositif D à une interface homme/machine IH comportant un écran (par exemple implantée dans la planche de bord du véhicule), en vue de son affichage, et/ou un haut-parleur, en vue de sa diffusion sonore. Cette communication peut se faire via une liaison, telle qu'un câble informatique, comme illustré non limitativement sur l'unique figure. Mais, dans une variante, la communication pourrait se faire via une liaison filaire dédiée ou le réseau multiplexé du véhicule. En revanche, si une tension VM, mesurée aux bornes du réseau RA, se retrouve sensiblement égale à la nouvelle valeur de tension de régulation V'R consécutivement à l'instauration de cette dernière (V'R), soit VM V'R, cela signifie que la batterie BA n'est pas déconnectée. Par conséquent, les moyens de contrôle MC2 considèrent que la batterie BA n'est pas déconnectée du réseau d'alimentation électrique RA, et donc qu'il existe une incohérence avec la valeur anormale du courant de la batterie BA. Dans ce cas, on peut envisager que les moyens de contrôle MC2 soient agencés pour générer un message d'avertissement qui est destiné à signaler l'incohérence détectée à une personne qui utilise le réseau RA, ici un passager du véhicule. 1 o On notera cependant que la génération du message d'avertissement peut n'être décidée qu'après plusieurs (par exemple trois ou quatre) détections d'incohérence dans un intervalle de temps choisi. Ce dernier peut par exemple être compris entre environ 500 ms et environ 30 s. Cette dernière solution est destinée à éviter d'avertir en cas de mesure de courant 15 de batterie BA occasionnellement erronée. Chaque message d'avertissement peut être transmis par le dispositif D à l'interface homme/machine IH précitée. On notera également que les moyens de contrôle MC2 peuvent être agencés, lorsqu'ils ont détecté une déconnexion de la batterie BA du réseau RA, pour choisir comme nouvelle tension de régulation VR du réseau RA (et 20 donc de l'alternateur AL) la tension de régulation augmentée V'R qu'ils ont utilisé pour détecter cette déconnexion, soit VR = V'R. Dans une variante, les moyens de contrôle MC2 peuvent être agencés, lorsqu'ils ont détecté une déconnexion de la batterie BA du réseau RA, pour choisir comme nouvelle tension de régulation VR du réseau RA (et 25 donc de l'alternateur AL) une tension de régulation différente de celle V'R qu'ils ont utilisé pour détecter cette déconnexion. Par exemple, cette nouvelle tension de régulation VR du réseau RA peut être prédéfinie (VR = V"R, par exemple V"R < V'R (par exemple V"R = V'R - 0, 25 V)). Cette décision de faire fonctionner le réseau RA avec une nouvelle 30 valeur de tension de régulation VR est particulièrement avantageuse car elle permet à l'alternateur AL d'être configuré dans les meilleures conditions pour répondre seul et immédiatement aux appels de puissance en l'absence de la batterie BA (déconnectée).

On notera que les moyens de contrôle MC2 peuvent être également agencés pour fixer de nouveau comme tension de régulation celle (VR) qui était précédemment choisie et utilisée avant le test avec V'R lorsque aucune déconnexion de la batterie BA n'a été détectée dans un intervalle temporel choisi consécutivement à l'instauration de la nouvelle tension de régulation V'R. Le dispositif de détection D, et notamment ses moyens de comparaison MC1 et ses moyens de contrôle MC2, peuvent être réalisés sous la forme de modules logiciels (ou informatiques ou encore « software »), ou bien de circuits électroniques (ou « hardware »), ou encore d'une combinaison de circuits électroniques et de modules logiciels. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation de dispositif de détection décrits ci-avant, seulement à titre d'exemple, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme de l'art dans le cadre des revendications ci-après.

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif (D) de détection de déconnexion d'une batterie (BA) d'un réseau d'alimentation électrique (RA) auquel est également connectée une source d'alimentation électrique (AL) destinée à fournir à ses bornes une tension de régulation choisie, caractérisé en ce qu'il comprend i) des moyens de comparaison (MC1) agencés pour comparer à un premier seuil un courant mesuré en entrée ou sortie de ladite batterie (BA), et pour délivrer un signal d'alerte lorsque ledit courant mesuré est inférieur audit premier seuil pendant une durée supérieure à un second seuil, et ii) des moyens de contrôle (MC2) agencés, en cas de réception d'un signal d'alerte, pour fixer une nouvelle valeur de tension de régulation différente de celle choisie, puis pour considérer que ladite batterie (BA) est déconnectée dudit réseau d'alimentation électrique (RA) lorsqu'une tension mesurée aux bornes dudit réseau d'alimentation électrique (RA) est momentanément différente de ladite nouvelle valeur de tension de régulation consécutivement à l'instauration de cette dernière et que ledit courant mesuré est toujours inférieur audit premier seuil.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de contrôle (MC2) sont agencés pour fixer une nouvelle valeur de tension de régulation strictement supérieure à celle choisie.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de contrôle (MC2) sont agencés, en cas de détection d'une déconnexion de ladite batterie (BA) du réseau d'alimentation électrique (RA), pour choisir comme nouvelle tension de régulation ladite tension de régulation augmentée pour détecter ladite déconnexion.
4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de contrôle (MC2) sont agencés, en cas de détection d'une déconnexion de ladite batterie (BA) du réseau d'alimentation électrique (RA), pour choisir comme nouvelle tension de régulation une tension de régulation différente de celle utilisée pour détecter ladite déconnexion.
5. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce quelesdits moyens de contrôle (MC2) sont agencés pour augmenter ladite valeur de la tension de régulation choisie d'une quantité comprise entre environ 0,5 Volt et environ 2,5 Volts.
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits moyens de contrôle (MC2) sont agencés, en cas de détection d'une déconnexion de ladite batterie (BA) du réseau d'alimentation électrique (RA), pour générer un message d'alarme destiné à signaler cette déconnexion.
7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de contrôle (MC2) sont agencés, en l'absence de détection dans un intervalle temporel choisi d'une déconnexion de ladite batterie (BA) du réseau d'alimentation électrique (RA) consécutivement à l'instauration de la nouvelle tension de régulation, pour fixer de nouveau comme tension de régulation celle qui était précédemment choisie.
8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de contrôle (MC2) sont agencés, en cas de délivrance d'un signal d'alerte mais en l'absence de détection d'une déconnexion de ladite batterie (BA) du réseau d'alimentation électrique (RA), pour générer un message d'avertissement destiné à signaler cette incohérence.
9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il 20 comprend des premiers moyens de mesure (MM1) agencés pour mesurer ledit courant en entrée ou sortie de ladite batterie (BA).
10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend des seconds moyens de mesure (MM2) agencés pour mesurer la tension aux bornes dudit réseau d'alimentation électrique (RA). 25
11. Utilisation du dispositif de détection (D) selon l'une des revendications précédentes dans un réseau d'alimentation électrique (RA) d'un véhicule.