FR2967784A1

FR2967784A1 - Method for detecting disconnection of battery assembled on electric feeder system of motor vehicle, involves transmitting alarm signal when evolution of engine speed is not detected at detection stage

Info

Publication number: FR2967784A1
Application number: FR1059633A
Authority: FR
Inventors: Erwan Monnier; Alexandre Montarnal
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2010-11-23
Filing date: 2010-11-23
Publication date: 2012-05-25
Anticipated expiration: 2030-11-23
Also published as: FR2967784B1

Abstract

The method involves implementing new value of voltage regulation, and detecting evolution of engine speed caused by introduction of the new value of the voltage regulation. An alarm signal is transmitted when the evolution of the engine speed is not detected at detection stage. The voltage regulation is decreased by a value ranging between 0.5 V to 2.5 V. Threshold is compared with current measured in an entry or exit of a battery (10). A control signal is transmitted when the measured current is less than that of the threshold. An independent claim is also included for a device for detecting disconnection of a battery assembled on an electric feeder system of a motor vehicle.

Description

DETECTION DE LA DECONNEXION D'UNE BATTERIE La présente invention concerne de manière générale la détection de la déconnexion d'une batterie montée sur un véhicule automobile. Il est connu dans l'art antérieur des dispositifs de détection de la perte de connexion d'une batterie. En effet, cette déconnexion peut avoir de graves conséquences lors de l'utilisation d'un véhicule, car dans un tel cas seul l'alternateur fournit le courant au réseau électrique et lors d'une forte demande en courant (par exemple lors de l'utilisation simultanée de plusieurs appareils fortement consommateurs de courant), la puissance de l'alternateur peut être insuffisante ou trop longue à répondre à la demande. BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention generally relates to the detection of the disconnection of a battery mounted on a motor vehicle. It is known in the prior art devices for detecting the loss of connection of a battery. Indeed, this disconnection can have serious consequences when using a vehicle, because in such a case only the alternator provides power to the power grid and during a strong current demand (for the simultaneous use of several highly power consuming devices), the power of the alternator may be insufficient or too long to meet the demand.

La tension du réseau chute alors et certains calculateurs (gestion moteur) ou actionneurs (système anti blocage de roues) peuvent ne plus être alimentés, mettant en danger le véhicule et ses occupants. En particulier, le document EP 0 990 563 présente un système de détection basant son analyse sur une comparaison entre un taux de charge de l'alternateur et la tension théorique devant être appliquée aux bornes de la batterie en fonction de la température. En contrepartie, ce système présente notamment l'inconvénient de ne pas avoir de confirmation de défaut de sorte que si la chaîne de mesure est défaillante, en l'absence de confirmation du diagnostic, une mauvaise information peut être envoyée vers l'utilisateur. De plus, ce système est complexe car la tension théorique est corrélée avec la température et ceci requiert des tables qui sont difficiles à obtenir et sont en outre peu fiables. Par ailleurs, le document EP 1 190 189 est destiné à signaler un défaut de connexion de la batterie d'un véhicule. La méthode utilisée consiste à comparer une tension issue de l'alternateur avec celle aux bornes de la batterie. A cet effet, pour garantir cette étape, la mesure est faite au- delà d'un certain régime moteur pour s'assurer que l'alternateur délivre une The network voltage then drops and some computers (engine management) or actuators (anti-lock wheel system) may no longer be powered, endangering the vehicle and its occupants. In particular, the document EP 0 990 563 discloses a detection system basing its analysis on a comparison between a charge rate of the alternator and the theoretical voltage to be applied across the battery as a function of temperature. In return, this system has the disadvantage of not having a fault confirmation so that if the measurement chain is faulty, in the absence of confirmation of the diagnosis, bad information can be sent to the user. In addition, this system is complex because the theoretical voltage is correlated with temperature and this requires tables that are difficult to obtain and are also unreliable. Furthermore, the document EP 1 190 189 is intended to signal a faulty connection of the battery of a vehicle. The method used consists in comparing a voltage coming from the alternator with that at the terminals of the battery. For this purpose, to ensure this step, the measurement is made beyond a certain engine speed to ensure that the alternator delivers a

tension minimale de charge. Ce système a le grave inconvénient de ne pas pouvoir faire la détection si le moteur tourne en deçà du régime prédéfini. De plus, la méthode proposée est relativement lente, car plusieurs détections selon le même schéma sont nécessaires. Enfin, en l'absence de confirmation du défaut par une autre méthode, l'information envoyée à l'utilisateur risque d'être erronée. Un but de la présente invention est de répondre aux inconvénients des documents de l'art antérieur mentionnés ci-dessus et en particulier, tout d'abord, de fournir une méthode de détection de la déconnexion simple et qui s'applique même si le moteur fonctionne au ralenti. Pour cela, un premier aspect de l'invention concerne un procédé de détection de déconnexion d'une batterie d'un véhicule à moteur initialement connectée à un réseau d'alimentation électrique comprenant également une source d'alimentation électrique entraînée par le moteur et destinée à appliquer aux bornes de la batterie une tension de régulation choisie, le procédé comprenant les étapes consistant à : - appliquer une nouvelle valeur de tension de régulation différente de celle choisie; - détecter une évolution du régime moteur causée par l'instauration de ladite 20 nouvelle valeur de tension de régulation; - émettre un signal d'alerte s'il n'est pas détecté d'évolution du régime moteur à l'étape de détection. Ce procédé selon l'invention permet de diagnostiquer la déconnexion de la batterie du véhicule quel que soit le régime moteur. Par ailleurs, tous 25 les éléments nécessaires à la mise en oeuvre de l'invention sont déjà présents dans le véhicule, ce qui permet d'apporter une fonction de plus sans engendrer de coût matériel supplémentaire. Enfin, l'invention utilise astucieusement et de manière non conventionnelle la caractéristique du couple résistant de la source d'alimentation électrique sur le moteur du 30 véhicule pour en déduire la déconnexion de la batterie, i.e. on obtient minimum charge voltage. This system has the serious disadvantage of not being able to do the detection if the engine turns below the predefined speed. In addition, the method proposed is relatively slow, because several detections according to the same scheme are necessary. Finally, in the absence of confirmation of the defect by another method, the information sent to the user may be erroneous. An object of the present invention is to meet the disadvantages of the documents of the prior art mentioned above and in particular, first of all, to provide a simple method of detecting disconnection and which applies even if the motor works in slow motion. For this, a first aspect of the invention relates to a method of detecting disconnection of a battery of a motor vehicle initially connected to a power supply network also comprising a power source driven by the motor and intended applying a selected control voltage across the battery, the method comprising the steps of: - applying a new regulation voltage value different from that selected; detecting an evolution of the engine speed caused by the introduction of said new regulation voltage value; - Emit an alert signal if the engine speed is not detected at the detection stage. This method according to the invention makes it possible to diagnose the disconnection of the vehicle battery whatever the engine speed. Moreover, all the elements necessary for the implementation of the invention are already present in the vehicle, which makes it possible to provide one more function without incurring additional material cost. Finally, the invention cleverly and unconventionally uses the characteristic of the resistive torque of the power source on the motor of the vehicle to deduce the disconnection of the battery, i.e.

l'information sur l'état de la connexion sans mesurer de tension ni de courant. Une réalisation particulièrement intéressante consiste en ce que l'étape d'application d'une nouvelle tension de régulation consiste à diminuer la tension de régulation choisie. De cette manière, si la batterie est connectée, le couple résistant va diminuer car la batterie demandera moins de courant et le régime moteur va donc s'élever. Si la batterie est déconnectée, il n'y aura aucun changement du régime moteur car le courant demandé par la batterie est nul. De cette manière, si le moteur est au ralenti, ou à faible régime, il ne risque pas de caler car la seule possibilité est qu'il accélère. Avantageusement, la tension de régulation est diminuée d'une valeur comprise entre 0,5 Volt et 2,5 Volts. Cette plage de valeur est tout à fait adaptée à des véhicules dont la tension de régulation est habituellement comprise entre 12 Volts et 15 Volts. De manière avantageuse, l'étape d'application d'une nouvelle valeur de tension de régulation est activée par un signal de commande émis à l'issue d'une phase de détection d'anomalie de connexion. L'invention permet de détecter une anomalie et ensuite de la confirmer, de sorte que l'information qui sera envoyée au conducteur sera fiable et vérifiée. Une réalisation particulièrement intéressante consiste en ce que la phase de détection d'anomalie de connexion comprend les étapes consistant à: - comparer à un premier seuil un courant mesuré en entrée ou sortie de 25 ladite batterie ; - émettre un signal de commande lorsque ledit courant mesuré est inférieur audit premier seuil pendant une durée supérieure à un second seuil. Grâce à cette mise en oeuvre, l'invention permet de fournir un système fiable de détection de la déconnexion car une première phase de la méthode 30 consiste à analyse les courants électrique et la deuxième phase consiste à information on the state of the connection without measuring voltage or current. A particularly interesting embodiment consists in that the step of applying a new control voltage consists of reducing the selected control voltage. In this way, if the battery is connected, the resistive torque will decrease because the battery will require less current and the engine speed will rise. If the battery is disconnected, there will be no change in the engine speed because the current required by the battery is zero. In this way, if the engine is idling, or low speed, it will not stall because the only possibility is that it accelerates. Advantageously, the regulation voltage is reduced by a value between 0.5 volts and 2.5 volts. This value range is perfectly suited to vehicles whose regulation voltage is usually between 12 volts and 15 volts. Advantageously, the step of applying a new regulation voltage value is activated by a control signal transmitted at the end of a connection anomaly detection phase. The invention makes it possible to detect an anomaly and then to confirm it, so that the information that will be sent to the driver will be reliable and verified. A particularly interesting embodiment consists in that the connection anomaly detection phase comprises the steps of: comparing with a first threshold a current measured at the input or output of said battery; - Emit a control signal when said measured current is lower than said first threshold for a duration greater than a second threshold. Thanks to this implementation, the invention makes it possible to provide a reliable system for detecting disconnection since a first phase of the method consists of analyzing the electric currents and the second phase consists in

analyser le couple résistant de la source d'alimentation électrique par le biais d'une évolution du régime moteur, de sorte que le diagnostic possède deux mesures indépendantes, ce qui garanti que l'alerte envoyée au conducteur est fiable. analyze the resistive torque of the power source through an evolution of the engine speed, so that the diagnosis has two independent measurements, which ensures that the alert sent to the driver is reliable.

Avantageusement, les étapes d'application d'une nouvelle tension de régulation et de détection d'une évolution du régime moteur sont répétées à intervalles réguliers, si à l'étape de comparaison, le courant mesuré en entrée ou en sortie de la batterie est trop faible, et si à l'étape détection, une évolution du régime moteur est détectée. La situation avec une détection du courant de batterie trop faible et une détection de la batterie tout de même connectée est incohérente, et le procédé selon l'invention propose de revérifier cette incohérence avec une réitération successive des étapes. Avantageusement, le procédé comprend après l'étape de détection d'une évolution du régime moteur une étape consistant à : - émettre un signal d'information pour incohérence, si à l'étape de comparaison, le courant mesuré en entrée ou en sortie de la batterie est trop faible, et si à l'étape détection, une évolution du régime moteur est détectée. Grâce à ses deux phases de détections indépendantes, le système est capable de s'auto analyser et d'avertir le conducteur qu'une anomalie est présente, afin de l'inciter à vérifier ou faire vérifier la chaîne de mesure. Avantageusement, l'étape consistant à appliquer une nouvelle tension de régulation est reportée lorsque le régime moteur est en train d'évoluer. En effet, il convient de reporter l'analyse si le conducteur est en train d'accélérer ou freiner, car la mesure serait erronée. Advantageously, the steps of applying a new regulation voltage and detecting a change in the engine speed are repeated at regular intervals, if in the comparison step, the current measured at the input or at the output of the battery is too low, and if in the detection step, an evolution of the engine speed is detected. The situation with detection of the battery current too low and detection of the battery still connected is incoherent, and the method according to the invention proposes to reverify this inconsistency with a successive reiteration of the steps. Advantageously, the method comprises, after the step of detecting an evolution of the engine speed, a step of: - transmitting an information signal for inconsistency, if at the comparing step, the current measured at the input or output of the the battery is too weak, and if at the detection stage, an evolution of the engine speed is detected. Thanks to its two phases of independent detection, the system is able to self-analyze and warn the driver that an anomaly is present, in order to induce him to check or have the chain of measurement checked. Advantageously, the step of applying a new regulation voltage is postponed when the engine speed is changing. Indeed, it is appropriate to postpone the analysis if the driver is accelerating or braking, because the measurement would be wrong.

Avantageusement, ce procédé est appliqué pour un véhicule automobile. Un second aspect de l'invention est un dispositif de détection de déconnexion d'une batterie d'un réseau d'alimentation électrique auquel est également connectée une source d'alimentation électrique entraînée par un moteur et destinée à appliquer à ses bornes une tension de régulation Advantageously, this method is applied for a motor vehicle. A second aspect of the invention is a device for detecting the disconnection of a battery from a power supply network to which is also connected a power supply source driven by a motor and intended to apply to its terminals a voltage of regulation

choisie, caractérisé en ce qu'il comprend : i) des moyens de détection d'anomalie de connexion agencés pour délivrer un signal de commande lorsqu'une anomalie de connexion est détectée, et ii) des moyens de contrôle agencés, en cas de réception d'un signal de commande, pour fixer une nouvelle valeur de tension de régulation différente de celle choisie, et iii) des moyens de détection d'évolution de régime moteur agencés pour détecter une évolution d'un régime moteur, et iv) des moyens d'alerte agencés pour alerter un occupant lorsque les moyens de détection ne détectent pas d'évolution du régime moteur consécutivement à l'instauration de ladite nouvelle valeur de tension de régulation. Un dernier aspect de l'invention un véhicule automobile comportant un dispositif selon le deuxième aspect de l'invention. chosen, characterized in that it comprises: i) connection anomaly detection means arranged to deliver a control signal when a connection anomaly is detected, and ii) control means arranged, in case of reception. a control signal, to set a new regulation voltage value different from that chosen, and iii) engine speed evolution detection means arranged to detect a change in engine speed, and iv) means warning devices arranged to alert an occupant when the detection means do not detect changes in engine speed following the introduction of said new regulation voltage value. A final aspect of the invention is a motor vehicle comprising a device according to the second aspect of the invention.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente le schéma d'un réseau d'alimentation 20 électrique apte à mettre en oeuvre le procédé selon l'invention pour un véhicule ; - la figure 2 représente des courbes de caractéristiques électriques du réseau d'alimentation de la figure 1. La figure 1 représente le schéma d'un réseau d'alimentation électrique 25 d'un véhicule. Celui-ci comporte principalement une batterie 10, un alternateur 20 et au moins un consommateur de courant 40. L'alternateur 20 est entraîné par le moteur 30 du véhicule pour recharger la batterie 10. Celle- ci est une réserve d'énergie utilisée pour démarrer le moteur 30 ou pour épauler l'alternateur 20 si de grandes quantités de courant sont 30 ponctuellement requises par le consommateur de courant 40. Pour détecter Other features and advantages of the present invention will appear more clearly on reading the following detailed description of an embodiment of the invention given by way of non-limiting example and illustrated by the appended drawings, in which: - Figure 1 shows the diagram of an electrical supply network 20 adapted to implement the method according to the invention for a vehicle; FIG. 2 represents electrical characteristics curves of the supply network of FIG. 1. FIG. 1 represents the diagram of a power supply network 25 of a vehicle. It mainly comprises a battery 10, an alternator 20 and at least one current consumer 40. The alternator 20 is driven by the motor 30 of the vehicle to recharge the battery 10. This is a reserve of energy used to start the engine 30 or to shoulder the alternator 20 if large amounts of current are punctually required by the current consumer 40. To detect

si la batterie 10 est déconnectée, un dispositif de détection de déconnexion 50 est connecté en parallèle avec l'alternateur 20. Ce dispositif 50 est relié aussi à l'alternateur 20 pour pouvoir lui imposer de changer de tension de régulation U. Par ailleurs, le dispositif 50 est relié à un boitier 15 de mesure de courant électrique connecté entre la batterie 10 et l'alternateur 20. Ce boîtier 15 est apte à mesurer l'intensité du courant qui le traverse et à envoyer la valeur mesurée au dispositif 50. Ce dernier est enfin connecté à une interface homme machine 60 pour lui envoyer des messages d'alerte ou d'information en fonction de l'état de la connexion de la batterie 10. Si le boîtier 15 mesure un courant le traversant trop faible qui indiquerait que la connexion de la batterie 10 au réseau est mauvaise ou coupée, il enverra un message de commande au dispositif 50 pour lancer une phase de confirmation de cette anomalie. Pour ce faire, le dispositif 50 envoie une commande à l'alternateur 20 pour diminuer la tension de régulation à ses bornes. En conséquence, la tension U du circuit va se rapprocher de la tension de la batterie 10 au repos. Celle-ci va donc demander moins de courant si elle est toujours connectée, de sorte que la puissance à fournir par l'alternateur 20 diminue, ainsi que son couple résistant vers le moteur 30, qui va alors accélérer. Cette accélération va être détectée par le dispositif 50. if the battery 10 is disconnected, a disconnection detecting device 50 is connected in parallel with the alternator 20. This device 50 is also connected to the alternator 20 so as to be able to force it to change the regulating voltage U. Moreover, the device 50 is connected to a box 15 for measuring electric current connected between the battery 10 and the alternator 20. This box 15 is able to measure the intensity of the current flowing through it and to send the measured value to the device 50. The latter is finally connected to a man-machine interface 60 to send him warning or information messages according to the state of the connection of the battery 10. If the housing 15 measures a current passing through it which is too weak, which would indicate that the connection of the battery 10 to the network is bad or cut, it will send a command message to the device 50 to initiate a confirmation phase of this anomaly. To do this, the device 50 sends a command to the alternator 20 to decrease the regulation voltage across its terminals. As a result, the voltage U of the circuit will approach the voltage of the battery 10 at rest. This will therefore require less current if it is still connected, so that the power to be supplied by the alternator 20 decreases, and its resistive torque to the motor 30, which will then accelerate. This acceleration will be detected by the device 50.

Dans ce cas, la mesure de courant trop faible et la détection d'une accélération sont incohérentes et contradictoires. Au lieu d'envoyer un message d'alerte, le dispositif enverra juste un message d'incohérence à l'utilisateur par le biais de l'interface homme machine 60. Par contre, si la batterie 10 est réellement déconnectée, elle ne consomme plus de courant. In this case, the measurement of current too weak and the detection of an acceleration are inconsistent and contradictory. Instead of sending an alert message, the device will just send a message of inconsistency to the user through the man-machine interface 60. On the other hand, if the battery 10 is actually disconnected, it does not consume any more current.

La chute de la tension de régulation n'aura aucun effet sur le courant consommé par la batterie 10 et cela n'aura aucune conséquence sur le couple résistant de l'alternateur 20, si bien que le moteur 30 ne changera pas de régime moteur, puisque sa puissance à fournir est inchangée. Dans ce cas, l'anomalie de connexion est bien vérifiée par la phase de détection et le dispositif 50 doit envoyer un message d'alerte au conducteur par l'interface homme machine 60. The drop in the regulation voltage will have no effect on the current consumed by the battery 10 and this will have no effect on the resistive torque of the alternator 20, so that the engine 30 will not change the engine speed, since its power to provide is unchanged. In this case, the connection anomaly is verified by the detection phase and the device 50 must send an alert message to the driver via the human machine interface 60.

La figure 2 représente une évolution dans le temps de la tension du réseau d'alimentation de la figure 1 et ses conséquences sur l'intensité du courant consommé par la batterie 10 et sur le régime de rotation du moteur, si la batterie 10 est connectée. U représente donc la tension de régulation, 1 le courant consommé par la batterie 10 et 52 le régime de rotation du moteur 30. Si la tension U, qui est la tension de régulation de l'alternateur 20 lorsque le moteur 30 est en fonctionnement, baisse et si la batterie 10 est bien connectée, alors, le courant consommé 1 par cette dernière va diminuer. L'alternateur 20 va alors fournir moins de courant et opposer moins de couple résistant au moteur 30 pour produire ce courant en diminution. 11 en résulte une brève accélération du moteur 30, représentée par le régime de rotation 5~ . Si la batterie 10 est déconnectée du réseau de distribution, le courant 1 est à zéro et quelle que soit la tension de régulation U, il n'y a aucun couple résistant sur le moteur 30 donc une variation de la tension de régulation U n'entraînera aucune modification du régime moteur n. On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l'invention décrits dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention défini par les revendications annexées. FIG. 2 represents a time evolution of the voltage of the supply network of FIG. 1 and its consequences on the intensity of the current consumed by the battery 10 and on the rotation speed of the motor, if the battery 10 is connected . U therefore represents the regulation voltage, 1 the current consumed by the battery 10 and 52 the speed of rotation of the motor 30. If the voltage U, which is the regulation voltage of the alternator 20 when the motor 30 is in operation, drop and if the battery 10 is connected, then the current consumed 1 by the latter will decrease. The alternator 20 will then provide less current and oppose less resisting torque to the motor 30 to produce this decreasing current. This results in a brief acceleration of the motor 30, represented by the rotational speed 5 ~. If the battery 10 is disconnected from the distribution network, the current 1 is zero and whatever the regulation voltage U, there is no resisting torque on the motor 30 and therefore a variation of the regulating voltage U n ' cause no change in engine speed n. It will be understood that various modifications and / or improvements obvious to those skilled in the art can be made to the various embodiments of the invention described in the present description without departing from the scope of the invention defined by the appended claims.

Claims

REVENDICATIONS1. A method of detecting the disconnection of a battery (10) from a motor vehicle initially connected to a power supply network also comprising a power source (20) driven by the motor (30) and intended to apply to the battery terminals (10) a selected control voltage, the method comprising the steps of: - applying a new regulation voltage value different from that selected; detecting an evolution of the engine speed caused by the introduction of said new regulation voltage value; - Emit an alert signal if the engine speed is not detected at the detection stage.

2. A method of detecting disconnection of a battery (10) according to claim 1, characterized in that the step of applying a new control voltage consists in decreasing the selected control voltage.

3. Disconnection detecting method of a battery (10) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the control voltage is reduced by a value between 0.5 Volt and 2.5 Volts. 20

4. Disconnection detection method of a battery (10) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the step of applying a new control voltage value is activated by a control signal issued at the end of a connection anomaly detection phase.

A battery disconnect detecting method (10) according to claim 4, characterized in that the connection anomaly detection phase comprises the steps of: - comparing at a first threshold a current measured at the input or outputting said battery (10); - Emit a control signal when said measured current is lower than said first threshold for a duration greater than a second threshold.

6. Disconnection detection method of a battery (10) according to claim 5, characterized in that the steps of applying a new regulation voltage and detection of a change in the engine speed are repeated at regular intervals. , if in the comparing step, the current measured at the input or output of the battery (10) is too low, and if in the detection step, a change in the engine speed is detected.

7. Disconnection detecting method of a battery (10) according to one of claims 5 or 6, characterized in that it comprises after the step of detecting an evolution of the engine speed a step consisting of. transmitting an information signal for inconsistency, if at the comparing step, the current measured at the input or at the output of the battery (10) is too low, and if at the detection step, an evolution of the engine speed is detected.

8. A method of detecting disconnection of a battery (10) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the step of applying a new control voltage is reported when the engine speed is in the process of to evolve.

9. Disconnection detecting method of a battery (10) according to one of claims 1 to 8, characterized in that it is applied to a motor vehicle.

10. A device (50) for detecting the disconnection of a battery (10) from a power supply network which is also connected to a power source (20) driven by a motor (30) and intended to apply to its terminals a selected regulation voltage, characterized in that it comprises: i) connection anomaly detection means arranged to deliver a control signal when a connection anomaly is detected, and 2967784 -10- ii ) control means arranged, in the event of reception of a control signal, to set a new regulation voltage value different from that chosen, and iii) engine speed evolution detection means arranged to detect a evolution of a motor speed, and iv) warning means arranged to alert an occupant when the detection means do not detect any change in the engine speed following the introduction of said new value of the engine. regulation voltage. 10

Motor vehicle comprising a device according to claim 10.