FR2970609A1

FR2970609A1 - Detection de la deconnexion d'une batterie

Info

Publication number: FR2970609A1
Application number: FR1150394A
Authority: FR
Inventors: Erwan Monnier; Alexandre Montarnal
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2011-01-18
Filing date: 2011-01-18
Publication date: 2012-07-20

Abstract

Procédé de détection de déconnexion d'une batterie (10) d'un véhicule initialement connectée à un réseau d'alimentation électrique comprenant également une source d'alimentation électrique (20) apte à fournir au véhicule une intensité électrique et à envoyer une valeur de taux d'utilisation représentative du rapport entre l'intensité fournie et une intensité maximale que peut fournir la source d'alimentation électrique, le procédé comprenant les étapes consistant à : - mesurer la valeur de taux d'utilisation ; - détecter un risque de déconnexion de la batterie en analysant la valeur de taux d'utilisation ; - émettre un signal d'alerte si l'analyse de la valeur de taux d'utilisation révèle un risque de déconnexion de la batterie.

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.

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

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. Le document FR2879851 décrit l'utilisation du rapport cyclique d'ouverture d'un signal envoyé à un boitier de commande pour donner une cible de tension à fournir par un alternateur. La cible de tension à fournir est codée à l'aide du rapport cyclique d'ouverture du signal envoyé à l'unité de commande de l'alternateur. Ce dispositif ne permet pas de détecter si la batterie est déconnectée ou non. En ce qui concerne le rapport cyclique d'ouverture de l'alternateur (qui est l'image du courant délivré par l'alternateur), le document FR2886410 n'encourage pas à l'utiliser pour déduire les paramètres de fonctionnement de l'alternateur car cette valeur doit être corrigée en fonction de la température, ce qui est très pénalisant et peu fiable. 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, fiable, qui s'applique même si le moteur fonctionne au ralenti et qui ne nécessite pas d'appareil spécifique. Pour cela un premier aspect de l'invention concerne un procédé de détection de déconnexion d'une batterie d'un véhicule initialement connectée à un réseau d'alimentation électrique comprenant également une source d'alimentation électrique apte à fournir au véhicule une intensité électrique et à envoyer une valeur de taux d'utilisation représentative du rapport entre l'intensité fournie et une intensité maximale que peut fournir la source d'alimentation électrique, le procédé comprenant les étapes consistant à : - mesurer la valeur de taux d'utilisation ; - détecter un risque de déconnexion de la batterie en analysant la valeur de

taux d'utilisation ; - émettre un signal d'alerte si l'analyse de la valeur de taux d'utilisation révèle un risque de déconnexion de la batterie. Ce procédé selon l'invention permet de détecter la déconnexion de la batterie du véhicule quel que soit le régime moteur car ce dernier est sans effet sur le taux d'utilisation. Par ailleurs, tous les éléments nécessaires à la mise en oeuvre de l'invention sont déjà présents dans le véhicule, ce qui permet de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention sans engendrer de coût matériel supplémentaire. Enfin, l'invention utilise astucieusement et de manière non conventionnelle la valeur de taux d'utilisation de la source d'alimentation électrique du véhicule pour en déduire la déconnexion de la batterie, i.e. on obtient l'information sur l'état de la connexion avec un paramètre qui est disponible et fourni par la source de courant. Une réalisation particulièrement intéressante consiste en ce que la détection du risque de déconnexion est réalisée en comparant la variabilité de la valeur de taux d'utilisation avec au moins un seuil de variabilité maximale. Cette analyse est basée sur la variabilité du taux d'utilisation. En effet, la demanderesse s'est aperçue que si la batterie est déconnectée, la source électrique va fournir du courant avec une grande variabilité et son taux d'utilisation va en conséquence varier fortement de sorte à présenter de grands écarts dans le temps. Une analyse statistique avec au moins un seuil de variabilité indiquera que la batterie est déconnectée lorsque le(s) seuil(s) maximal(aux) est(sont) franchi(s). Enfin, on ne s'intéresse pas à la valeur elle-même, mais à sa variabilité, ce qui fait que l'on n'a pas besoin de corriger la valeur en fonction de la température ou de la valeur de résistance du circuit électrique. La détection du risque est indépendante de la valeur du taux d'utilisation, elle est basée sur sa variabilité, ce qui simplifie le procédé et en garantit la fiabilité. Avantageusement, la source d'alimentation électrique envoie un signal analogique définissant un rapport cyclique d'ouverture, et le procédé est caractérisé en ce que la valeur de taux d'utilisation est le rapport cyclique

d'ouverture du signal envoyé. Les sources électriques, ou alternateurs, de véhicule envoient un signal à créneaux dont le rapport cyclique d'ouverture est l'image du taux d'utilisation. Le rapport cyclique d'ouverture se définit pour un signal à créneau comme étant le rapport entre la durée pendant laquelle le signal est en valeur haute avec la période totale du signal. Un tel rapport a une valeur comprise entre 0 et 1, ou entre 0°/O et 100°/O. Alternativement, la valeur de taux d'utilisation est directement envoyée sous forme numérique par la source d'alimentation électrique. Cette mise en oeuvre permet l'utilisation des données telles que directement transmises par certaines sources de courant qui n'envoient plus de signal avec un rapport cyclique d'ouverture, mais un signal numérique parfois envoyé par multiplexage. De manière avantageuse, la mesure de la valeur de taux d'utilisation pendant une période de mesure définit un écart type de taux d'utilisation, et le procédé est caractérisé en ce que l'étape d'analyse du risque de déconnexion est basée sur la comparaison de l'écart type de taux d'utilisation avec un écart type maximal. L'analyse statistique est basée sur l'écart type qui représente parfaitement la variabilité intrinsèque de la valeur de taux d'utilisation. La période de mesure peut être une période glissante de 2 secondes par exemple et le calcul de l'écart type est constamment réactualisé sur cette période glissante. On peut aussi mesurer la moyenne sur cette même période et affiner l'analyse en tenant aussi compte de la moyenne de la valeur de taux d'utilisation. Alternativement, la mesure de la valeur de taux d'utilisation pendant une période de mesure définit une amplitude de taux d'utilisation, et le procédé est caractérisé en ce que l'étape d'analyse du risque de déconnexion est basée sur la comparaison de l'amplitude de taux d'utilisation avec une amplitude maximale. L'analyse statistique est basée sur l'amplitude des valeurs maximum et minimum de la valeur de taux d'utilisation. La période de mesure peut être une période glissante de 2 secondes par exemple et le calcul de l'amplitude est constamment réactualisé sur cette

période glissante. On peut aussi mesurer la moyenne sur cette même période et affiner l'analyse en tenant aussi compte de la moyenne de la valeur de taux d'utilisation. On peut par exemple mettre des seuils d'alerte correspondant à la moyenne majorée de 100/0 et minorée de 15°/O, qui, s'ils sont dépassés par les valeurs extrêmes conduiront à l'émission d'un signal d'alerte de risque de déconnexion. De manière avantageuse, l'étape de détection du risque de déconnexion 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 de connexion et ensuite de la confirmer avec la détection du risque de déconnexion, 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 15 à: - comparer à un premier seuil un courant mesuré en entrée ou sortie de ladite batterie ; - émettre un signal de commande lorsque ledit courant mesuré est inférieur audit premier seuil pendant une durée supérieure à un second seuil. 20 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 consiste à analyse les courants électrique et la deuxième phase consiste à analyser la valeur de taux d'utilisation de la source de courant, de sorte que le diagnostic possède deux mesures indépendantes, ce qui garantit que 25 l'alerte envoyée au conducteur est fiable. Avantageusement, l'étape de détection du risque de déconnexion est répétée 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 de détection, aucun risque de déconnexion n'est détecté. La situation avec une 30 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 du risque de déconnexion 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 de détection, aucun risque de déconnexion n'est détecté. 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. Un dernier aspect de l'invention est un véhicule automobile comportant une batterie dont le risque de déconnexion est détecté par la mise en oeuvre du procédé selon le premier aspect de l'invention. Une réalisation particulièrement intéressante consiste en ce que la source d'alimentation électrique est un alterno-démarreur. Ces appareils ont une boucle de régulation très dynamique pour effectuer un pilotage suffisamment fin. En mode alternateur, cette boucle de régulation est toujours beaucoup plus rapide que sur un alternateur "standard" ne faisant pas démarreur. Cela a pour conséquence de faire évoluer de façon très rapide la production de courant. Lorsque la tension est perturbée (la batterie étant déconnectée, son effet capacitif de filtrage est absent), la régulation se fait de manière dynamique pour essayer de suivre ce signal perturbé. Il en résulte de fortes variations du RCO encore plus facilement détectables. 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 électrique apte à mettre en oeuvre le procédé selon l'invention pour un 30 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 d'un véhicule. Celui-ci comporte principalement une batterie 10, un alternateur 20 et au moins un consommateur de courant 40, une tension U étant appliquée au réseau. 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 ponctuellement requises par le consommateur de courant 40. Pour détecter 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 recevoir un signal représentatif du taux d'utilisation de l'alternateur, ce taux d'utilisation étant le rapport entre l'intensité fournie par l'alternateur 20 et l'intensité maximale qu'il peut délivrer. 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, recevant le signal de la part de l'alternateur indiquant son taux d'utilisation, le dispositif 50 va conduire une analyse statistique sur la valeur de taux d'utilisation afin de vérifier s'il existe ou non un risque de déconnexion de la batterie 10. Si la variabilité de la valeur de taux d'utilisation est trop élevée, l'anomalie de connexion est confirmée et le dispositif 50 va envoyer un signal d'alerte au conducteur via l'interface homme machine 60. Si la variabilité de la valeur de taux d'utilisation est faible, alors il y a incohérence entre la détection de l'anomalie de connexion

envoyée par le boitier 15 et la détection du risque de déconnexion faite par le dispositif 50, de sorte que ce dernier pourra relancer l'analyse à intervalles réguliers pour confirmer / infirmer cette incohérence et aussi envoyer un signal d'incohérence au conducteur par l'intermédiaire de l'interface homme machine 60. L'analyse statistique peut se faire par le calcul de l'écart type ou de l'amplitude de la valeur de taux d'utilisation sur les deux dernières secondes de mesure par exemple. L'utilisation d'une période de mesure glissante a pour avantage de pouvoir affiner la détection du risque en resserrant les seuils d'alerte car ils ne prennent en compte que la situation quasi instantanée. La figure 2 représente une évolution dans le temps de la valeur de taux d'utilisation X1 envoyé par l'alternateur lorsque la batterie est connectée au réseau électrique. La valeur oscille faiblement. La valeur X2 représentée est l'image du taux d'utilisation de l'alternateur lorsque la batterie est déconnectée du réseau électrique. Dans ce cas, la valeur de taux d'utilisation est très variable et l'alternateur n'arrive pas à cibler une intensité à fournir de manière stable, car on voit que son taux d'utilisation varie fortement entre 0°/O et 100°/O. 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. En particulier, le taux d'utilisation est basé sur le rapport entre le courant délivré et le courant maximal délivrable, on pourrait envisager de baser ce taux d'utilisation sur les puissances.

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé de détection de déconnexion d'une batterie (10) d'un véhicule initialement connectée à un réseau d'alimentation électrique comprenant également une source d'alimentation électrique (20) apte à fournir au véhicule une intensité électrique et à envoyer une valeur de taux d'utilisation représentative du rapport entre l'intensité fournie et une intensité maximale que peut fournir la source d'alimentation électrique, le procédé comprenant les étapes consistant à : - mesurer la valeur de taux d'utilisation ; - détecter un risque de déconnexion de la batterie en analysant la valeur de taux d'utilisation ; - émettre un signal d'alerte si l'analyse de la valeur de taux d'utilisation révèle un risque de déconnexion de la batterie.
2. Procédé de détection de déconnexion d'une batterie (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la détection du risque de déconnexion est réalisée en comparant la variabilité de la valeur de taux d'utilisation avec au moins un seuil de variabilité maximale.
3. Procédé de détection de déconnexion d'une batterie (10) selon l'une des revendications 1 ou 2, la source d'alimentation électrique envoyant un signal analogique définissant un rapport cyclique d'ouverture, le procédé étant caractérisé en ce que la valeur de taux d'utilisation est le rapport cyclique d'ouverture du signal envoyé.
4. Procédé de détection de déconnexion d'une batterie (10) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la valeur de taux d'utilisation est directement envoyée sous forme numérique par la source d'alimentation électrique.
5. Procédé de détection de déconnexion d'une batterie (10) selon l'une des revendications 1 à 4, la mesure de la valeur de taux d'utilisation pendant une période de mesure définissant un écart type de taux 2970609 -10- d'utilisation, le procédé étant caractérisé en ce que l'étape d'analyse du risque de déconnexion est basée sur la comparaison de l'écart type de taux d'utilisation avec un écart type maximal.
6. Procédé de détection de déconnexion d'une batterie (10) selon 5 l'une des revendications 1 à 4, la mesure de la valeur de taux d'utilisation pendant une période de mesure définissant une amplitude de taux d'utilisation, le procédé étant caractérisé en ce que l'étape d'analyse du risque de déconnexion est basée sur la comparaison de l'amplitude de taux d'utilisation avec une amplitude maximale. 10
7. Procédé de détection de déconnexion d'une batterie (10) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'étape de détection du risque de déconnexion est activée par un signal de commande émis à l'issue d'une phase de détection d'anomalie de connexion.
8. Procédé de détection de déconnexion d'une batterie (10) selon 15 la revendication 7, caractérisé 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 ladite batterie (10) ; - émettre un signal de commande lorsque ledit courant mesuré est inférieur 20 audit premier seuil pendant une durée supérieure à un second seuil.
9. Procédé de détection de déconnexion d'une batterie (10) selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'étape de détection du risque de déconnexion est répétée à intervalles réguliers, si à l'étape de comparaison, le courant mesuré en entrée ou en sortie de la batterie (10) est trop faible, et 25 si à l'étape de détection, aucun risque de déconnexion n'est détecté.
10. Procédé de détection de déconnexion d'une batterie (10) selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce qu'il comprend après l'étape de détection du risque de déconnexion 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 (10) esttrop faible, et si à l'étape de détection, aucun risque de déconnexion n'est détecté.
11. Véhicule automobile comportant une batterie dont le risque de déconnexion est détecté par la mise en oeuvre du procédé selon l'une des 5 revendications 1 à 10.
12. Véhicule automobile selon la revendication 11, caractérisé en ce que la source d'alimentation électrique est un alterno-démarreur.