FR3105433A1 - Procédé de diagnostic pour une batterie de véhicule - Google Patents

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Abstract

Procédé de diagnostic pour une batterie de véhicule (2), comprenant les étapes consistant à: détecter un démarrage réussi (20) de moteur à l'aide de la batterie (2),mesurer au moins un paramètre électrique de la batterie (2) en cas de démarrage réussi de moteur,déterminer une capacité de la batterie à alimenter au moins un dispositif de sécurité du véhicule rencontrant une situation d’urgence (40), en fonction du paramètre électrique mesuré de la batterie, si la capacité de la batterie à alimenter le dispositif de sécurité du véhicule rencontrant la situation d’urgence est non satisfaisante, envoyer une information relative à la capacité de la batterie en activant une interface homme-machine (52).Fig. 1

Description

Procédé de diagnostic pour une batterie de véhicule
La présente invention concerne de manière générale un procédé de diagnostic d’un stockeur électrique de courant tel qu’une batterie, ainsi qu’un véhicule agencé pour mettre en œuvre ledit procédé.
Avec le développement des fonctions de sécurité des véhicules automobiles, il est important de s’assurer que ces fonctions de sécurité soient toujours opérationnelles, notamment de sorte à ne pas surprendre un conducteur ou un utilisateur en cas de défaut intempestif. En outre, les conducteurs ou utilisateurs s’habituent à ces fonctions de sécurité, et il est attendu que ces fonctions de sécurité soient fiables.
Dans ce contexte, le document FR2783636A1 divulgue un procédé pour surveiller une batterie de véhicule basé sur la tension d'ondulation. Toutefois, le procédé connu de l’art antérieur ne permet pas de prévenir une situation dangereuse dans laquelle l’utilisateur ou le conducteur du véhicule est surpris par l’indisponibilité d’au moins une fonction de sécurité.
Dans ce but, et dans un premier aspect, la présente invention concerne un procédé de diagnostic pour une batterie de véhicule,
comprenant les étapes consistant à:
- détecter un démarrage réussi de moteur à l'aide de la batterie,
- mesurer au moins un paramètre électrique de la batterie en cas de démarrage réussi de moteur,
- déterminer une capacité de la batterie à alimenter au moins un dispositif de sécurité du véhicule rencontrant une situation d’urgence, en fonction du paramètre électrique mesuré de la batterie,
- si la capacité de la batterie à alimenter le dispositif de sécurité du véhicule rencontrant la situation d’urgence est non satisfaisante, envoyer une information relative à la capacité de la batterie en activant une interface homme-machine.
Ceci permet de proposer un procédé de diagnostic pour batterie de véhicule automobile dans lequel l’utilisateur ou le conducteur du véhicule est prévenu de l’incapacité de la batterie à alimenter correctement les fonctions de sécurité du véhicule en situation d’urgence.
La batterie est un dispositif de stockage électrique qui permet le démarrage du véhicule, c’est-à-dire que la batterie fournit de l’énergie pour démarrer le moteur.
Avantageusement, dans l’étape consistant à:
- déterminer la capacité de la batterie à alimenter le dispositif de sécurité du véhicule rencontrant la situation d’urgence, la capacité de la batterie à alimenter le dispositif de sécurité du véhicule rencontrant la situation d’urgence est choisie parmi une capacité satisfaisante, la capacité non satisfaisante et une capacité incertaine.
Ceci permet de déterminer la capacité de la batterie parmi trois options, à savoir une option dans laquelle il n’y a pas de doute quand à la capacité de la batterie à satisfaire les besoins électriques des fonctions de sécurité (capacité satisfaisante), c’est-à-dire à alimenter en énergie le dispositif de sécurité du véhicule. Une option, dans laquelle il est clair que la batterie ne peut pas satisfaire les besoins électriques du dispositif de sécurité en cas de situation d’urgence (capacité non satisfaisante). Et une troisième option dans laquelle le diagnostic ne permet pas de déterminer avec certitude la capacité de la batterie (capacité incertaine), et dès lors, il conviendrait de pousser l’investigation.
Avantageusement,le procédé de diagnostic comprend la sous-étape consistant à:
  • enregistrer les déterminations de la capacité de la batterie à satisfaire des besoins électriques du véhicule en situation d’urgence, en fonction des paramètres mesurés, lors de démarrages réussis successifs.
Avantageusement,le procédé de diagnostic comprend en outre l’étape consistant à:
- déterminer que la capacité de la batterie à alimenter le dispositif de sécurité du véhicule rencontrant la situation d’urgence est non satisfaisante, si lors de démarrages réussis successifs, un compte de déterminations successives en capacité incertaine est supérieur à un seuil de détermination prédéterminé.
Avantageusement, l’étape consistant à:
- déterminer que la capacité de la batterie à alimenter le dispositif de sécurité du véhicule rencontrant la situation d’urgence est une étape consistant à déterminer que la capacité de la batterie est non satisfaisante, si lors de démarrages réussis précédents, un nombre de déterminations précédentes de la capacité en capacité incertaine est supérieur à un seuil de détermination prédéterminé.
Avantageusement, le seuil de détermination prédéterminé est égale à 2, ou est supérieur à 2.
Avantageusement, le procédé comprend l’étape consistant à
envoyer une information relative à la capacité de la batterie en activant une interface homme-machine.
Ceci permet de graduer et d’informer l’utilisateur ou le conducteur de la capacité de la batterie à alimenter le dispositif de sécurité du véhicule rencontrant la situation d’urgence, de façon claire et précise afin qu’il considère être en sécurité, qu’il considère ne pas être en sécurité ou qu’il prévoit des mesures ou actions additionnelles pour être en sécurité.
Avantageusement, le dispositif de sécurité du véhicule est au moins un parmi la direction assistée électrique, l’ESP (Electronic Stability Program ou Programme Electronique de Stabilité), le freinage électrique ainsi que le système de récupération d’énergie de freinage, et l’airbag.
Avantageusement, le procédé comprend l’étape consistant à déterminer lequel parmi les dispositifs de sécurité est affecté par la capacité non satisfaisante ou incertaine de la batterie à alimenter le dispositif de sécurité du véhicule rencontrant la situation d’urgence.
Avantageusement, le procédé comprend l’étape consistant à envoyer une information relative à la capacité de la batterie à alimenter le dispositif de sécurité affecté, en activant une interface homme-machine.
Ceci permet d’informer l’utilisateur ou le conducteur, et de mieux diagnostiquer la capacité de la batterie. L’utilisateur ou le conducteur peut en outre adapter son comportement, en particulier son comportement de conduite en fonction du dispositif de sécurité touché.
Avantageusement, l’étape consistant à
  • activer l’interface homme-machine de sorte consiste à informer l’utilisateur du véhicule que la capacité de la batterie à alimenter le dispositif de sécurité du véhicule rencontrant la situation d’urgence est non satisfaisante ou est incertaine.
Ceci permet d’informer l’utilisateur à propos de la capacité de la batterie, et de l’inviter à procéder aux mesures ou actions correctives nécessaires le cas échéant.
Avantageusement, le procédé comprend l’étape consistant à:
  • comparer le paramètre électrique mesuré de la batterie en cas de démarrage réussi de moteur avec une table de valeurs prédéterminées, comprenant au moins une valeur prédéterminée, de sorte à permettre la détermination de la batterie.
Ceci permet une meilleure gestion et une comparaison aisée, notamment afin de mener à bien l’étape de détermination de la capacité de la batterie.
Avantageusement, le procédé comprend en outre les étapes consistant à:
  • mesurer au moins un paramètre électrique d’utilisation en cas de situation d’urgence,
  • modifier la table de valeurs prédéterminées avec le paramètre électrique d’utilisation en cas de situation d’urgence,
  • comparer le paramètre électrique mesuré de la batterie en cas de démarrage réussi de moteur avec la table de valeurs prédéterminées modifiée,
  • déterminer la capacité de la batterie à alimenter le dispositif de sécurité du véhicule rencontrant la situation d’urgence, en fonction du paramètre électrique mesuré en cas de démarrage réussi de moteur et de la table de valeurs prédéterminées modifiée.
Ceci permet de proposer un procédé de diagnostic avec un étalonnage en cas de situation d’urgence afin d’assurer que la batterie est effectivement en mesure d’alimenter correctement le dispositif de sécurité en situation réelle d’urgence. En effet, pour des raisons divers, les paramètres électriques d’utilisation en cas de situation d’urgence peuvent être différents d’un véhicule à l’autre, sur un même véhicule par exemple en fonction des conditions météorologiques, du cas d’espèce de la situation d’urgence, ou d’une variance du dispositif de sécurité installé, sans être limité à ces exemples.
Avantageusement, le procédé comprend en outre l’étape consistant à:
  • envoyer un message à un centre d’entretien de sorte à prévenir d’un entretien du véhicule à venir.
Ceci permet de prendre très rapidement rendez-vous avec un garage ou le centre d’entretien du véhicule, et ceci sans risque d’oublier, et enlève un tracas à l’utilisateur ou au conducteur.
Avantageusement, le procédé comprend la sous-étape consistant à:
- détecter un appel de courant de démarrage supérieur à un seuil de courant prédéterminé, de sorte à détecter un démarrage réussi de moteur à l’aide de la batterie.
Ceci permet de détecter le démarrage réussi grâce à l’appel de courant de démarrage, caractéristique d’un démarrage réussi en particulier avec la confirmation d’une vitesse de rotation du moteur.
Avantageusement, l’étape de mesure d’au moins un paramètre électrique de la batterie en cas de démarrage réussi comprend les sous-étapes consistant à:
  • mesurer un courant à travers au moins un composant de la batterie, et/ou
  • mesurer une tension à des bornes de la batterie, et/ou
  • mesurer un état de charge de la batterie, et/ou
  • mesurer une température de la batterie.
Ceci permet de proposer des sous-étapes de mesures permettant de caractériser le ou les paramètres électriques de la batterie.
Avantageusement, le procédé comprend la sous-étape consistant à:
  • activer un voyant sur un tableau de bord du véhicule.
Ceci permet de prévenir l’utilisateur ou le conducteur de façon simple et efficace qu’il y a un problème sur la batterie.
Un second aspect de la présente invention concerne un véhicule comprenant au moins une batterie, au moins un dispositif de sécurité, une interface homme-machine et une unité de commande, spécialement conçus pour la mise en œuvre du procédé de diagnostic selon le premier aspect.
Ceci permet de proposer un véhicule avec un diagnostic de batterie amélioré et une amélioration de la sécurité, tout en améliorant le confort à bord et le confort d’utilisation, comme par exemple l’entretien facilité.
Avantageusement, le véhicule comprend un afficheur.
Avantageusement, le véhicule comprend au moins une unité de mesure.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui va suivre et qui présente différents modes de réalisation de l’invention donnés à titre d’exemples nullement limitatifs et illustrés par les figures annexées dans lesquelles :
représente schématiquement des étapes et sous-étapes du procédé de diagnostic pour une batterie de véhicule selon la présente invention,
représente schématiquement une table de valeur pour déterminer une capacité de la batterie à alimenter au moins un dispositif de sécurité du véhicule selon la présente invention.
La figure 1 représente schématiquement des étapes et sous-étapes du procédé de diagnostic pour une batterie de véhicule.
Le véhicule comprend la batterie 2 qui est un exemple de stockeur électrique fonctionnant aux environs de 12 volts. Le véhicule comprend en outre au moins une interface homme-machine avec un afficheur et/ou un dispositif de sonorisation, ainsi qu’une unité de commande. Le véhicule comprend en outre une unité de mesure de paramètres électriques tels que courant, tension et état de charge, ainsi que des paramètres physiques tels que la température de la batterie ou d’autres composants, et la vitesse de rotation du moteur.
Le véhicule comprend en outre un démarreur, ainsi que des fonctions de sécurité telles que la direction assistée électrique, l’ESP (Electronic Stability Program ou Programme Electronique de Stabilité), le freinage électrique ainsi que le système de récupération d’énergie de freinage, et/ou l’airbag.
De nombreux besoins sécuritaires sont alloués à la batterie 2, notamment l’alimentation électrique des dispositifs de sécurité, pendant des situations d’urgence (freinages, évitements, etc). Dans une démarche d’amélioration de sécurisation du réseau électrique du véhicule, il est nécessaire de disposer de la connaissance réelle de l’état de santé de la batterie 2. Le procédé de diagnostic permet de diagnostiquer de façon active, la capacité de la batterie 2 à répondre à ces besoins sécuritaires.
La batterie 2 revêt une importance majeure d’un point de vue sécuritaire. En effet, lors d’un évitement ou d’un freinage d’urgence, il est nécessaire de garantir aux dispositifs de sécurité tels que l’ESP ou la direction assistée électrique des niveaux de tension minimums, couplés à des appels de courants élevés (supérieurs à 100 A typiquement) et avec des dynamiques très rapides.
En cas d’incapacité du producteur électrique (alternateur du véhicule par exemple) à satisfaire ces besoins dans les temps impartis, la batterie 2 doit systématiquement être en mesure d’y répondre. Il est donc nécessaire de s’assurer à chaque début de roulage, que son état permet effectivement de satisfaire ces besoins (notamment courant et tension), si une situation d’évitement ou de freinage d’urgence par exemple venait à apparaitre.
Le courant d’appel généré au niveau de la batterie 2, lors d’un démarrage, est donc mesuré. Le démarrage est lancé par une pression de l’utilisateur sur un bouton de démarrage 3 du véhicule.
L’ unité de commande comprend un boîtier appelé Etat de Charge Batterie (BECB) sur une batterie plomb ou un Boîtier appelé Batterie Management Système (BBMS) sur une batterie de technologie Lithium-ion. Ce boîtier permet une gestion maitrisée et régulée de l’état de charge de la batterie.
Le boîtier est adapté de façon à fournir également, un calcul de résistance interne de la batterie calculée comme étant la division de la tension par le courant la traversant, et ceci sur chaque appel de courant au démarrage du véhicule. La résistance interne ainsi calculée sera dite fort courant, en raison du fort courant d’appel que génère le démarrage, au niveau de la batterie 2.
Par convention, les courants de décharge de batterie seront négatif et les courants de charge positif. Ainsi, le courant d’appel et un seuil de courant cible seront des courants négatifs car la batterie se décharge en phase de démarrage.
L’étape de comparaison entre le courant d’appel et le seuil de courant cible (également appelé seuil de courant prédéterminé) est effectuée et est représentée par la flèche 11 à la figure 1. Le courant d’appel doit être supérieur, en valeur absolue donc, au seuil de courant prédéterminé afin d’avoir un résultat VRAI pour l’étape de comparaison.
En outre, l’étape de vérification de la rotation du moteur est effectuée et représentée par la flèche 10 à la figure 1. Si la vitesse de rotation du moteur est supérieure à un seuil de rotation de moteur, l’étape de vérification porte le résultat VRAI, signe d’un moteur tournant.
Ainsi, le démarrage est considéré comme réussi si l’étape de comparaison entre le courant d’appel et le seuil de courant cible porte le résultat VRAI et l’étape de vérification de la rotation du moteur porte le résultat VRAI. L’étape de considération du démarrage réussi (ou de détection du démarrage réussi) est représenté par le rectangle 20 à la figure 1.
L’étape d’activation du diagnostic est alors enclenchée et représentée par la flèche 30 à la figure 1, de préférence pendant un temps de 60 secondes, si le démarrage est réussi.
L’état de la batterie 2 est vérifié. L’étape de mesure de la tension minimale de la batterie 2 au moment du démarrage est réalisée et est représentée par la flèche 13 à la figure 1. De préférence, la mesure de tension est réalisée sur la durée de la phase de démarrage.
L’étape de calcul de la résistance interne fort courant est effectuée et est représentée par la flèche 12 à la figure 1. La résistance interne de la batterie 2 est ainsi mesurée au moment du démarrage, avec le courant d’appel.
L’étape de détermination de l’état de la batterie 2 est alors enclenché et représentée par le rectangle 21 à la figure 1.
L’étape de diagnostic de la batterie est représenté par le rectangle 40 à la figure 1, et elle utilise le résultat de l’étape d’activation du diagnostic (représenté par la flèche 30).
L’étape de détermination de l’état de la batterie 2 est décrit de façon plus détaillée à la figure 2. L’étape de détermination de l’état de la batterie permet de définir une détection d’un état incertain (représentée par la flèche 31), d’un état non satisfaisant (représentée par la flèche 32), et éventuellement d’un état satisfaisant (ou capacité satisfaisante, non représentée).
L’étape de diagnostic de la batterie (représenté par le rectangle 40) utilise les étapes de détermination de l’état de la batterie (tel que représentées par les flèches 31, 32) de sorte à conclure au diagnostic de batterie incertaine (représenté par la flèche 50) ou au diagnostic de batterie non satisfaisante (représenté par la flèche 51). En d’autres termes, si l’état de batterie est incertain le diagnostic de batterie et la capacité de la batterie seront incertains. Si l’état de la batterie est non satisfaisant, le diagnostic de batterie et la capacité de la batterie seront non satisfaisants.
L’étape d’activation de l’interface homme-machine est représentée par le rectangle 52. L’interface homme-machine informe donc l’utilisateur avec un message visuel ou sonore en cas de diagnostic de batterie incertaine (ou capacité incertaine), ce qui est représenté par la flèche 60; ou l’interface homme-machine informe avec un autre message en cas de diagnostic de batterie non satisfaisante (ou capacité non satisfaisante, représenté par la flèche 61). Il peut également s’agir d’un voyant service si la batterie est incertaine ou d’un voyant stop si la batterie est non satisfaisante.
Ainsi, le diagnostic de la batterie permet de s’assurer de la capacité de la batterie à alimenter des dispositifs de sécurité en cas de situation d’urgence. Ceci permet de prévenir l’utilisateur qu’il faut charger la batterie 2, la faire contrôler ou la remplacer. Ceci lui permet en outre d’adapter son comportement et sa conduite en conséquence.
Il est en outre possible de prévoir de passer en capacité de batterie non satisfaisante après des démarrage successifs réussis et un compte de capacité incertaine supérieur à un compte prédéterminé, tel que 2 ou plus.
Il est également possible de prévoir un étalonnage en fonctions de demande électriques mesurées en situation réelle d’urgence, de sorte à mettre à jour les valeurs de comparaison et mieux diagnostiquer la capacité de la batterie à satisfaire à des besoins de sécurité.
La figure 2 représente schématiquement la table de valeur 1000 pour déterminer la capacité de la batterie à alimenter les dispositifs de sécurité du véhicule.
La table de valeur permet d’utiliser les valeurs de résistance interne fort courant et la tension minimale au démarrage.
La table de valeur est représentée par un graphique ou une cartograpie, avec sur l’axe des ordonnées représenté R la résistance et sur l’axe des abscisses représenté V la tension.
La zone de détermination de l’état de batterie non satisfaisante est représentée par la zone résiduelle 100, ayant pour valeur max typique une valeur supérieure à 12 mOhm et une valeur en tension maximale 150 de 13 volts. La zone résiduelle 100 est la zone sans hachures ni points à la figure 2.
La zone de détermination de l’état de batterie incertaine 101 est la zone hachurée à la figure 2. La zone incertaine est délimitée par la valeur de résistance incertaine 101R qui est typiquement de 12 mOhm et par la valeur de tension incertaine 101V qui est typiquement de 10.6 volts et la valeur de tension satisfaisante 102V qui est typiquement de 11 volts.
La zone de détermination de l’état de batterie satisfaisante 102 est la zone représentée avec des points à la figure 2.
La zone satisfaisante 102 est délimitée par la valeur de tension maximale 150 et la résistance d’inflexion 102R (typiquement 11 mOhm) et la tension d’inflexion 102VI (typiquement 11.5 volts). Le point d’inflexion est représenté à la croisée des traits en pointillés à la figure 2.
La valeur de résistance interne fort courant et la tension minimale au démarrage est comparée et positionnée dans le graphique de sorte à déterminer l’état de la batterie correspondant à la zone pointée sur le graphique.
En d’autres termes, si l’état de la batterie n’est pas non satisfaisant et n’est pas incertain, il est satisfaisant.
Les étapes et sous-étapes du procédé peuvent être réalisées dans un ordre différent, pour autant que cela soit compatible.
Bien que les objets de la présente invention aient été décrits en référence à des exemples spécifiques, diverses modifications et/ou améliorations évidentes pourraient être apportées aux modes de réalisation décrits sans s’écarter de l’esprit et de l’étendue de l’invention.
Il est ainsi fait référence, à la possibilité d’adapter le procédé de gestion pour un véhicule électrique dans lequel il n’y a pas de démarreur pour moteur thermique.

Claims (10)

  1. Procédé de diagnostic pour une batterie de véhicule (2),
    comprenant les étapes consistant à:
    • détecter un démarrage réussi (20) de moteur à l'aide de la batterie (2),
    • mesurer au moins un paramètre électrique de la batterie (2) en cas de démarrage réussi de moteur,
    • déterminer une capacité de la batterie à alimenter au moins un dispositif de sécurité du véhicule rencontrant une situation d’urgence (40), en fonction du paramètre électrique mesuré de la batterie,
    • si la capacité de la batterie à alimenter le dispositif de sécurité du véhicule rencontrant la situation d’urgence est non satisfaisante, envoyer une information relative à la capacité de la batterie en activant une interface homme-machine (52).
  2. Procédé de diagnostic selon la revendication précédente, dans lequel, dans l’étape consistant à:
    • déterminer la capacité de la batterie à alimenter le dispositif de sécurité du véhicule rencontrant la situation d’urgence, la capacité de la batterie à alimenter le dispositif de sécurité du véhicule rencontrant la situation d’urgence est choisie parmi une capacité satisfaisante, la capacité non satisfaisante (51) et une capacité incertaine (50).
  3. Procédé de diagnostic selon la revendication précédente, dans lequel l’étape consistant à:
    • déterminer que la capacité de la batterie à alimenter le dispositif de sécurité du véhicule rencontrant la situation d’urgence est une étape consistant à déterminer que la capacité de la batterie est non satisfaisante, si lors de démarrages réussis précédents, un nombre de déterminations précédentes de la capacité en capacité incertaine est supérieur à un seuil de détermination prédéterminé.
  4. Procédé de diagnostic selon l’une des revendications 2 ou 3, dans lequel l’étape consistant à:
    • activer (52) l’interface homme-machine consiste à informer un utilisateur du véhicule que la capacité de la batterie à alimenter le dispositif de sécurité du véhicule rencontrant la situation d’urgence est non satisfaisante ou est incertaine.
  5. Procédé de diagnostic selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant l’étape consistant à:
    • comparer le paramètre électrique mesuré de la batterie en cas de démarrage réussi de moteur avec une table de valeurs prédéterminées (1000), comprenant au moins une valeur prédéterminée, de sorte à permettre la détermination de la capacité de la batterie (2).
  6. Procédé de diagnostic selon la revendication précédente, comprenant en outre les étapes consistant à:
    • mesurer au moins un paramètre électrique d’utilisation en cas de situation d’urgence,
    • modifier la table de valeurs prédéterminées (1000) avec le paramètre électrique d’utilisation en cas de situation d’urgence,
    • comparer le paramètre électrique mesuré de la batterie en cas de démarrage réussi de moteur avec la table de valeurs prédéterminées modifiée,
    • déterminer la capacité de la batterie à alimenter le dispositif de sécurité du véhicule rencontrant la situation d’urgence, en fonction du paramètre électrique mesuré en cas de démarrage réussi de moteur et de la table de valeurs prédéterminées modifiée.
  7. Procédé de diagnostic selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre l’étape consistant à:
    • envoyer un message à un centre d’entretien de sorte à prévenir d’un entretien du véhicule à venir.
  8. Procédé de diagnostic selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant la sous-étape consistant à:
    • détecter un appel de courant de démarrage supérieur à un seuil de courant prédéterminé, de sorte à détecter un démarrage réussi (20) de moteur à l’aide de la batterie (2).
  9. Procédé de diagnostic selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’étape de mesure d’au moins un paramètre électrique de la batterie (2) en cas de démarrage réussi, comprend les sous-étapes consistant à:
    • mesurer un courant à travers au moins un composant de la batterie, et/ou
    • mesurer une tension à des bornes de la batterie, et/ou
    • mesurer un état de charge de la batterie, et/ou
    • mesurer une température de la batterie.
  10. Véhicule comprenant au moins une batterie (2), au moins un dispositif de sécurité, une interface homme-machine et une unité de commande, spécialement conçus pour la mise en œuvre du procédé de diagnostic de l’une quelconque des revendications précédentes.
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