FR3132956A1 - Surveillance d’un groupe d’alimentation électrique à deux batteries de servitude d’un système - Google Patents
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Abstract
Un procédé de surveillance est mis en œuvre dans un système comprenant un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique propre à recharger une première batterie de servitude et une seconde batterie de servitude associée à un dispositif de sécurité permettant sa recharge et empêchant sa décharge hormis pour alimenter un équipement électrique sécuritaire. Ce procédé comprend une étape (10-60) dans laquelle on surveille si une première tension, mesurée entre le dispositif de sécurité et la seconde batterie de servitude et représentative d’une phase de recharge de cette dernière, est cohérente avec une seconde tension mesurée en sortie du générateur d’énergie électrique, et en cas d’incohérence on effectue dans le système au moins une action. Figure 3
Description
L’invention concerne les systèmes comprenant un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique et deux batteries de servitude rechargeables, et plus précisément la surveillance du groupe d’alimentation de tels systèmes.
Comme le sait l’homme de l’art, certains systèmes, comme par exemple certains véhicules (éventuellement de type automobile), comprennent un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique et des première et seconde batteries de servitude rechargeables. Par exemple, dans le cas d’un véhicule ce générateur d’énergie électrique peut être un alternateur ou un alterno-démarreur lorsque le véhicule comprend un groupe motopropulseur (ou GMP) comportant au moins une machine motrice thermique, ou bien un convertisseur de courant associé à une batterie principale de type basse, moyenne ou haute tension, lorsque le GMP comprend au moins une machine motrice électrique.
Dans ce qui suit et ce qui précède, on entend par « batterie de servitude » une batterie rechargeable par au moins un générateur d’énergie électrique et de type très basse tension (typiquement 12 V, 24 V ou 48 V).
Par ailleurs, dans ce qui suit et ce qui précède, on entend par « réseau de bord » un réseau d’alimentation électrique auquel sont couplés des équipements (ou organes) électriques (ou électroniques) consommant de l’énergie électrique et étant « non prioritaire(s) » pour l’un au moins d’entre eux et « sécuritaire(s) » (et donc prioritaire(s)) pour au moins un autre d’entre eux.
De plus, dans ce qui suit et ce qui précède, on entend par « équipement (ou organe) sécuritaire » un équipement (ou organe) assurant au moins une fonction dite « sécuritaire » du fait qu’elle concerne la sécurité des usagers d’un système, et donc devant être alimenté en énergie électrique de façon prioritaire, en cas de besoin. C’est le cas, par exemple, de la direction assistée électrique ou d’un dispositif de freinage tout électrique (frein de service, frein de secours, système d’aide au freinage ou anti-patinage, par exemple), ou encore d’un dispositif de contrôle de trajectoire.
Lorsque le groupe d’alimentation comprend un générateur d’énergie électrique et des première et seconde batteries de servitude rechargeables, c’est le générateur d’énergie électrique (associé à la batterie principale) qui est chargé d’alimenter le réseau de bord et de recharger les première et seconde batteries de servitude lorsqu’il est actif. Lorsque le réseau de bord nécessite à un instant donné une énergie (ou puissance) électrique que le générateur d’énergie électrique (actif) ne peut pas fournir seul (éventuellement du fait d’une défaillance du générateur d’énergie électrique) ou que le générateur d’énergie électrique est inactif, c’est la première batterie de servitude (parfois dite principale) qui doit fournir le complément ou l’intégralité de l’énergie électrique au réseau de bord en garantissant des niveaux de tension minima aux organes sécuritaires. Il y a alors un risque de décharge de la première batterie de servitude pouvant provoquer une chute de tension aux bornes de cette dernière et donc une chute de tension aux bornes du réseau de bord (phénomène dit « d’écroulement ») pouvant alors impacter le fonctionnement nominal des équipements électriques couplés au réseau de bord et en particulier ceux qui sont sécuritaires.
La seconde batterie de servitude est chargée d’alimenter en énergie électrique au moins l’un des équipements électriques sécuritaires (ci-après dit associé) lorsque le générateur d’énergie électrique et la première batterie de servitude ne sont pas en capacité de le faire. Elle constitue donc une batterie de servitude de secours (ou secondaire) qui améliore la sécurité de fonctionnement du système. Généralement, la capacité de stockage de la seconde batterie de servitude est inférieure à celle de la première batterie de servitude.
Afin que la seconde batterie de servitude puisse être rechargée par le générateur d’énergie électrique mais ne puisse se décharger que pour alimenter chaque équipement électrique sécuritaire associé, cette seconde batterie de servitude est associée à un dispositif de sécurité. Ce dernier comprend généralement au moins une diode permettant au courant de recharge (fourni par le générateur d’énergie électrique) de passer, mais empêchant le courant généré par la seconde batterie de servitude de passer pour rejoindre le réseau de bord si l’on excepte chaque équipement électrique sécuritaire associé.
Parfois, le dispositif de sécurité fait l’objet d’une défaillance, comme par exemple un court-circuit, qui peut empêcher le passage du courant de recharge fourni par le générateur d’énergie électrique, et donc empêche la recharge de la seconde batterie de servitude. Dans ce cas, la seconde batterie de servitude se décharge progressivement, et donc devient assez rapidement incapable d’offrir sur ses bornes une tension qui est compatible avec le niveau de performance minimal attendu de chaque équipement électrique sécuritaire associé, ce qui peut s’avérer dangereux lorsque le générateur d’énergie électrique et la première batterie de servitude ne sont pas en capacité d’offrir cette tension compatible.
L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation en proposant une surveillance du fonctionnement du dispositif de sécurité du groupe d’alimentation d’un système.
Elle propose notamment à cet effet un procédé de surveillance destiné à être mis en œuvre dans un système comprenant un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique propre à recharger une première batterie de servitude et une seconde batterie de servitude associée à un dispositif de sécurité destiné à permettre sa recharge et à empêcher sa décharge hormis pour alimenter un équipement électrique sécuritaire.
Ce procédé de surveillance se caractérise par le fait qu’il comprend une étape dans laquelle :
- on surveille si une première tension, mesurée entre le dispositif de sécurité et la seconde batterie de servitude et représentative d’une phase de recharge de cette dernière, est cohérente avec une seconde tension mesurée en sortie du générateur d’énergie électrique, et
- en cas d’incohérence on effectue dans le système au moins une action.
Cette surveillance de la première tension (en aval du dispositif de sécurité), permet désormais de détecter en temps réel une défaillance du dispositif de sécurité, et donc d’agir en conséquence.
Le procédé de surveillance selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :
- dans son étape on peut comparer une première valeur, représentative d’un écart entre les première et seconde tensions, à un premier seuil choisi, et lorsque cette première valeur est supérieure à ce premier seuil on peut effectuer dans le système au moins une action ;
- en présence de la première option, dans son étape on peut effectuer une action consistant à appliquer sur une entrée du dispositif de sécurité, avec le générateur d’énergie électrique, un profil de tension choisi, et à surveiller si la première tension a une évolution temporelle représentative de ce profil de tension appliqué, et dans la négative on peut effectuer dans le système au moins une autre action, tandis que dans l’affirmative on peut considérer qu’il n’y a pas de défaillance du dispositif de sécurité ;
- en présence de la dernière sous-option, dans son étape on peut comparer la première tension à un deuxième seuil qui est fonction du profil de tension appliqué, pendant une première durée d’application de ce dernier, et lorsque la première tension est inférieure à ce deuxième seuil pendant cette durée d’application on peut effectuer dans le système au moins une autre action, tandis que lorsque la première tension est supérieure ou égale à ce deuxième seuil pendant la première durée d’application on peut considérer qu’il n’y a pas de défaillance du dispositif de sécurité ;
- également en présence de la dernière sous-option, dans son étape le profil de tension appliqué peut comprendre une première partie pendant laquelle le générateur d’énergie électrique applique une tension constante d’une valeur choisie et pendant une deuxième durée d’application choisie sur l’entrée du dispositif de sécurité ;
- également en présence de la dernière sous-option, dans son étape chaque autre action peut être choisie parmi une incrémentation d’une unité d’une valeur en cours d’un compteur de défaillance, une adaptation d’une gestion de l’alimentation énergétique du système, une génération d’une alerte d’un usager du système d’un besoin de faire vérifier ce dernier, et un enregistrement d’un code défaut représentatif d’une défaillance du dispositif de sécurité ;
- en présence de la dernière sous-sous-option, dans son étape, lorsque l’on effectue l’incrémentation, on peut ensuite comparer à un troisième seuil choisi la valeur en cours du compteur de défaillance, et lorsque cette valeur en cours est supérieure à ce troisième seuil on peut considérer que le dispositif de sécurité est défaillant et on peut effectuer dans le système encore au moins une autre action choisie parmi celles mentionnées ci-avant et différente de l’incrémentation.
L’invention propose également un produit programme d’ordinateur comprenant un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement, est propre à mettre en œuvre un procédé de surveillance du type de celui présenté ci-avant pour surveiller un groupe d’alimentation alimentant en énergie électrique un réseau de bord d’un système et comprenant un générateur d’énergie électrique propre à recharger une première batterie de servitude et une seconde batterie de servitude associée à un dispositif de sécurité destiné à permettre sa recharge et à empêcher sa décharge hormis pour alimenter un équipement électrique sécuritaire du réseau de bord.
L’invention propose également un dispositif de surveillance destiné à équiper un système comprenant un générateur d’énergie électrique propre à recharger une première batterie de servitude et une seconde batterie de servitude associée à un dispositif de sécurité destiné à permettre sa recharge et à empêcher sa décharge hormis pour alimenter un équipement électrique sécuritaire.
Ce dispositif de surveillance se caractérise par le fait qu’il comprend au moins un processeur et au moins une mémoire agencés pour effectuer les opérations consistant :
- à surveiller si une première tension, mesurée entre le dispositif de sécurité et la seconde batterie de servitude et représentative d’une phase de recharge de cette dernière, est cohérente avec une seconde tension mesurée en sortie du générateur d’énergie électrique, et
- en cas d’incohérence à déclencher la réalisation dans le système d’au moins une action.
L’invention propose également un système comprenant un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique propre à recharger une première batterie de servitude et une seconde batterie de servitude associée à un dispositif de sécurité destiné à permettre sa recharge et à empêcher sa décharge hormis pour alimenter un équipement électrique sécuritaire, ainsi qu’un dispositif de surveillance du type de celui présenté ci-avant.
Par exemple, ce système peut être un véhicule, éventuellement de type automobile.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels :
L’invention a notamment pour but de proposer un procédé de surveillance, et un dispositif de surveillance DS1 associé, destinés à permettre la surveillance dans un système S d’un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique GE et des première B1 et seconde B2 batteries de servitude et chargé d’alimenter en énergie électrique un réseau de bord RB auquel sont couplés des équipements électriques parmi lesquels au moins un (EES) est sécuritaire.
Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le système S est un véhicule de type automobile, comme par exemple une voiture, comme illustré sur la . Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de système. Elle concerne en effet tout type de système comprenant un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique et des première et seconde batteries de servitude, la seconde batterie de servitude étant plus particulièrement chargée d’alimenter au moins un équipement électrique sécuritaire (couplé au réseau de bord) lorsque le générateur d’énergie électrique et la première batterie de servitude ne sont pas en capacité de le faire. Ainsi, l’invention concerne, par exemple, les véhicules terrestres (véhicules utilitaires, camping-cars, minibus, cars, camions, motocyclettes, engins de voirie, engins de chantier, engins agricoles, engins de loisir (motoneige, kart), et engins à chenille(s), par exemple), les bateaux, les aéronefs, les installations électrifiées (éventuellement de type industrielle), et les bâtiments électrifiés.
Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule S comprend un groupe motopropulseur (ou GMP) de type tout électrique (et donc dont la motricité est assurée exclusivement par au moins une machine motrice électrique). Mais le GMP pourrait être de type hybride (thermique et électrique).
En outre, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que la seconde batterie de servitude B2 est chargée d’alimenter un unique équipement électrique sécuritaire EES constituant un dispositif de freinage tout électrique (frein de service et/ou frein de secours et/ou système d’aide au freinage ou à l’anti-patinage, par exemple) du véhicule S. Mais la seconde batterie de servitude B2 pourrait être chargée d’alimenter un équipement électrique sécuritaire d’un autre type, comme par exemple une direction assistée électrique ou un dispositif de contrôle de trajectoire, ou bien plusieurs (au moins deux) équipements électriques sécuritaires.
On a schématiquement représenté sur la un système S (ici un véhicule) comprenant une chaîne de transmission à GMP électrique, un réseau de bord RB, un groupe d’alimentation comprenant des première B1 et seconde B2 batteries de servitude et un générateur d’énergie électrique GE, et un dispositif de surveillance DS1 selon l’invention.
Le réseau de bord RB est un réseau d’alimentation électrique auquel sont couplés (ou connectés) des équipements (ou organes) électriques (ou électroniques) qui consomment de l’énergie électrique et qui pour certains d’entre eux sont « non prioritaires » et pour certains autres (EES) sont « sécuritaires » (et donc prioritaires).
On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur la seul un unique équipement électrique sécuritaire EES est couplé au réseau de bord RB, car c’est celui qui doit être, ici, alimenté en énergie électrique par la seconde batterie de servitude B2 lorsque le générateur d’énergie électrique GE et la première batterie de servitude B1 ne sont pas en capacité de le faire. Mais habituellement plusieurs équipements électriques non sécuritaires et plusieurs équipements électriques sécuritaires sont couplés au réseau de bord RB. A titre d’exemple, dans un véhicule un équipement (ou organe) sécuritaire peut être une direction assistée électrique, ou un dispositif de freinage électrique (frein de service, frein de secours, système d’aide au freinage ou anti-patinage, par exemple), ou encore un dispositif de contrôle de trajectoire, par exemple, et un équipement (ou organe) non prioritaire peut être une installation de chauffage/climatisation ou un dispositif de chauffage de siège ou encore un dispositif de massage de siège.
La première batterie de servitude B1 est chargée de fournir de l’énergie électrique au réseau de bord RB, en complément de celle fournie par le générateur d’énergie électrique GE, et parfois à la place de ce générateur d’énergie électrique GE. Par exemple, cette première batterie de servitude B1 peut être agencée sous la forme d’une batterie de type très basse tension (typiquement 12 V, 24 V ou 48 V). Elle est rechargeable au moins par le générateur d’énergie électrique GE. On considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que la première batterie de servitude B1 est de type Lithium-ion 12 V.
La seconde batterie de servitude B2 est chargée de fournir de l’énergie électrique à au moins un équipement électrique sécuritaire EES associé (ici un dispositif de freinage tout électrique) couplé au réseau de bord RB, lorsque le générateur d’énergie électrique GE et la première batterie de servitude B1 ne sont pas en capacité de le faire. Par exemple, cette seconde batterie de servitude B2 peut être agencée sous la forme d’une batterie de type très basse tension (typiquement 12 V, 24 V ou 48 V). Elle est rechargeable au moins par le générateur d’énergie électrique GE. On considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que la seconde batterie de servitude B2 est de type Lithium-ion 12 V. Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que la capacité de stockage de la seconde batterie de servitude B2 est inférieure à celle de la première batterie de servitude B1. Mais cela n’est pas obligatoire.
Comme illustré sur la , la seconde batterie de servitude B2 est associée à un dispositif de sécurité DS2 qui est destiné à permettre sa recharge par le générateur d’énergie électrique GE et à empêcher sa décharge dans le réseau de bord RB hormis pour alimenter l’équipement électrique sécuritaire EES associé. Ce dispositif de sécurité DS2 est donc installé entre la seconde batterie de servitude B2 et le générateur d’énergie électrique GE et entre la seconde batterie de servitude B2 et le réseau de bord RB.
Par exemple, ce dispositif de sécurité DS2 peut comprendre au moins une diode permettant au courant de recharge (fourni par le générateur d’énergie électrique GE) de passer pour recharger la seconde batterie de servitude B2, mais empêchant le courant généré par la seconde batterie de servitude B2 de passer pour rejoindre le réseau de bord RB si l’on excepte chaque équipement électrique sécuritaire EES associé.
La chaîne de transmission a un GMP qui est, ici, purement électrique et donc qui comprend, notamment, une machine motrice électrique MM1, un arbre moteur AM, une batterie principale BP et un arbre de transmission AT. On entend ici par « machine motrice électrique » une machine électrique agencée de manière à fournir ou récupérer du couple pour déplacer le système S.
La machine motrice électrique MM1 (ici un moteur électrique) est couplée à la batterie principale BP, afin d’être alimentée en énergie électrique, ainsi qu’éventuellement d’alimenter cette batterie principale BP en énergie électrique, notamment lors d’un freinage récupératif. Elle est couplée à l’arbre moteur AM, pour lui fournir du couple par entraînement en rotation. Cet arbre moteur AM est ici couplé à un réducteur RD qui est aussi couplé à l’arbre de transmission AT, lui-même couplé à un premier train T1 (ici de roues), de préférence via un différentiel D1.
Ce premier train T1 est ici situé dans la partie avant PVV du système S. Mais dans une variante ce premier train T1 pourrait être celui qui est ici référencé T2 et qui est situé dans la partie arrière PRV du système S.
La batterie principale (ou de traction) BP peut, par exemple, comprendre des cellules de stockage d’énergie électrique, éventuellement électrochimiques (par exemple de type lithium-ion (ou Li-ion) ou Ni-Mh ou Ni-Cd). Egalement par exemple, la batterie principale BP peut être de type basse tension (typiquement 450 V à titre illustratif). Mais elle pourrait être de type moyenne tension ou haute tension.
La machine motrice électrique MM1 est, ici, aussi couplée au générateur d’énergie électrique GE qui est aussi couplé indirectement aux première B1 et seconde B2 batteries de servitude, notamment pour les recharger avec de l’énergie électrique issue de la batterie principale BP et convertie.
Ce générateur d’énergie électrique GE est un convertisseur de courant, à titre d’exemple. Il est ici aussi chargé d’alimenter le réseau de bord RB en énergie électrique issue de la batterie principale BP et convertie, en plus d’assurer la recharge des première B1 et seconde B2 batteries de servitude.
On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur la le système S comprend un boîtier de distribution BD auquel sont couplés les première B1 et seconde B2 batteries de servitude, le générateur d’énergie électrique GE et le réseau de bord RB. Ce boîtier de distribution BD est chargé de distribuer dans le réseau de bord RB l’énergie électrique produite par le générateur d’énergie électrique GE et/ou stockée dans la première B1 ou seconde B2 batterie de servitude, pour l’alimentation des organes (ou équipements) électriques (y compris le sécuritaire EES) en fonction de demandes d’alimentation reçues. La gestion de la distribution de cette énergie électrique peut être assurée par un calculateur de supervision CS. Dans l’exemple illustré non limitativement sur la , le calculateur de supervision CS fait partie du boîtier de distribution BD. Mais dans une variante de réalisation (non illustrée) le calculateur de supervision CS pourrait ne pas faire partie du boîtier de distribution BD.
Comme évoqué plus haut, l’invention propose notamment un procédé de surveillance destiné à permettre la surveillance du groupe d’alimentation du système S, et plus précisément de son dispositif de sécurité DS2, pour détecter lorsque ce dernier (DS2) fait l’objet d’une défaillance.
Ce procédé (de gestion) peut être mis en œuvre au moins en partie par un dispositif de surveillance DS1 du type de celui illustré sur la et comprenant au moins un processeur PR1 et au moins une mémoire MD qui sont agencés pour effectuer des opérations lorsqu’il a été réveillé, par exemple par le calculateur de supervision CS, ou dès que l’électronique embarquée est réveillée par un calculateur maître du véhicule.
On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur la , le dispositif de surveillance DS1 fait partie du calculateur de supervision CS. Mais il pourrait s’agir d’un équipement couplé au calculateur de supervision CS. D’une manière générale, le dispositif de surveillance DS1 est réalisé sous la forme d’une combinaison de circuits ou composants électriques ou électroniques (ou « hardware ») et de modules logiciels (ou « software »). A titre d’exemple, il peut s’agir d’un microcontrôleur.
Le processeur PR1 peut, par exemple, être un processeur de signal numérique (ou DSP (« Digital Signal Processor »)). Ce processeur PR1 peut comprendre des circuits intégrés (ou imprimés), ou bien plusieurs circuits intégrés (ou imprimés) reliés par des connections filaires ou non filaires. On entend par circuit intégré (ou imprimé) tout type de dispositif apte à effectuer au moins une opération électrique ou électronique.
La mémoire MD est vive afin de stocker des instructions pour la mise en œuvre par le processeur PR1 d’une partie au moins du procédé de surveillance décrit ci-dessous (et donc de ses fonctionnalités).
Comme illustré non limitativement sur la , le procédé (de gestion), selon l’invention, comprend une étape 10-60.
Cette étape 10-60 comprend une sous-étape 30 dans laquelle on (le dispositif de surveillance DS1) surveille si une première tension u1, mesurée entre le dispositif de sécurité DS2 et la seconde batterie de servitude B2 et représentative d’une phase de recharge de cette dernière (B2), est cohérente avec une seconde tension u2 mesurée en sortie du générateur d’énergie électrique GE. La notion de « cohérence » signifie ici que la première tension u1 doit correspondre à la seconde tension u2 compte tenu des pertes de tension introduites par les liaisons et composants électriques (ou électroniques) séparant le générateur d’énergie électrique GE du lieu où est mesurée la première tension u1 (à savoir à la sortie (ou en aval) du dispositif de sécurité DS2 quand on considère le sens le circulation du courant de recharge issu du générateur d’énergie électrique GE). Par ailleurs, on comprendra que le générateur d’énergie électrique GE doit être actif pour que l’invention puisse être mise en œuvre. Par conséquent, lorsque le système S est un véhicule, il est préférable de mettre en œuvre l’invention pendant chaque phase de roulage du véhicule S.
L’étape 10-60 comprend aussi une sous-étape 40 dans laquelle on effectue (le dispositif de surveillance DS1 déclenche la réalisation) dans le système S au (d’au) moins une action en cas d’incohérence entre les première u1 et seconde u2 tensions, et donc lorsque la première tension u1 est anormale au regard de la seconde tension u2.
Grâce à cette surveillance de la première tension u1 (en aval du dispositif de sécurité DS2), il est désormais possible de détecter en temps réel une défaillance du dispositif de sécurité DS2, et donc d’agir en conséquence car une telle défaillance peut empêcher le passage du courant de recharge fourni par le générateur d’énergie électrique GE, et donc empêcher la recharge de la seconde batterie de servitude B2, la rendant ainsi progressivement incapable d’offrir sur ses bornes une tension compatible avec le niveau de performance minimal attendu de l’équipement électrique sécuritaire associé EES.
On comprendra que ce sont les processeur PR1 et mémoire MD qui sont agencés pour effectuer les opérations consistant à surveiller si la première tension u1 est cohérente avec la seconde tension u2, et en cas d’incohérence à déclencher la réalisation dans le système S d’au moins une action.
On notera, comme illustré non limitativement sur la , que l’on peut intercaler un dispositif auxiliaire DA entre la seconde batterie de servitude B2 et le dispositif de sécurité DS2, afin de faciliter ou permettre de mesurer chaque première tension u1 juste en aval du dispositif de sécurité DS2. Par exemple, et comme illustré non limitativement sur la , ce dispositif auxiliaire DA peut comprendre un interrupteur (ou commutateur) monté en parallèle avec une diode polarisée de façon opposée à la diode du dispositif de sécurité DS2. Chaque mesure de première tension u1 est alors effectuée par un dispositif de mesure (non illustré) et par exemple au moins en partie intercalé entre le dispositif auxiliaire DA et le dispositif de sécurité DS2.
Par exemple, et comme illustré non limitativement sur la , l’étape 10-60 peut comprendre une sous-étape 20 dans laquelle on (le dispositif de surveillance DS1) peut déterminer, de façon répétitive (par exemple périodiquement), une première valeur v1 qui est représentative de l’écart entre les première u1 et seconde u2 tensions. A titre d’exemple, chaque première valeur v1 peut être égale à la valeur absolue de la différence (ou l’écart) entre les première u1 et seconde u2 tensions (soit v1 = |u2 – u1|). Cela permet de tenir compte des écarts positifs comme des écarts négatifs. Mais dans une variante de réalisation on pourrait ne tenir compte que des écarts positifs (à savoir (u2 – u1) > 0).
Dans ce cas, dans la sous-étape 30 de l’étape 10-60 on (le dispositif de surveillance DS1) peut comparer chaque première valeur v1 déterminée à un premier seuil s1 choisi, et lorsque cette première valeur v1 est supérieure à ce premier seuil s1 on effectue (le dispositif de surveillance DS1 déclenche la réalisation) dans le système S au (d’au) moins une action. Le premier seuil s1 est ici choisi pour caractériser l’écart maximal pouvant normalement exister entre les première u1 et seconde u2 tensions en l’absence de défaillance du dispositif de sécurité DS2. Par conséquent, tant que la première valeur v1 demeure inférieure ou égale au premier seuil s1, c’est que le dispositif de sécurité DS2 fonctionne à priori normalement (et donc on retourne effectuer la sous-étape 20 (ainsi qu’une éventuelle sous-étape 10) avec de nouvelles première u1 et seconde u2 tensions), mais lorsque la première valeur v1 est supérieure au premier seuil s1 cela indique que le dispositif de sécurité DS2 est défaillant car la perte de tension qu’il induit est trop importante (et donc on effectue la sous-étape 40).
Par exemple, le premier seuil s1 peut être compris entre +0,5 V et +1,5 V. A titre d’exemple, le premier seuil s1 peut être égal à +1 V.
On notera qu’afin d’éviter que le résultat de la surveillance soit faussé par une tension anormalement basse en sortie du générateur d’énergie électrique GE, l’étape 10-60 peut comprendre une toute première sous-étape 10 dans laquelle on (le dispositif de surveillance DS1) commence par comparer la seconde tension u2 à un (quatrième) seuil s4 qui est représentatif de la tension minimale aux bornes du générateur d’énergie électrique GE lorsqu’il est dans une phase de fourniture d’énergie électrique. Dans ce cas, lorsque la seconde tension u2 est inférieure ou égale au quatrième seuil s4 (soit u2 ≤ s4), on retourne effectuer la sous-étape 10 avec une nouvelle seconde tension u2. En revanche, lorsque la seconde tension u2 est supérieure au quatrième seuil s4 (soit u2 > s4), on effectue la sous-étape 20 avec les première u1 et seconde u2 tensions venant d’être mesurées.
On notera également que dans la sous-étape 40 de l’étape 10-60 on peut effectuer (le dispositif de surveillance DS1 peut déclencher la réalisation) dans le système S au (d’au) moins une action qui consiste à appliquer sur une entrée du dispositif de sécurité DS2, avec le générateur d’énergie électrique GE, un profil de tension choisi. Cette application d’un profil de tension choisi est destinée à obtenir la confirmation ou l’infirmation de la défaillance du dispositif de sécurité DS2.
En présence de cette application, et comme illustré non limitativement sur la , l’étape 10-60 peut comprendre une sous-étape 50 dans laquelle on (le dispositif de surveillance DS1) peut surveiller si la première tension u1 a une évolution temporelle qui est représentative du profil de tension appliqué.
Si cette évolution temporelle de la première tension u1 n’est pas représentative du profil de tension appliqué (et donc dans la négative), on peut effectuer (le dispositif de surveillance DS1 peut déclencher la réalisation) dans le système S au (d’au) moins une autre action. On considère en effet que la défaillance du dispositif de sécurité DS2 est confirmée et donc qu’il faut agir en conséquence.
En revanche, si l’évolution temporelle de la première tension u1 est effectivement représentative du profil de tension appliqué (et donc dans l’affirmative), on peut retourner effectuer la sous-étape 20 (ainsi que l’éventuelle sous-étape 10) avec de nouvelles première u1 et seconde u2 tensions. On considère en effet que la défaillance du dispositif de sécurité DS2 est infirmée (absence de défaillance) et donc qu’il n’y a pas lieu d’effectuer une nouvelle action dans le système S.
Par exemple, dans la sous-étape 50 de l’étape 10-60 on (le dispositif de surveillance DS1) peut comparer la première tension u1 à un deuxième seuil s2 qui est fonction du profil de tension appliqué, pendant une première durée d1 d’application de ce dernier. Puis, lorsque dans cette sous-étape 50 la première tension u1 est inférieure à ce deuxième seuil s2 (soit u1 < s2) pendant cette première durée d’application d1, on peut effectuer (le dispositif de surveillance DS1 peut déclencher la réalisation) dans le système S au (d’au) moins une autre action. En revanche, lorsque dans la sous-étape 50 la première tension u1 est supérieure ou égale au deuxième seuil s2 (soit u1 ≥ s2) pendant la première durée d’application d1, on considère qu’il n’y a pas de défaillance du dispositif de sécurité DS2 et donc on retourne effectuer la sous-étape 20 (ainsi que l’éventuelle sous-étape 10).
Egalement par exemple, dans la sous-étape 40 de l’étape 10-60 le profil de tension appliqué peut comprendre une première partie pendant laquelle le générateur d’énergie électrique GE applique une seconde tension u2 constante, d’une valeur choisie uc et pendant une deuxième durée d’application d2 choisie, sur l’entrée du dispositif de sécurité DS2. Cette première partie (préparatoire) est destinée à instaurer une seconde tension u2 stable en sortie du générateur d’énergie électrique GE, avant de faire varier temporellement cette seconde tension u2 avec une seconde partie (principale) du profil de tension pendant une troisième durée d’application d3 qui est égale à la différence entre les première d1 et deuxième d2 durées d’application.
Ainsi, si le dispositif de sécurité DS2 fonctionne correctement la variation temporelle de la seconde tension u2 pendant la seconde partie du profil de tension doit induire une variation similaire de la première tension u1 (en aval du dispositif de sécurité DS2), et si le dispositif de sécurité DS2 est défaillant la variation temporelle de la seconde tension u2 pendant la seconde partie du profil de tension ne doit pas avoir d’impact significatif sur la première tension u1 (et en tout cas ne doit pas induire de variation similaire à cette variation temporelle).
Par exemple, la deuxième durée d’application d2 peut être comprise entre 200 ms et 1 s. A titre d’exemple, la deuxième durée d’application d2 peut être égale à 500 ms.
Egalement par exemple, lorsque la tension du réseau de bord est de 12 V, la valeur choisie et constante uc de la seconde tension u2 (pendant la deuxième durée d’application d2) peut être comprise entre 12,8 V et 13,2 V. A titre d’exemple, cette valeur choisie uc peut être égale à 13 V.
Egalement par exemple, pendant la troisième durée d’application d3 du profil de tension on peut faire varier relativement lentement la seconde tension u2 à partir de la valeur choisie uc et jusqu’à une valeur maximale u2max. Dans ce cas, lorsque la tension du réseau de bord est de 12 V, la valeur maximale u2max peut, par exemple, être comprise entre 14 V et 15,5 V. A titre d’exemple, cette valeur maximale u2max peut être égale à 15 V.
Par ailleurs, la troisième durée d’application d3 peut, par exemple, être comprise entre 1,5 s et 3 s. A titre d’exemple, cette troisième durée d’application d3 peut être égale à 2 s.
Egalement par exemple, le deuxième seuil s2 peut être fonction de la première valeur u1 en présence de la valeur choisie uc et de la valeur maximale u2max. Dans ce cas, le deuxième seuil s2 peut, par exemple, être compris entre la première valeur u1 en présence de la valeur choisie uc augmentée de 0,3 V et la première valeur u1 en présence de la valeur choisie uc augmentée de 0,8 V. A titre d’exemple, le deuxième seuil s2 peut être égal à la première valeur u1 en présence de la valeur choisie uc augmentée de 0,5 V.
Egalement par exemple, dans la sous-étape 40 ou dans la sous-étape 60 de l’étape 10-60 chaque autre action peut être choisie parmi :
- une incrémentation d’une unité de la valeur en cours vc d’un compteur de défaillance,
- une adaptation de la gestion de l’alimentation énergétique du système S,
- une génération d’une alerte d’un usager du système S d’un besoin de faire vérifier ce dernier (S), et
- un enregistrement d’un code défaut représentatif d’une défaillance du dispositif de sécurité DS2.
Par exemple, l’alerte d’un usager du véhicule S peut se faire par un simple voyant allumé ou par un message de service (éventuellement dédié à la défaillance détectée du dispositif de sécurité DS2) qui est affiché sur au moins un écran du véhicule S (par exemple du tableau de bord) ou sur l’écran d’un téléphone intelligent (ou « smartphone ») de l’usager, et/ou diffusé par au moins un haut-parleur du véhicule S ou de ce téléphone intelligent.
Egalement par exemple, après chaque détection d’une défaillance du dispositif de sécurité DS2 on peut stocker au moins un code défaut dans une mémoire (éventuellement morte) du calculateur de supervision CS ou d’un autre calculateur embarqué (par exemple chargé du stockage de tous les codes défaut dans le véhicule S). L’enregistrement de chaque code défaut permet d’informer de chaque défaillance du dispositif de sécurité DS2 un service après-vente.
On notera également que dans l’étape 10-60, lorsque l’on effectue l’incrémentation d’une unité de la valeur en cours vc du compteur de défaillance, on (le dispositif de surveillance DS1) peut ensuite comparer à un troisième seuil s3 choisi la valeur en cours vc du compteur de défaillance. Dans ce cas, lorsque cette valeur en cours vc est supérieure à ce troisième seuil s3 (soit vc > s3), on (le dispositif de surveillance DS1) peut considérer que le dispositif de sécurité DS2 est réellement défaillant et on peut effectuer dans le système S encore au moins une autre action qui est choisie parmi celles mentionnées ci-avant et différente de l’incrémentation (comme par exemple l’adaptation de la gestion de l’alimentation énergétique du système S et/ou la génération d’une alerte d’usager et/ou l’enregistrement d’un code défaut). Mais, lorsque la valeur en cours vc est inférieure ou égale au troisième seuil s3 (soit vc ≤ s3), on (le dispositif de surveillance DS1) peut reporter sa décision relative à la réalité de la défaillance du dispositif de sécurité DS2 et donc on n’effectue pas (le dispositif de surveillance DS1 ne déclenche pas la réalisation) une (d’une) autre action choisie parmi celles mentionnées ci-avant et différente de l’incrémentation.
Par exemple, le troisième seuil s3 peut être compris entre 1 et 3. A titre d’exemple, le troisième seuil s3 peut être égal à 2.
Lorsque le système S est un véhicule, il est préférable de n’incrémenter d’une unité la valeur en cours vc qu’une seule fois pendant une phase de roulage du véhicule S. Dans ce cas, lors de la phase de roulage suivante on repart de la valeur en cours vc à la fin de la phase de roulage précédente. Par ailleurs, lorsqu’au démarrage d’une phase de roulage on détecte qu’il n’y a plus de défaillance du dispositif de sécurité DS2, on met préférentiellement à zéro la valeur en cours vc (dans tout autre cas on maintient la valeur en cours vc).
On notera également, comme illustré non limitativement sur la , que le calculateur de supervision CS (ou l’éventuel calculateur du dispositif de surveillance DS1) peut aussi comprendre, en complément des mémoire vive MD et processeur PR1, une mémoire de masse MM2, notamment pour le stockage des premières u1 et secondes u2 tensions, et de données intermédiaires intervenant dans tous ses calculs et traitements. Par ailleurs, ce calculateur de supervision CS (ou l’éventuel calculateur du dispositif de surveillance DS1) peut aussi comprendre une interface d’entrée IE pour la réception des premières u1 et secondes u2 tensions, éventuellement après les avoir mises en forme et/ou démodulées et/ou amplifiées, de façon connue en soi, au moyen d’un processeur de signal numérique PR2. De plus, ce calculateur de supervision CS (ou l’éventuel calculateur du dispositif de surveillance DS1) peut aussi comprendre une interface de sortie IS, notamment pour délivrer au moins les messages (ou ordres) de déclenchement du profil de tension, ou des messages contenant des codes défaut, ou des messages signalant une défaillance.
On notera également que l’invention propose aussi un produit programme d’ordinateur (ou programme informatique) comprenant un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement de type circuits électroniques (ou hardware), comme par exemple le processeur PR1, est propre à mettre en œuvre le procédé de surveillance décrit ci-avant pour surveiller le groupe d’alimentation (comprenant le générateur d’énergie électrique GE et les première B1 et seconde B2 batteries de servitude) du système S.
Claims (10)
- Procédé de surveillance pour un système (S) comprenant un réseau de bord (RB) alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique (GE) propre à recharger une première batterie de servitude (B1) et une seconde batterie de servitude (B2) associée à un dispositif de sécurité (DS2) destiné à permettre la recharge de ladite seconde batterie de servitude (B2) et à empêcher la décharge de ladite seconde batterie de servitude (B2) hormis pour alimenter un équipement électrique sécuritaire (EES), caractérisé en ce qu’il comprend une étape (10-60) dans laquelle on surveille si une première tension, mesurée entre ledit dispositif de sécurité (DS2) et ladite seconde batterie de servitude (B2) et représentative d’une phase de recharge de cette dernière (B2), est cohérente avec une seconde tension mesurée en sortie dudit générateur d’énergie électrique (GE), et en cas d’incohérence on effectue dans ledit système (S) au moins une action.
- Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60) on compare une première valeur, représentative d’un écart entre lesdites première et seconde tensions, à un premier seuil choisi, et lorsque ladite première valeur est supérieure audit premier seuil on effectue dans ledit système (S) au moins une action.
- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60) on effectue une action consistant à appliquer sur une entrée dudit dispositif de sécurité (DS2), avec ledit générateur d’énergie électrique (GE), un profil de tension choisi, et à surveiller si ladite première tension a une évolution temporelle représentative dudit profil de tension appliqué, et dans la négative on effectue dans ledit système (S) au moins une autre action, tandis que dans l’affirmative on considère qu’il n’y a pas de défaillance dudit dispositif de sécurité (DS2).
- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60) on compare ladite première tension à un deuxième seuil fonction dudit profil de tension appliqué, pendant une première durée d’application de ce dernier, et lorsque ladite première tension est inférieure audit deuxième seuil pendant ladite durée d’application on effectue dans ledit système (S) au moins une autre action, tandis que lorsque ladite première tension est supérieure ou égale audit deuxième seuil pendant ladite première durée d’application on considère qu’il n’y a pas de défaillance dudit dispositif de sécurité (DS2).
- Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60) ledit profil de tension appliqué comprend une première partie pendant laquelle ledit générateur d’énergie électrique (GE) applique une tension constante, d’une valeur choisie et pendant une deuxième durée d’application choisie, sur ladite entrée dudit dispositif de sécurité (DS2).
- Procédé selon l’une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60) chaque autre action est choisie parmi une incrémentation d’une unité d’une valeur en cours d’un compteur de défaillance, une adaptation d’une gestion de l’alimentation énergétique dudit système (S), une génération d’une alerte d’un usager dudit système (S) d’un besoin de faire vérifier ce dernier (S), et un enregistrement d’un code défaut représentatif d’une défaillance dudit dispositif de sécurité (DS2).
- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60), lorsque l’on effectue ladite incrémentation, on compare ensuite à un troisième seuil choisi ladite valeur en cours dudit compteur de défaillance, et lorsque ladite valeur en cours est supérieure audit troisième seuil on considère que ledit dispositif de sécurité (DS2) est défaillant et on effectue dans ledit système (S) encore au moins une autre action choisie dans ledit groupe et différente de ladite incrémentation.
- Produit programme d’ordinateur comprenant un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement, est propre à mettre en œuvre le procédé de surveillance selon l’une des revendications 1 à 7 pour surveiller un groupe d’alimentation alimentant en énergie électrique un réseau de bord (RB) d’un système (S) et comprenant un générateur d’énergie électrique (GE) propre à recharger une première batterie de servitude (B1) et une seconde batterie de servitude (B2) associée à un dispositif de sécurité (DS2) destiné à permettre la recharge de ladite seconde batterie de servitude (B2) et à empêcher la décharge de ladite seconde batterie de servitude (B2) hormis pour alimenter un équipement électrique sécuritaire (EES) dudit réseau de bord (RB).
- Dispositif de surveillance (DS1) pour un système (S) comprenant un réseau de bord (RB) alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique (GE) propre à recharger une première batterie de servitude (B1) et une seconde batterie de servitude (B2) associée à un dispositif de sécurité (DS2) destiné à permettre la recharge de ladite seconde batterie de servitude (B2) et à empêcher la décharge de ladite seconde batterie de servitude (B2) hormis pour alimenter un équipement électrique sécuritaire (EES), caractérisé en ce qu’il comprend au moins un processeur (PR1) et au moins une mémoire (MD) agencés pour effectuer les opérations consistant à surveiller si une première tension, mesurée entre ledit dispositif de sécurité (DS2) et ladite seconde batterie de servitude (B2) et représentative d’une phase de recharge de cette dernière (B2), est cohérente avec une seconde tension mesurée en sortie dudit générateur d’énergie électrique (GE), et en cas d’incohérence à déclencher la réalisation dans ledit système (S) d’au moins une action.
- Système (S) comprenant un réseau de bord (RB) alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique (GE) propre à recharger une première batterie de servitude (B1) et une seconde batterie de servitude (B2) associée à un dispositif de sécurité (DS2) destiné à permettre la recharge de ladite seconde batterie de servitude (B2) et à empêcher la décharge de ladite seconde batterie de servitude (B2) hormis pour alimenter un équipement électrique sécuritaire (EES), caractérisé en ce qu’il comprend en outre un dispositif de surveillance (DS1) selon la revendication 9.
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|---|---|---|---|
| FR2201513A FR3132956A1 (fr) | 2022-02-21 | 2022-02-21 | Surveillance d’un groupe d’alimentation électrique à deux batteries de servitude d’un système |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| FR2201513A Pending FR3132956A1 (fr) | 2022-02-21 | 2022-02-21 | Surveillance d’un groupe d’alimentation électrique à deux batteries de servitude d’un système |
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Citations (3)
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| US20130106174A1 (en) * | 2011-10-31 | 2013-05-02 | Denso Corporation | Control unit for vehicle |
| US20180029474A1 (en) * | 2016-08-01 | 2018-02-01 | Ford Global Technologies, Llc | Redundant power supply |
| US20200014240A1 (en) * | 2018-07-06 | 2020-01-09 | Ford Global Technologies, Llc | Autonomous vehicle critical load backup |
-
2022
- 2022-02-21 FR FR2201513A patent/FR3132956A1/fr active Pending
Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| US20130106174A1 (en) * | 2011-10-31 | 2013-05-02 | Denso Corporation | Control unit for vehicle |
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