WO2023280727A1 - Module de détection de coupure de tension d'une batterie de véhicule automobile - Google Patents

Module de détection de coupure de tension d'une batterie de véhicule automobile Download PDF

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WO2023280727A1
WO2023280727A1 PCT/EP2022/068344 EP2022068344W WO2023280727A1 WO 2023280727 A1 WO2023280727 A1 WO 2023280727A1 EP 2022068344 W EP2022068344 W EP 2022068344W WO 2023280727 A1 WO2023280727 A1 WO 2023280727A1
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voltage
control
supply voltage
vbatt
battery
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PCT/EP2022/068344
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Stéphane SAINT-MACARY
Original Assignee
Continental Automotive Gmbh
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/54—Testing for continuity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/396—Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/005—Testing of electric installations on transport means
    • G01R31/006—Testing of electric installations on transport means on road vehicles, e.g. automobiles or trucks

Definitions

  • TITLE Motor vehicle battery voltage cut detection module
  • the invention relates to the field of vehicles, in particular automobiles, and more specifically to a module for detecting voltage failure of a motor vehicle battery.
  • control module known to those skilled in the art under the name “smart driver”, to control the connection of the electrical equipment of the vehicle to the battery. power supply. More specifically, this control module comprises a plurality of inputs, electrically connected to the battery, and a plurality of outputs, each output being electrically connected to electrical equipment. Each input is connected to one and only one output by an electrical cut-off device controlled via a control voltage in order to control the connection of each electrical equipment to the battery to power or not the equipment.
  • the control module comprises an internal protection device making it possible to avoid malfunctioning of the equipment, connected and supplied with electrical energy by the battery, when a voltage cut emitted by the battery occurs. More specifically, the internal protection device is able to detect that the voltage emitted by the battery is below a protection threshold and, when this is the case, to interrupt the supply of energy to the equipment for a predefined period of time. In other words, during the entire predefined period of time, no equipment is supplied with electrical energy. Additionally, the time lapse is set to be significantly longer than the battery voltage cutoff time to ensure that the battery voltage cutoff is complete.
  • the invention relates to a voltage outage detection module of a motor vehicle battery, said vehicle comprising:
  • each electrical equipment being able to be powered by said supply voltage
  • control module connected to the battery and comprising a plurality of control inputs, a plurality of supply outputs and a plurality of switching devices, in which:
  • each control input is electrically connected to an input resistor and is capable of receiving a control voltage
  • each power supply output is connected to electrical equipment
  • each switching device is connected on the one hand to the battery and on the other hand to a power supply output and is able to be controlled using a control voltage supplied on one of the control inputs in order to supply or not supply the supply voltage to said supply output
  • the control module comprising an internal protection device capable of detecting when the supply voltage is lower than a predefined internal protection threshold
  • the detection module comprising a passive electric circuit, said passive electric circuit comprising a primary circuit and a plurality of secondary circuits, each secondary circuit being connected to a control input, said primary circuit comprising a high point connected to the battery, a midpoint, a low connected to each of the secondary circuits, a primary capacitor connected between said high point and said midpoint, a primary resistor connected between the midpoint and a ma sse and a primary diode whose anode is connected to the midpoint and whose cathode is connected to the low point, each secondary circuit comprising a first diode whose cathode is connected to the low point and whose anode
  • the detection module makes it possible to protect all the equipment during a power supply voltage cut. More specifically, when the supply voltage undergoes a cut, the detection module controls all of the cut-off devices so that all the supply outputs are disconnected from the supply voltage, from a first instant, to which the supply voltage, decreasing due to the cut, becomes equal to the internal protection threshold until a second instant for which the supply voltage again becomes higher than the internal protection threshold. In other words, by sending a second command to each input, the detection module forces and maintains the disconnection of all the switching devices only when the supply voltage is less than or equal to the internal protection threshold.
  • the internal protection device since no equipment is supplied with electrical energy during the interruption of the supply voltage, it is not necessary for the internal protection device to disconnect all the equipment for a predefined period of time in order to to protect the equipment from a malfunction due to the cut.
  • the protection device thus remains inactive during the cut.
  • the detection module therefore makes it possible to inhibit the action of the internal protection device during the cut and in particular between the first instant and the second instant.
  • the user(s) of the vehicle can use the electrical equipment of the vehicle except for a duration whose value is close to the duration of the supply voltage cut-off and whose value is significantly lower than the predefined period of time.
  • the primary diode of the detection module is a Zener diode.
  • the primary diode makes it possible to configure the voltage at the junction point, so that the second control voltage forces the disconnection of all the switching devices when necessary, in particular when the supply voltage is low. less than or equal to the internal protection threshold.
  • the input resistance is equal to 22 k ⁇
  • the primary capacitance has a value of 220 nF
  • the primary resistance has a value of 470 k ⁇
  • the Zener voltage of the primary diode is equal to 10 V
  • the secondary capacitance has the value of 47 pF.
  • the second control voltage is characterized by a second voltage threshold, below which the second control voltage indicates to each switching device to disconnect each supply output from the supply voltage, the module of detection being capable of maintaining each second control voltage below the second voltage threshold before a first instant at which the supply voltage becomes lower than the predefined internal protection threshold and at least until a second instant, defined by the instant after the first instant from which the supply voltage is again higher than the predefined internal protection threshold.
  • the invention also relates to a motor vehicle comprising:
  • each electrical equipment being able to be powered by said supply voltage
  • control module connected to the battery and comprising a plurality of control inputs, a plurality of supply outputs and a plurality of switching devices, in which:
  • each control input is electrically connected to an input resistor and is capable of receiving a control voltage
  • each power supply output is connected to electrical equipment
  • each switching device is connected on the one hand to the battery and on the other hand to a power supply output and is able to be controlled using a control voltage supplied on one of the control inputs in order to provide or not the supply voltage on said supply output, the control module comprising an internal protection device capable of detecting when the supply voltage is below a predefined internal protection threshold,
  • the detection module mounted in the vehicle makes it possible to protect all the equipment during a cut in the supply voltage by disconnecting all the equipment from the battery only for the duration of the power cut. supply voltage.
  • the vehicle comprises a plurality of connection modules, each connection module being connected between a control input, the secondary circuit connected to said control input and the end of the input resistor through which is emitted the control voltage, each connection module being capable of electrically connecting the control voltage or the secondary circuit to the corresponding control input, the detection module is capable of controlling each connection module so that the latter electrically connects the secondary circuit to the corresponding control input, from an initial instant from which the supply voltage decreases due to a cut and until a fifth instant, defined after the initial instant, at which the voltage d the supply becomes equal to the value of the supply voltage before the initial instant.
  • control module is only controlled by the detection module and therefore by the second control voltages.
  • Figure 1 schematically illustrates an embodiment of the supply battery, the plurality of equipment, the control module and the detection module of the vehicle according to the invention
  • Figure 2 shows the control module and the passive electrical circuit of the detection module according to Figure 1,
  • FIG. 3 represents the control module and the values of the components of the passive electrical circuit of the detection module according to Figure 2
  • FIG. 4 represents the variation of the supply voltage, the variation of the voltage at the midpoint and the variation of the second control voltage during an interruption of the supply voltage according to the invention.
  • the vehicle comprises a battery 10, a plurality of electrical equipment 20 and a control module 30.
  • the power supply battery 10 is capable of supplying a supply voltage V batt ⁇
  • Each piece of electrical equipment 20 is capable of being powered by said supply voltage V batt
  • the electrical equipment 20 designates in particular light bulbs, on-board computers, windscreen wiper motors, window lift motors, a multimedia system, etc.
  • the control module 30 is connected to the battery 10. In other words, the control module 30 knows the value of the supply voltage V batt .
  • control module 30 comprises a plurality of inputs Eo, Ei, E 2 , E 3 , E 4 , Es control, a plurality of power outputs So, Si, S2, S 3 , S 4 , S 5 and a plurality of switching devices 31.
  • the control module 30 comprises six control inputs Eo, E1, E2, E 3 , E 4 , Es and six power supply outputs So, Si, S2, S 3 , S 4 , S 5 .
  • the control module 30 could also include more or less than six control inputs and six power supply outputs.
  • Each control input Eo, E 1 , E 2 , E 3 , E 4 , Es is electrically connected to a first end of an input resistor R.
  • each input Eo, E 1 , E 2 , E 3 , E 4 , Es control is capable of receiving a control voltage V 10 , Vu, V 12 , V 13 , V 14 , V 15 , said control voltage V 10 , Vu, V 12 , V 13 , V 14 , V 15 being emitted on a wired link connected to the second end of said input resistor R.
  • each power supply output So, Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 is connected to electrical equipment 20 or to a set of electrical equipment 20 from among the plurality of electrical equipment 20 .
  • Each switching device 31 is connected on the one hand to the battery 10 and on the other hand to one and only one power supply output So, Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 .
  • each switching device 31 is connected to the supply voltage V batt .
  • each organ of Cutoff 31 is connected to one and only one control input Eo, Ei, E 2 , E 3 , E 4 , Es.
  • each switching device 31 is capable of being controlled by a control voltage V 10 , Vu , V 12 , V 13 , V 14 , Vi5 provided on the input Eo, E 1 , E 2 , E 3 , E 4 , Control es, to which it is connected, in order to provide or not supply the supply voltage Vbatt on said supply output So, Si, S 2 , S 3 , S 4 , Ss.
  • each switching device 31 is capable of electrically connecting a supply output So, Si, S 2 , S 3 , S 4 , Ss to the supply voltage Vbatt as a function of a control voltage V10, Vu , V12, V13, V14, V15 .
  • the cut-off device 31 can designate any type of switch capable of being controlled by a control voltage V10, Vu, V12, V13, V14, V15.
  • the control voltages V10, Vu, V12, V13, V14, V15 are characterized by a predefined voltage threshold value V th .
  • V th a predefined voltage threshold value
  • control voltage V10, Vu, V12, V13, V14, V15 is lower than the voltage threshold value Vth, this means that the power supply output So, Si, S2, S3, S4, Ss, associated with said control voltage V10, Vu, V12, V13, V14, V15, is not electrically connected to battery 10.
  • control voltage V10 indicates that said cut-off device 31 must connect the power supply output So to the battery 10 when said voltage is greater than the voltage threshold value V th .
  • control module 30 comprises an internal protection device making it possible to avoid a malfunction of the equipment 20 when a cut in the battery 10, in other words the supply voltage Vbatt, occurs.
  • the internal protection device is characterized by an internal protection threshold Vth_batt- When at least one device 20 is connected to the battery 10 and the value of the supply voltage V ba tt is lower than the protection threshold internal V t h_batt, then the internal protection device detects a cut and is capable of disconnecting all the power supply outputs So, Si, S2, S3, S4, S5 of the battery 10 for a predefined period of time significantly greater than the time of the cut. Conversely, when no equipment 20 is electrically connected to the battery 10, the internal protection device is inactive, even if a cut in the battery 10 occurs.
  • the vehicle also comprises a module 40 for detecting voltage failure of a battery 10 of the vehicle, the detection module 40 comprising a passive electrical circuit.
  • the passive electric circuit is connected to battery 10 and to all of the control inputs Eo, Ei, E2, E 3 , E4, Es.
  • the detection module 40 comprises a primary circuit 41 and a plurality of secondary circuits 42.
  • the primary circuit 41 includes a high point P H , a middle point P M , and a low point P B .
  • the high point P H is connected to the battery 10, in other words, the high point P H is connected to the supply voltage V batt
  • the low point P B is connected to each of the secondary circuits 42.
  • the middle point P M is placed between the high point P H and the low point P B .
  • Primary circuit 41 comprises a primary capacitor C p , a primary resistor R p and a primary diode D p .
  • the primary capacitor C p is connected between the high point PH and the middle point PM.
  • the primary resistance R p is connected between the midpoint PM and a ground.
  • the anode of the primary diode D p is connected to the midpoint PM and the cathode of the primary diode D p is connected to the low point P B .
  • the primary diode DP designates in particular a Zener diode, known to those skilled in the art.
  • the Zener diode has the property of letting the current flow in the opposite direction, from a reverse voltage threshold, called the “Zener voltage”.
  • the Zener diode allows current to flow in the opposite direction when the potential difference between the low point P B and the midpoint PM is greater than the value of the Zener voltage.
  • each secondary circuit 42 is connected between the low point P B , an input E 0 , E1, E 2 , E 3 , E 4 , E 5 of control and an input resistor R.
  • Each secondary circuit 42 includes a first diode D Si , a second diode DS2 and a secondary capacitor Cs.
  • the cathode of the first diode D Si is connected to the low point P B and the anode of said first diode D Si is connected to a so-called "junction" point P J0 , PJI , P 2 , P 3, PJ 4 , PJS specific to said secondary circuit 42.
  • the junction point PJO, PJI, P 2 , P 3, P 4 , PJS designates the point between the input resistance R and the input Eo, E1, E 2 , E 3 , E 4 , control Es connected to said secondary circuit 42.
  • the cathode of the second diode Ds2 is connected to the junction point PJO, PJI, Pj2, Pj3, Pj4, PJS of said secondary circuit 42, and the anode of the second diode Ds2 is connected to ground. Finally, the secondary capacitor Cs is connected in parallel to the second diode Ds2.
  • FIG. 3 there is shown an example of an embodiment of the detection module 40 and the values of each electronic component.
  • each input resistance R is equal to 22kQ
  • the primary capacitance C p has a value of 220 nF
  • the primary resistance R p has a value of 470 kQ
  • the Zener voltage of the primary diode D p is equal to 10V
  • the secondary capacitance C s has the value of 47 pF.
  • the vehicle also comprises a plurality of connection modules 50, 51, 52, 53, 54, 55. More specifically, the vehicle comprises as many connection modules 50, 51, 52, 53, 54, 55 as inputs E 0 , Ei, E 2 , E 3 , E 4 , E 5 of control.
  • connection module 50, 51, 52, 53, 54, 55 is specific to an input E 0 , Ei, E 2 , E 3 , E 4 , E S control. More specifically, each connection module 50, 51, 52, 53, 54, 55 is connected between an input Eo, Ei, E 2 , E 3 , E 4 , Es control and the secondary circuit 42 connected to said input Eo, Ei, E 2 , E 3 , E 4 , Command Es. In addition, each connection module 50, 51, 52, 53, 54, 55 is also electrically connected to the wired link emitting the control voltage Vio, Vu, Vi 2 , Vi 3 , Vi 4 , Vis to said input Eo, Ei , E 2 , E 3 , E 4 , Es. In other words, each connection module 50, 51, 52, 53, 54, 55 is also connected to the second end of the input resistor R, the input resistor R being connected to said secondary circuit 42.
  • connection module 50, 51, 52, 53, 54, 55 is able to electrically connect the control voltage V10, Vu, Vi 2 , Vi 3 , Vi 4 , V15 or the secondary circuit 42 to the input Eo, Ei, E 2 , E 3 , E 4 , Es of corresponding command.
  • connection module 50, 51, 52, 53, 54, 55 includes in particular a switch.
  • the detection module 40 is capable of detecting a cut in the supply voltage V batt of the battery 10 from the voltage variation at the midpoint P M . In other words, the detection module 40 is capable of detecting when the supply voltage V batt of the battery 10 decreases significantly.
  • a break in the supply voltage Vbatt is defined by an initial instant to from which the supply voltage Vbatt decreases. The detection module 40 is capable of detecting the initial instant to.
  • the detection module 40 is also capable of controlling each connection module 50, 51, 52, 53, 54, 55, so that it electrically connects the control voltage Vio, Vu, V12, V13, V14, V15 or the secondary circuit 42 at the corresponding control input Eo, E1, E2, E3, E4, Es. More specifically, at the initial instant to, the detection module 40 is able to issue a command to each connection module 50, 51, 52, 53, 54, 55 so that all of the connection modules 50, 51 , 52, 53, 54, 55 connect the secondary circuit 42 to the input E 0 , E1 , E 2 , E 3 , E 4 , E 5 of the corresponding command from the initial instant t 0 .
  • a first instant L is defined designating the instant at which the supply voltage V ba tt becomes lower than the value of the internal protection threshold Vth_batt.
  • a second instant t2 designates the instant, after the first instant ti, at which the supply voltage Vbatt again becomes greater than the value of the internal protection threshold Vth_batt.
  • the supply voltage Vbatt is lower than the internal protection threshold Vth_batt.
  • the detection module 40 is capable of emitting a second control voltage V20, V21, V22, V23, V24, V25 at each input Eo, E1, E2, E3, E4, Es control in replacement of the control voltage V10, Vu, V12, V13, V14, V15.
  • the detection module 40 is able to emit a second control voltage V20, V21, V22, V23, V24, V25 when the detection module 40 has detected a cut, when at least one control voltage V10, Vu , V12, V13, V14, V15 is greater than the voltage threshold value Vth_i , in other words if at least one power supply output So, Si, S2, S3, S4, Ss is connected to the battery 10 and when each connection module 50, 51, 52, 53, 54, 55 connects the secondary circuit 42 to the input E 0 , E1, E 2 , E 3 , E 4 , E 5 corresponding control.
  • the second control voltage V20, V21, V22, V23, V24, V25 When the value of the second control voltage V20, V21, V22, V23, V24, V25 is lower than the second voltage threshold Vth_2, the second control voltage V20, V21, V22, V23, V24, V25 operates according to a state called “ low ". Conversely, when the value of the second control voltage V20, V21, V22, V23, V24, V25 is greater than the second voltage threshold Vth_2, the second control voltage V20, V21, V22, V23, V24, V25 operates in a so-called “high” state.
  • each second control voltage V20, V21, V22, V23, V24, V25 operates according to the high state and corresponds in particular to a so-called “maximum” value.
  • each input E 0 , E1, E 2 , E 3 , E 4 , E 5 of control receives the second control voltage V 2 o, V21 , V22, V23, V 2 4, V25 corresponding, indicating to the switching device 31 associated with said input E 0 , E1, E 2 , E 3 , E 4 , E 5 of control, to disconnect the supply output So, Si, S2, S3, S4, S5, associated to said cut-off device 31, of the supply voltage V ba tt-
  • the second control voltage V20, V21, V22, V23, V24, V25 is maintained in the low state, in other words below the value of the second threshold of voltage Vth_2, at least until the second instant t2.
  • the filter comprising the input resistor R, connected to the control input Eo, E1, E2, E3, E4, Es receiving said second control voltage V20, V21, V22, V23, V24, V25, and the primary capacitor C p .
  • the second control voltage V20, V21, V22, V23, V24, V25 becomes greater than the value of the second voltage threshold V th _2 at a fourth instant t 4 , defined after the third time t 3 and the second time t 2 .
  • each second control voltage V 2 o, V21, V22, V23, V 2 4, V 2 s is maintained in the low state so that the supply outputs So, Si, S2, S3, S4, S5 are disconnected from the supply voltage V batt ⁇
  • the fourth instant U is notably defined by the filter comprising the input resistance R and the secondary capacitor Cs of the secondary circuit 42 connected to said control input connected to Eo, E1, E2, E3, E4, Es receiving said second control voltage V20, V21, V22, V23, V24, V25.
  • each filter comprising an input resistance R and a secondary capacitor Cs, defines the rise time of the second control voltage V20, V21, V22, V23, V24, V25, so that said second control voltage V20, V21, V22, V23, V24, V25 is maintained in the low state at least until the second instant t ⁇ , in other words at least until the instant when the supply voltage Vbatt is again greater than the value of the internal protection threshold Vth_ ba tt.
  • the second control voltages V20, V21, V22, V23, V24, V25 are no longer maintained in the low state but are in the high state and increase again until to reach, at a fifth instant ts, their initial value, in other words the maximum value.
  • the supply voltage V batt is again equal to the value of the supply voltage V batt before the start of the cut.
  • the voltage at the midpoint P M is again equal to the value of the voltage at the midpoint P M before the initial time t 0 .
  • the detection module 40 is configured to control each connection module 50, 51, 52, 53, 54, 55 to connect the wired link by which is emitted the control voltage V10, Vu, V12, V13, V14, V15, at the corresponding control input Eo, E1, E2, E3, E4, Es.
  • each input Eo, E1, E2, E3, E4, Es is disconnected from the secondary circuit 42 and no longer receives a second control voltage V20, V21, V22, V23, V24, V25, but can again receive the control voltage V10, Vu, V12, V13, V14, Vi 5 .
  • the detection module 40 is therefore configured to force and maintain each second control voltage V20, V21, V22, V23, V24, V25 in the low state at least between the first instant ti and second instant t ⁇ , when the supply voltage V b att is lower than the internal protection threshold V th-b att. More precisely, the detection module 40 is configured to maintain all of the second control voltages V 2 o , V21 , V22, V23, V 2 4 , V25 in the low state between a third instant t 3 , defined before the first instant ti, and a fourth instant t 4 , defined after the second instant t 2 .
  • the duration between the third instant Î3 and the fourth instant t 4 is therefore slightly greater than the duration between the first instant ti and the second instant t ⁇ .
  • the detection module 40 therefore protects the equipment 20 from a cut-off of the battery 10 only when necessary.
  • the detection module 40 makes it possible to render the internal protection device inactive during an outage.
  • the disconnection time imposed by the second control voltage V 2 o, V21, V22, V23, V 2 4, V25, between the third instant t 3 and the fourth instant t 4 is slightly greater than the time during which the supply voltage V ba tt is lower than the internal protection threshold Vt hb att, contrary to the predefined period of time when the internal protection device disconnects all the supply outputs So, Si, S2, S3, S4, S5, of the supply voltage Vbatt.
  • the supply outputs So, Si, S2, S3, S4, Ss are disconnected from the supply voltage Vbatt only when necessary, i.e. when the supply voltage Vbatt is lower than the internal protection threshold Vth_batt. In this way, the equipment 20 can be resupplied with electrical energy after the fourth instant U and are therefore only switched off for a short period of time, which is not disturbing for the user of said equipment 20.

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Abstract

L'invention concerne un module de détection (40) de coupure de tension d'une batterie de véhicule, ledit véhicule comprenant : une batterie d'alimentation électrique, un module de pilotage (30) connecté à la batterie et comprenant un dispositif de protection interne apte à détecter lorsque la tension d'alimentation (Vbatt) est inférieure à un seuil de protection interne prédéfini, le module de détection (40) comprenant un circuit électrique passif et étant apte à : a) détecter une coupure dans la tension d'alimentation (Vbatt) fournie par la batterie, b) après détection d'une coupure et avant que la tension d'alimentation (Vbatt) ne soit inférieure au seuil de protection interne prédéfini, émettre une deuxième tension de commande (V20, V21, V22, V23, V24, V25) à chaque entrée de commande (E0, E1, E2, E3, E4, E5) jusqu'à ce que la tension d'alimentation (Vbatt) soit de nouveau supérieure au seuil de protection interne prédéfini, afin de ne fournir aucune tension d'alimentation (Vbatt) sur la sortie d'alimentation (S0, S1, S2, S3, S4, S5).

Description

DESCRIPTION
TITRE : Module de détection de coupure de tension d’une batterie de véhicule automobile
[Domaine technique]
[0001] L’invention concerne le domaine des véhicules, notamment automobiles, et plus précisément un module de détection de coupure de tension d’une batterie de véhicule automobile.
[Etat de la technique antérieure]
[0002] De nos jours, il est connu d’utiliser dans un véhicule automobile un module de pilotage, connu de l’homme du métier sous l’appellation « smart driver », pour contrôler la connexion des équipements électriques du véhicule à la batterie d’alimentation. Plus précisément, ce module de pilotage comporte une pluralité d’entrées, reliées électriquement à la batterie, et une pluralité de sorties, chaque sortie étant reliée électriquement à un équipement électrique. Chaque entrée est reliée à une et une seule sortie par un organe de coupure électrique commandé via une tension de commande afin de contrôler la connexion de chaque équipement électrique à la batterie pour alimenter ou non l’équipement.
[0003] De manière connue, le module de pilotage comprend un dispositif de protection interne permettant d’éviter un dysfonctionnement des équipements, connectés et alimentés en énergie électrique par la batterie, lorsqu’une coupure de tension émise par la batterie survient. Plus précisément, le dispositif de protection interne est apte à détecter que la tension émise par la batterie est inférieure à un seuil de protection et, lorsque cela est le cas, à interrompre la fourniture d’énergie aux équipements pendant un laps de temps prédéfini. Autrement dit, pendant tout le laps de temps prédéfini, aucun équipement n’est alimenté en énergie électrique. De plus, le laps de temps est défini de sorte à être significativement supérieur au temps de la coupure de tension de la batterie afin de s’assurer que la coupure de tension de la batterie soit terminée.
[0004] Cependant, lorsque les coupures de tension de la batterie se répètent et que la période de répétition des coupures est inférieure ou égale au laps de temps prédéfini, alors le temps cumulé pendant lequel les équipements électriques ne sont pas alimentés en énergie électrique est relativement long. Cela peut donc présenter un inconvénient pour l’utilisateur du véhicule qui ne peut alors plus les utiliser momentanément. [0005] Ainsi, il existe le besoin d’une solution permettant de remédier, au moins partiellement, à ces inconvénients.
[Exposé de l’invention]
[0006] A cette fin, l’invention concerne un module de détection de coupure de tension d’une batterie de véhicule automobile ledit véhicule comprenant :
- une batterie d’alimentation électrique apte à fournir une tension d’alimentation,
- une pluralité d’équipements électriques, chaque équipement électrique étant apte à être alimenté par ladite tension d’alimentation,
- un module de pilotage connecté à la batterie et comprenant une pluralité d’entrées de commande, une pluralité de sorties d’alimentation et une pluralité d’organes de coupure, dans lequel :
- chaque entrée de commande est reliée électriquement à une résistance d’entrée et est apte à recevoir une tension de commande,
- chaque sortie d’alimentation est reliée à un équipement électrique,
- chaque organe de coupure est connecté d’une part à la batterie et d’autre part à une sortie d’alimentation et est apte à être commandé à l’aide d’une tension de commande fournie sur l’une des entrées de commande afin de fournir ou non la tension d’alimentation sur ladite sortie d’alimentation, le module de pilotage comprenant un dispositif de protection interne apte à détecter lorsque la tension d’alimentation est inférieure à un seuil de protection interne prédéfini, le module de détection comprenant un circuit électrique passif, ledit circuit électrique passif comprenant un circuit primaire et une pluralité de circuits secondaires, chaque circuit secondaire étant connecté à une entrée de commande, ledit circuit primaire comprenant un point haut connecté à la batterie, un point milieu, un point bas connecté à chacun des circuits secondaires, une capacité primaire connectée entre ledit point haut et ledit point milieu, une résistance primaire connectée entre le point milieu et une masse et une diode primaire dont l’anode est connectée au point milieu et dont la cathode est connectée au point bas, chaque circuit secondaire comprenant une première diode dont la cathode est connectée au point bas et dont l’anode est connectée à un point dit « de jonction » désignant le point entre la résistance d’entrée et l’entrée de commande reliées audit circuit secondaire, une deuxième diode dont la cathode est connectée au point de jonction et dont l’anode est connectée à une masse, une capacité secondaire connectée en parallèle à la deuxième diode, le module de détection étant apte à : a) détecter une coupure dans la tension d’alimentation fournie par la batterie, à partir de la variation de tension au point milieu, b) après détection d’une coupure dans la tension d’alimentation et avant que la tension d’alimentation ne soit inférieure au seuil de protection interne prédéfini, émettre une deuxième tension de commande à chaque entrée de commande jusqu’à ce que la tension d’alimentation soit de nouveau supérieure au seuil de protection interne prédéfini, afin de ne fournir aucune tension d’alimentation sur la sortie d’alimentation correspondant à chaque entrée de commande.
[0007] Le module de détection permet de protéger l’ensemble des équipements lors d’une coupure de la tension d’alimentation. Plus précisément, lorsque que la tension d’alimentation subit une coupure, le module de détection commande l’ensemble des organes de coupure de sorte que toutes les sorties d’alimentation soient déconnectées de la tension d’alimentation, depuis un premier instant, pour lequel la tension d’alimentation, en diminuant à cause de la coupure, devient égale au seuil de protection interne jusqu’à un deuxième instant pour lequel la tension d’alimentation redevient supérieure au seuil de protection interne. Autrement dit, par l’émission d’une deuxième commande à chaque entrée, le module de détection force et maintient la déconnexion de l’ensemble des organes de coupures seulement lorsque la tension d’alimentation est inférieure ou égale au seuil de protection interne. De cette façon, puisqu’aucun équipement n’est alimenté en énergie électrique pendant la coupure de la tension d’alimentation, il n’est pas nécessaire que le dispositif de protection interne déconnecte l’ensemble des équipements pendant un laps de temps prédéfini afin de protéger les équipements d’un dysfonctionnement dû à la coupure. Le dispositif de protection reste ainsi inactif pendant la coupure. Le module de détection permet donc d’inhiber l’action du dispositif de protection interne pendant la coupure et notamment entre le premier instant et le deuxième instant. Ainsi, le ou les utilisateurs du véhicule peuvent utiliser les équipements électriques du véhicule sauf pendant une durée dont la valeur est proche de la durée de la coupure de tension d’alimentation et dont la valeur est significativement plus faible que le laps de temps prédéfini.
[0008] De préférence, la diode primaire du module de détection est une diode Zener.
[0009] La diode primaire permet de configurer la tension au point de jonction, de sorte à ce que la deuxième tension de commande force la déconnexion de l’ensemble des organes de coupure lorsque cela est nécessaire, notamment lorsque la tension d’alimentation est inférieure ou égale au seuil de protection interne. [0010] De préférence encore, la résistance d’entrée est égale à 22kQ, la capacité primaire a une valeur de 220 nF, la résistance primaire a une valeur de 470 kQ, la tension Zener de la diode primaire est égale à 10V et la capacité secondaire a la valeur de 47 pF.
[0011] L’ensemble des valeurs décrites précédemment permettent d’optimiser le fonctionnement du module de détection de sorte à ce que la deuxième tension de commande force la déconnexion de l’ensemble des organes de coupure au moins entre le premier instant et le deuxième instant.
[0012] De préférence, la deuxième tension de commande est caractérisée par un deuxième seuil de tension, en dessous duquel la deuxième tension de commande indique à chaque organe de coupure de déconnecter chaque sortie d’alimentation de la tension d'alimentation, le module de détection étant apte à maintenir chaque deuxième tension de commande sous le deuxième seuil de tension avant un premier instant auquel la tension d’alimentation devient inférieure au seuil de protection interne prédéfini et au moins jusqu’à un deuxième instant, défini par l’instant après le premier instant à partir duquel la tension d’alimentation est de nouveau supérieure au seuil de protection interne prédéfini.
[0013] Ainsi, c’est en maintenant la deuxième tension sous le deuxième seuil de tension que le module de détection commande l’ensemble des organes de coupure afin de a déconnecter les équipements de la batterie.
[0014] L’invention concerne également un véhicule automobile comprenant :
- une batterie d’alimentation électrique apte à fournir une tension d’alimentation,
- une pluralité d’équipements électriques, chaque équipement électrique étant apte à être alimenté par ladite tension d’alimentation,
- un module de pilotage connecté à la batterie et comprenant une pluralité d’entrées de commande, une pluralité de sorties d’alimentation et une pluralité d’organes de coupure, dans lequel :
- chaque entrée de commande est reliée électriquement à une résistance d’entrée et est apte à recevoir une tension de commande,
- chaque sortie d’alimentation est reliée à un équipement électrique,
- chaque organe de coupure est connecté d’une part à la batterie et d’autre part à une sortie d’alimentation et est apte à être commandé à l’aide d’une tension de commande fournie sur l’une des entrées de commande afin de fournir ou non la tension d’alimentation sur ladite sortie d’alimentation, le module de pilotage comprenant un dispositif de protection interne apte à détecter lorsque la tension d’alimentation est inférieure à un seuil de protection interne prédéfini,
- un module de détection tel que présenté précédemment.
[0015] Ainsi, le module de détection monté dans le véhicule permet de protéger l’ensemble des équipements lors d’une coupure de la tension d’alimentation en déconnectant l’ensemble des équipements de la batterie seulement pendant la durée de coupure de la tension d’alimentation.
[0016] De préférence, le véhicule comprend une pluralité de modules de connexion, chaque module de connexion étant connecté entre une entrée de commande, le circuit secondaire connecté à ladite entrée de commande et l’extrémité de la résistance d’entrée par laquelle est émise la tension de commande, chaque module de connexion étant apte à relier électriquement la tension de commande ou le circuit secondaire à l’entrée de commande correspondante, le module de détection est apte à commander chaque module de connexion pour que celui-ci relie électriquement le circuit secondaire à l’entrée de commande correspondante, d’un instant initial à partir duquel la tension d’alimentation diminue à cause d’un coupure et jusqu’à un cinquième instant, défini après l’instant initial, auquel la tension d’alimentation redevient égale à la valeur de la tension d’alimentation avant l’instant initial.
[0017] Ainsi, entre l’instant initial et le cinquième instant, le module de pilotage est seulement commandé par le module de détection et donc par les deuxièmes tensions de commande.
[Description des dessins]
[0018] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
[Fig. 1] La figure 1 illustre schématiquement une forme de réalisation de la batterie d’alimentation, de la pluralité d’équipements, du module de pilotage et du module de détection du véhicule selon l’invention,
[Fig. 2] La figure 2 représente le module de pilotage et le circuit électrique passif du module de détection selon la figure 1,
[Fig. 3] La figure 3 représente le module de pilotage et les valeurs des composants du circuit électrique passif du module de détection selon la figure 2, [Fig. 4] La figure 4 représente la variation de la tension d’alimentation, la variation de la tension au point milieu et la variation de la deuxième tension de commande pendant une coupure de la tension d’alimentation selon l’invention.
[Description des modes de réalisation]
[0019] Il va maintenant être présenté une forme de réalisation du véhicule selon l’invention. En référence à la figure 1, le véhicule comprend une batterie 10 d’alimentation, une pluralité d’équipements 20 électriques et un module de pilotage 30.
[0020] La batterie 10 d’alimentation électrique est apte à fournir une tension d’alimentation Vbatt·
[0021] Chaque équipement 20 électrique est apte à être alimenté par ladite tension d’alimentation Vbatt· Les équipements 20 électriques désignent notamment des ampoules, des calculateurs embarqués, des moteurs d’essuie-glaces, des moteurs de lève-vitres, un système multimédia, etc.
[0022] Le module de pilotage 30 est connecté à la batterie 10. Autrement dit, le module de pilotage 30 connaît la valeur de la tension d’alimentation Vbatt.
[0023] Par ailleurs, le module de pilotage 30 comprend une pluralité d’entrées Eo, Ei, E2, E3, E4, Es de commande, une pluralité de sorties d’alimentation So, Si, S2, S3, S4, S5 et une pluralité d’organes de coupure 31. Selon l’exemple présenté à la figure 1, le module de pilotage 30 comprend six entrées Eo, E1, E2, E3, E4, Es de commande et six sorties d’alimentation So, Si, S2, S3, S4, S5. Le module de pilotage 30 pourrait également comprendre plus ou moins de six entrées de commande et de six sorties d’alimentation.
[0024] Chaque entrée Eo, E1, E2, E3, E4, Es de commande est reliée électriquement à une première extrémité d’une résistance d’entrée R. De plus, chaque entrée Eo, E1, E2, E3, E4, Es de commande est apte à recevoir une tension de commande V10, Vu, V12, V13, V14, V15, ladite tension de commande V10, Vu, V12, V13, V14, V15 étant émise sur un lien filaire connecté à la deuxième extrémité de ladite résistance d’entrée R.
[0025] Par ailleurs, chaque sortie d’alimentation So, Si, S2, S3, S4, S5 est reliée à un équipement 20 électrique ou à un ensemble d’équipements 20 électrique parmi la pluralité d’équipements 20 électriques.
[0026] Chaque organe de coupure 31 est connecté d’une part à la batterie 10 et d’autre part à une et une seule sortie d’alimentation So, Si, S2, S3, S4, S5. Ainsi, chaque organe de coupure 31 est connecté à la tension d’alimentation Vbatt. De plus, chaque organe de coupure 31 est relié à une et une seule entrée Eo, Ei, E2, E3, E4, Es de commande. Ainsi, chaque organe de coupure 31 est apte à être commandé par une tension de commande V10, Vu , V12, V13, V14, Vi5fournie sur l’entrée Eo, E1, E2, E3, E4, Es de commande, à laquelle il est relié, afin de fournir ou non la tension d’alimentation Vbatt sur ladite sortie d’alimentation So, Si, S2, S3, S4, Ss. Autrement dit, chaque organe de coupure 31 est apte à relier électriquement une sortie d’alimentation So, Si, S2, S3, S4, Ss à la tension d’alimentation Vbatt en fonction d’une tension de commande V10, Vu , V12, V13, V14, V15.
[0027] L’organe de coupure 31 peut désigner tout type d’interrupteur apte à être commandé par une tension de commande V10, Vu, V12, V13, V14, V15.
[0028] Les tensions de commande V10, Vu, V12, V13, V14, V15 sont caractérisées par une valeur de seuil de tension Vth prédéfinie. Notamment, lorsque la tension de commande V10, Vu , V12, V13, V14, V15 est supérieure à la valeur du seuil de tension Vth_i , cela signifie que la sortie d’alimentation So, Si, S2, S3, S4, Ss, associée à ladite tension de commande V10, Vu , V12, V13, V14, V15, est reliée électriquement à la batterie 10 pour être alimentée en énergie électrique. A l’inverse, lorsque la tension de commande V10, Vu , V12, V13, V14, V15 est inférieure à la valeur du seuil de tension Vth , cela signifie que la sortie d’alimentation So, Si, S2, S3, S4, Ss, associée à ladite tension de commande V10, Vu , V12, V13, V14, V15, n’est pas reliée électriquement à la batterie 10.
[0029] Ainsi, par exemple, pour un organe de coupure 31 connecté à la batterie 10 et à la sortie d’alimentation So, ledit organe de coupure 31 est commandé par la tension de commande V10. De plus, la tension de commande V10 indique que ledit organe de coupure 31 doit connecter la sortie d’alimentation So à la batterie 10 lorsque ladite tension est supérieure la valeur de seuil de tension Vth .
[0030] De plus, le module de pilotage 30 comprend un dispositif de protection interne permettant d’éviter un dysfonctionnement des équipements 20 lorsqu’une coupure de la batterie 10, autrement dit de la tension d’alimentation Vbatt, survient.
[0031] Le dispositif de protection interne est caractérisé par un seuil de protection interne Vth_batt- Lorsqu’au moins un équipement 20 est connecté à la batterie 10 et que la valeur de la tension d’alimentation Vbatt est inférieure au seuil de protection interne Vth_batt, alors le dispositif de protection interne détecte une coupure et est apte à déconnecter toutes les sorties d’alimentation So, Si, S2, S3, S4, S5 de la batterie 10 pendant un laps de temps prédéfini significativement supérieur au temps de la coupure. [0032] A l’inverse, lorsqu’aucun équipement 20 n’est connecté électriquement à la batterie 10, le dispositif de protection interne est inactif, même si une coupure de la batterie 10 survient.
[0033] Toujours en référence à la figure 1 , le véhicule comprend également un module de détection 40 de coupure de tension d’une batterie 10 de véhicule, le module de détection 40 comprenant un circuit électrique passif. Le circuit électrique passif est relié à la batterie 10 et à l’ensemble des entrées Eo, Ei, E2, E3, E4, Es de commande.
[0034] Plus précisément, en référence à la figure 2, le module de détection 40 comprend un circuit primaire 41 et une pluralité de circuits secondaires 42.
[0035] Le circuit primaire 41 comprend un point haut PH, un point milieu PM, et un point bas PB. Le point haut PH est connecté à la batterie 10, autrement dit, le point haut PH est connecté à la tension d’alimentation Vbatt· Le point bas PB est connecté à chacun des circuits secondaires 42. Le point milieu PM est placé entre le point haut PH et le point bas PB. Le circuit primaire 41 comprend une capacité primaire Cp, une résistance primaire Rp et une diode primaire Dp.
[0036] La capacité primaire Cp est connectée entre le point haut PH et le point milieu PM. La résistance primaire Rp est connectée entre le point milieu PM et une masse. L’anode de la diode primaire Dp est connectée au point milieu PM et la cathode de la diode primaire Dp est connectée au point bas PB.
[0037] La diode primaire DP désigne notamment une diode Zener, connue de l’homme du métier. La diode Zener a la propriété de laisser passer le courant dans le sens inverse, à partir d'un seuil de tension inverse, appelé la « tension Zener ». Dans le cas présent, la diode Zener laisse passer le courant dans le sens inverse lorsque que la différence de potentiel entre le point bas PB et le point milieu PM est supérieure à la valeur de la tension Zener.
[0038] Plus précisément encore, chaque circuit secondaire 42 est connecté entre le point bas PB, une entrée E0, E1, E2, E3, E4, E5 de commande et une résistance d’entrée R.
[0039] Chaque circuit secondaire 42 comprend une première diode DSi , une deuxième diode DS2 et une capacité secondaire Cs. La cathode de la première diode DSi est connectée au point bas PB et l’anode de ladite première diode DSi est connectée à un point dit « de jonction » PJ0, PJI , P 2, P 3, PJ4, PJS propre audit circuit secondaire 42. En effet, le point de jonction PJO, PJI , P 2, P 3, P 4, PJS désigne le point entre la résistance d’entrée R et l’entrée Eo, E1, E2, E3, E4, Es de commande reliées audit circuit secondaire 42. La cathode de la deuxième diode Ds2 est connectée au point de jonction PJO, PJI , Pj2, Pj3, Pj4, PJS dudit circuit secondaire 42, et l’anode de la deuxième diode Ds2 est connectée à une masse. Enfin, la capacité secondaire Cs est connectée en parallèle à la deuxième diode Ds2.
[0040] En référence à la figure 3, il est représenté un exemple d’une forme de réalisation du module de détection 40 et des valeurs de chaque composant électronique.
[0041] Par exemple, chaque résistance d’entrée R est égale à 22kQ, la capacité primaire Cp a une valeur de 220 nF, la résistance primaire Rp a une valeur de 470 kQ, tension Zener de la diode primaire Dp est égale à 10V et la capacité secondaire Cs a la valeur de 47 pF.
[0042] De plus, de nouveau en référence à la figure 1 , le véhicule comprend également une pluralité de modules de connexion 50, 51, 52, 53, 54, 55. Plus précisément, le véhicule comprend autant de modules de connexion 50, 51 , 52, 53, 54, 55 que d’entrées E0, Ei, E2, E3, E4, E5 de commande.
[0043] Chaque module de connexion 50, 51, 52, 53, 54, 55 est propre à une entrée E0, Ei, E2, E3, E4, ES de commande. Plus précisément, chaque module de connexion 50, 51 , 52, 53, 54, 55 est connecté entre une entrée Eo, Ei, E2, E3, E4, Es de commande et le circuit secondaire 42 connecté à ladite entrée Eo, Ei, E2, E3, E4, Es de commande. De plus, chaque module de connexion 50, 51 , 52, 53, 54, 55 est également relié électriquement au lien filaire émettant la tension de commande Vio, Vu, Vi2, Vi3, Vi4, Vis à ladite entrée Eo, Ei, E2, E3, E4, Es. En d’autres termes, chaque module de connexion 50, 51, 52, 53, 54, 55 est également connecté à la deuxième extrémité de la résistance d’entrée R, la résistance d’entrée R étant reliée audit circuit secondaire 42.
[0044] Chaque module de connexion 50, 51 , 52, 53, 54, 55 est apte à relier électriquement la tension de commande V10, Vu, Vi2, Vi3, Vi4, V15 ou le circuit secondaire 42 à l’entrée Eo, Ei, E2, E3, E4, Es de commande correspondante.
[0045] Pour cela, le module de connexion 50, 51, 52, 53, 54, 55 comprend notamment un interrupteur.
[0046] En référence à la figure 4, il va maintenant être présenté une forme de réalisation du module de détection 40.
[0047] Le module de détection 40 est apte à détecter une coupure de la tension d’alimentation Vbatt de la batterie 10 à partir de la variation de tension au point milieu PM. En d’autres termes, le module de détection 40 est apte à détecter lorsque la tension d’alimentation Vbatt de la batterie 10 diminue significativement. [0048] Une coupure de la tension d’alimentation Vbatt est définie par un instant initial to à partir duquel la tension d’alimentation Vbatt diminue. Le module de détection 40 est apte à détecter l’instant initial to.
[0049] Le module de détection 40 est également apte à commander chaque module de connexion 50, 51, 52, 53, 54, 55, pour que celui-ci relie électriquement la tension de commande Vio, Vu, V12, V13, V14, V15 ou le circuit secondaire 42 à l’entrée Eo, E1 , E2, E3, E4, Es de commande correspondante. Plus précisément, à l’instant initial to, le module de détection 40 est apte à émettre une commande à chaque module de connexion 50, 51 , 52, 53, 54, 55 de sorte que l’ensemble des modules de connexion 50, 51, 52, 53, 54, 55 relient le circuit secondaire 42 à l’entrée E0, E1 , E2, E3, E4, E5 de commande correspondante à partir de l’instant initial t0.
[0050] Par ailleurs, après l’instant initiale to, il est défini un premier instant L désignant l’instant auquel la tension d’alimentation Vbatt devient inférieure à la valeur du seuil de protection interne Vth_batt.
[0051] Dé plus, un deuxième instant t2 désigne l’instant, après le premier instant ti, auquel la tension d’alimentation Vbatt devient de nouveau supérieure à la valeur du seuil de protection interne Vth_batt.
[0052] Autrement dit, entre le premier instant L et le deuxième instant t2, la tension d’alimentation Vbatt est inférieure au seuil de protection interne Vth_batt.
[0053] De plus, le module de détection 40 est apte à émettre une deuxième tension de commande V20, V21 , V22, V23, V24, V25 à chaque entrée Eo, E1 , E2, E3, E4, Es de commande en remplacement de la tension de commande V10, Vu, V12, V13, V14, V15.
[0054] Plus précisément, le module de détection 40 est apte à émettre une deuxième tension de commande V20, V21 , V22, V23, V24, V25 lorsque le module de détection 40 a détecté une coupure, lorsqu’au moins une tension de commande V10, Vu , V12, V13, V14, V15 est supérieure à la valeur du seuil de tension Vth_i , autrement dit dans le cas où au moins une sortie d’alimentation So, Si, S2, S3, S4, Ssest connectée à la batterie 10 et lorsque chaque module de connexion 50, 51, 52, 53, 54, 55 relie le circuit secondaire 42 à l’entrée E0, E1, E2, E3, E4, E5 de commande correspondante. A l’inverse, lorsqu’aucune tension de commande V10, Vu , V12, V13, V14, V15, n’est supérieure à la valeur du seuil de tension Vth_i , autrement dit dans le cas où aucune sortie d’alimentation So, Si, S2, S3, S4, S5 n’est connectée à la batterie 10, le module de détection 40 n’émet pas de deuxième tension de commande V20, V21 , V22, V23, V24, V25. [0055] Chaque deuxième tension de commande V20, V21 , V22, V23, V24, V25 est également caractérisée par une valeur de deuxième seuil de tension Vth_2. Lorsque la valeur de la deuxième tension de commande V20, V21 , V22, V23, V24, V25 est inférieure au deuxième seuil de tension Vth_2, la deuxième tension de commande V20, V21 , V22, V23, V24, V25 fonctionne selon un état dit « bas ». A l’inverse, lorsque la valeur de la deuxième tension de commande V20, V21 , V22, V23, V24, V25 est supérieure au deuxième seuil de tension Vth_2, la deuxième tension de commande V20, V21 , V22, V23, V24, V25 fonctionne selon un état dit « haut ».
[0056] Lorsque la valeur de la deuxième tension de commande V20, V21 , V22, V23, V24, V25 reçue par une entrée E0, E1, E2, E3, E4, E5 de commande, autrement dit par un organe de coupure 31, correspond à un état bas, ledit organe de coupure 31 déconnecte la sortie d’alimentation So, Si, S2, S3, S4, S5, reliée audit organe de coupure 31, de la batterie 10. Inversement, lorsque la deuxième tension de commande V2o, V21 , V22, V23, V24, V25 reçue par une entrée E0, E1, E2, E3, E4, E5 de commande, autrement dit par un organe de coupure 31, correspond à un état haut, ledit organe de coupure 31 connecte la sortie d’alimentation So, Si, S2, S3, S4, S5, reliée audit organe de coupure 31, à la batterie 10.
[0057] Il va maintenant être décrit les variations de chaque deuxième tension de commande V20, V21 , V22, V23, V24, V25 émise par le module de détection 40.
[0058] Avant l’instant initial to, chaque deuxième tension de commande V20, V21 , V22, V23, V24, V25 fonctionne selon l’état haut et correspond notamment à une valeur dite « maximale ».
[0059] Lorsque la tension d’alimentation Vbatt diminue après l’instant initial to, alors la tension au point milieu PM diminue également et proportionnellement à la tension d’alimentation Vbatt, entraînant ainsi la diminution de chaque deuxième tension de commande V20, V21 , V22, V23, V24, V25.
[0060] A un troisième instant t3, défini avant le premier instant ti, la deuxième tension de commande V20, V21 , V22, V23, V24, V25 devient inférieure à la valeur du deuxième seuil de tension Vth_2- Autrement dit, après le troisième instant t3, chaque entrée E0, E1, E2, E3, E4, E5 de commande reçoit la deuxième tension de commande V2o, V21 , V22, V23, V24, V25 correspondante, indiquant à l’organe de coupure 31 associé à ladite entrée E0, E1, E2, E3, E4, E5 de commande, de déconnecter la sortie d’alimentation So, Si, S2, S3, S4, S5, associée audit organe de coupure 31, de la tension d’alimentation Vbatt-
[0061] Puis, après le troisième instant t3, la deuxième tension de commande V20, V21 , V22, V23, V24, V25, est maintenue à l’état bas, autrement dit sous la valeur du deuxième seuil de tension Vth_2, au moins jusqu’au deuxième instant t2. Pour chacune des deuxièmes tensions de commande V20, V21 , V22, V23, V24, V25, le maintien de la deuxième tension de commande V20, V21 , V22, V23, V24, V25 sous le deuxième seuil de tension Vth_2 est assuré par le filtre comprenant la résistance d’entrée R, reliée à l’entrée Eo, E1 , E2, E3, E4, Es de commande recevant ladite deuxième tension de commande V20, V21 , V22, V23, V24, V25, et la capacité primaire Cp.
[0062] Notamment, selon l’exemple présenté à la figure 4, la deuxième tension de commande V20, V21 , V22, V23, V24, V25 devient supérieure à la valeur du deuxième seuil de tension Vth_2 à un quatrième instant t4, défini postérieurement au troisième instant t3 et au deuxième instant t2. En d’autres termes, entre le troisième instant t3 et le quatrième instant Î4, chaque deuxième tension de commande V2o, V21 , V22, V23, V24, V2s est maintenue à l’état bas de sorte que les sorties d’alimentation So, Si, S2, S3, S4, S5 soient déconnectées de la tension d’alimentation Vbatt·
[0063] Pour chacune des deuxièmes tensions de commande V20, V21 , V22, V23, V24, V25, le quatrième instant U est notamment défini par le filtre comprenant la résistance d’entrée R et la capacité secondaire Cs du circuit secondaire 42 reliées à ladite reliée à l’entrée Eo, E1, E2, E3, E4, Es de commande recevant ladite deuxième tension de commande V20, V21 , V22, V23, V24, V25. En d’autres termes, chaque filtre, comprenant une résistance d’entrée R et une capacité secondaire Cs, définit le temps de montée de la deuxième tension de commande V20, V21 , V22, V23, V24, V25, de sorte que ladite deuxième tension de commande V20, V21 , V22, V23, V24, V25 soit maintenue à l’état bas au moins jusqu’au deuxième instant tå, autrement dit au moins jusqu’à l’instant où la tension d’alimentation Vbatt est de nouveau supérieure à la valeur du seuil de protection interne Vth_batt.
[0064] Puis, à partir du quatrième instant t4, les deuxièmes tensions de commandes V20, V21 , V22, V23, V24, V25 ne sont plus maintenues à l’état bas mais sont à l’état haut et augmentent de nouveau jusqu’à atteindre, à un cinquième instant ts, leur valeur initiale, autrement dit la valeur maximale.
[0065] Ainsi, après le cinquième instant t5, la tension d’alimentation Vbatt est de nouveau égale à la valeur de la tension d’alimentation Vbatt avant le début de la coupure. De même, la tension au point milieu PM est de nouveau égale à la valeur de la tension du point milieu PM avant l’instant initial t0.
[0066] De plus, au cinquième instant ts, le module de détection 40 est configuré pour commander chaque module de connexion 50, 51 , 52, 53, 54, 55 pour relier le lien filaire par lequel est émis la tension de commande V10, Vu, V12, V13, V14, V15, à l’entrée Eo, E1 , E2, E3, E4, Es de commande correspondante. De cette façon, chaque entrée Eo, E1 , E2, E3, E4, Es est déconnectée du circuit secondaire 42 et ne reçoit plus de deuxième tension de commande V20, V21 , V22, V23, V24, V25, mais peut de nouveau recevoir la tension de commande V10, Vu, V12, V13, V14, Vi5.
[0067] Le module de détection 40 est donc configuré pour forcer et maintenir chaque deuxième tension de commande V20, V21 , V22, V23, V24, V25 à l’état bas au moins entre le premier instant ti et deuxième instant tå, lorsque la tension d’alimentation Vbatt est inférieure au seuil de protection interne Vth-batt. Plus précisément le module de détection 40 est configuré pour maintenir l’ensemble des deuxièmes tensions de commande V2o, V21 , V22, V23, V24, V25 à l’état bas entre un troisième instant t3, défini avant le premier instant ti, et un quatrième instant t4, défini après le deuxième instant t2. La durée entre le troisième instant Î3 et le quatrième instant t4 est donc légèrement supérieure à la durée entre le premier instant ti et le deuxième instant tå. [0068] Le module de détection 40 protège donc les équipements 20 d’une coupure de la batterie 10 seulement lorsque cela est nécessaire.
[0069] En effet, du point de vue du module de pilotage 30, aucun équipement n’est connecté à la tension d’alimentation Vbatt de la batterie 10 au moins entre le premier instant ti et deuxième instant tå, et plus précisément, selon l’exemple représenté à la figure 4, entre le troisième instant h et le quatrième instant U- Ainsi, toujours du point de vue du module de pilotage 30, puisque tous les équipements 20 sont déconnectés de la tension d’alimentation Vbatt, il n’est pas nécessaire que le dispositif de protection interne du module de pilotage 30 commande la déconnexion de toutes les sorties d’alimentation So, Si, S2, S3, S4, S5 de la tension d’alimentation Vbatt pendant le laps de temps prédéfini lorsqu’une coupure de la batterie 10 survient. Le dispositif de protection interne reste donc inactif pendant la coupure.
[0070] Autrement dit, le module de détection 40 permet de rendre inactif le dispositif de protection interne pendant une coupure.
[0071] De plus, le temps de déconnexion imposé par la deuxième tension de commande V2o, V21 , V22, V23, V24, V25, entre le troisième instant t3 et le quatrième instant t4, est légèrement supérieur à la durée pendant laquelle la tension d’alimentation Vbatt est inférieure au seuil de protection interne Vth-batt, contrairement au laps de temps prédéfini lorsque le dispositif de protection interne déconnecte toutes les sorties d’alimentation So, Si, S2, S3, S4, S5, de la tension d’alimentation Vbatt. Autrement dit, les sorties d’alimentation So, Si, S2, S3, S4, Sssont déconnectées de la tension d’alimentation Vbatt seulement lorsque cela est nécessaire, c’est-à-dire quand la tension d’alimentation Vbatt est inférieure au seuil de protection interne Vth_batt. De cette façon, les équipements 20 peuvent être réalimentés en énergie électrique après le quatrième instant U et sont donc seulement éteints pendant un laps de temps court, ce qui n’est pas dérangeant pour l’utilisateur desdits équipements 20.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Module de détection (40) de coupure de tension d’une batterie (10) de véhicule automobile, ledit véhicule comprenant :
- une batterie (10) d’alimentation électrique apte à fournir une tension d’alimentation (Vbatt),
- une pluralité d’équipements (20) électriques, chaque équipement (20) électrique étant apte à être alimenté par ladite tension d’alimentation (Vbatt),
- un module de pilotage (30) connecté à la batterie (10) et comprenant une pluralité d’entrées (Eo, Ei, E2, E3, E4, Es) de commande, une pluralité de sorties d’alimentation (So, Si, S2, S3, S4, S5) et une pluralité d’organes de coupure (31), dans lequel : o chaque entrée (E0, E1, E2, E3, E4, E5) de commande est reliée électriquement à une résistance d’entrée (R) et est apte à recevoir une tension de commande (V10, Vu, V12, V13, V14, V15, V20, V21, V22, V23, V24, V25), o chaque sortie d’alimentation (So, Si, S2, S3, S4, S5) est reliée à un équipement (20) électrique, o chaque organe de coupure (31) est connecté d’une part à la batterie (10) et d’autre part à une sortie d’alimentation (So, Si, S2, S3, S4, Ss) et est apte à être commandé à l’aide d’une tension de commande (V10, Vu , V12, V13, V14, Vis, V20, V21, V22, V23, V24, V25) fournie sur l’une des entrées (E0, E1, E2, E3, E4, Es) de commande afin de fournir ou non la tension d’alimentation (Vbatt) sur ladite sortie d’alimentation (So, Si, S2, S3, S4, Ss), le module de pilotage (30) comprenant un dispositif de protection interne apte à détecter lorsque la tension d’alimentation (Vbatt) est inférieure à un seuil de protection interne (Vth_batt) prédéfini, le module de détection (40) comprenant un circuit électrique passif, ledit circuit électrique passif comprenant un circuit primaire (41) et une pluralité de circuits secondaires (42), chaque circuit secondaire (42) étant connecté à une entrée de commande (Eo, E1, E2, E3, E4, ES), ledit circuit primaire (41) comprenant un point haut (PH) connecté à la batterie (10), un point milieu (PM), un point bas (PB) connecté à chacun des circuits secondaires (42), une capacité primaire (Cp) connectée entre ledit point haut (PH) et ledit point milieu (PM), une résistance primaire (Rp) connectée entre le point milieu (PM) et une masse et une diode primaire (Dp) dont l’anode est connectée au point milieu (PM) et dont la cathode est connectée au point bas (PB), chaque circuit secondaire (42) comprenant une première diode (Dsi) dont la cathode est connectée au point bas (PB) et dont l’anode est connectée à un point dit « de jonction » (PJO, PJI, Pj2, Pj3, Pj4, PJS) désignant le point entre la résistance d’entrée (R) et l’entrée de commande (Eo, E1, E2, E3, E4, Es) reliées audit circuit secondaire (42), une deuxième diode (Ds2) dont la cathode est connectée au point de jonction (PJO, PJI , Pj2, Pj3, Pj4, Pus) et dont l’anode est connectée à une masse, une capacité secondaire (Cs) connectée en parallèle à la deuxième diode (Ds2), le module de détection (40) étant apte à : a) détecter une coupure dans la tension d’alimentation (Vbatt) fournie par la batterie (10), à partir de la variation de tension au point milieu (PM), b) après détection d’une coupure dans la tension d’alimentation (Vbatt) et avant que la tension d’alimentation (Vbatt) ne soit inférieure au seuil de protection interne (Vth_batt) prédéfini, émettre une deuxième tension de commande (V2o, V2i, V22, V23, V24, V25) à chaque entrée de commande (E0, Ei, E2, E3, E4, E5) jusqu’à ce que la tension d’alimentation (Vbatt) soit de nouveau supérieure au seuil de protection interne (Vth_batt) prédéfini, afin de ne fournir aucune tension d’alimentation (Vbatt) sur la sortie d’alimentation (So, Si, S2, S3, S4, Ss) correspondant à chaque entrée de commande (E0, Ei, E2, E3, E4, E5).
[Revendication 2] Module de détection (40) de coupure selon la revendication précédente, dans lequel la diode primaire (DP) est une diode Zener.
[Revendication 3] Module de détection (40) selon la revendication précédente, dans lequel la résistance d’entrée (R) est égale à 22kQ, la capacité primaire (Cp) a une valeur de 220 nF, la résistance primaire (Rp) a une valeur de 470 kQ, la tension Zener de la diode primaire (Dp) est égale à 10V et la capacité secondaire (Cs) a la valeur de 47 pF.
[Revendication 4] Module de détection (40) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la deuxième tension de commande (V2o, V2i , V22, V23, V24, V2s) est caractérisée par un deuxième seuil de tension (Vth_2), en dessous duquel la deuxième tension de commande (V2o, V2i, V22, V23, V24, V2s) indique à chaque organe de coupure (31) de déconnecter chaque sortie d’alimentation (So, Si, S2, S3, S4, Ss) de la tension d'alimentation (Vbatt), le module de détection (40) étant apte à maintenir chaque deuxième tension de commande (V2o, V2i, V22, V23, V24, V2s) sous le deuxième seuil de tension (Vth_2) avant un premier instant (ti) auquel la tension d’alimentation (Vbatt) devient inférieure au seuil de protection interne (Vth_batt) prédéfini et au moins jusqu’à un deuxième instant (t2), défini par l’instant après le premier instant (h) à partir duquel la tension d’alimentation (Vbatt) est de nouveau supérieure au seuil de protection interne (Vth_batt) prédéfini.
[Revendication 5] Véhicule automobile comprenant :
- une batterie (10) d’alimentation électrique apte à fournir une tension d’alimentation (Vbatt), - une pluralité d’équipements (20) électriques, chaque équipement (20) électrique étant apte à être alimenté par ladite tension d’alimentation (Vbatt),
- un module de pilotage (30) connecté à la batterie (10) et comprenant une pluralité d’entrées (Eo, Ei, E2, E3, E4, Es) de commande, une pluralité de sorties d’alimentation (So,
51 , S2, S3, S4, Ss) et une pluralité d’organes de coupure (31), dans lequel : o chaque entrée (Eo, E1, E2, E3, E4, Es) de commande est reliée électriquement à une résistance d’entrée (R) et est apte à recevoir une tension de commande (V10, Vu , V12, V13, V14, V15, V20, V21, V22, V23, V24, V25), o chaque sortie d’alimentation (So, Si, S2, S3, S4, Ss) est reliée à un équipement (20) électrique, o chaque organe de coupure (31) est connecté d’une part à la batterie (10) et d’autre part à une sortie d’alimentation (So, Si, S2, S3, S4, Ss) et est apte à être commandé à l’aide d’une tension de commande (V10, Vu, V12, V13, V14, V15, V20, V21 , V22, V23, V24, V25) fournie sur l’une des entrées (E0, E1 , E2, E3, E4, Es) de commande afin de fournir ou non la tension d’alimentation (Vbatt) sur ladite sortie d’alimentation (So, Si, S2, S3, S4, Ss), le module de pilotage (30) comprenant un dispositif de protection interne apte à détecter lorsque la tension d’alimentation (Vbatt) est inférieure à un seuil de protection interne (Vth_batt) prédéfini,
- un module de détection (40) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
[Revendication 6] Véhicule selon la revendication précédente, comprenant une pluralité de modules de connexion (50, 51, 52, 53, 54, 55), chaque module de connexion (50, 51,
52, 53, 54, 55) étant connecté entre une entrée (Eo, E1 , E2, E3, E4, Es) de commande, le circuit secondaire (42) connecté à ladite entrée (Eo, E1 , E2, E3, E4, Es) de commande et l’extrémité de la résistance d’entrée (R) par laquelle est émise la tension de commande (V10, Vu , V12, V13, V14, V15), chaque module de connexion (50, 51, 52, 53, 54, 55) étant apte à relier électriquement la tension de commande (V10, Vu, V12, V13, V14, V15) ou le circuit secondaire (42) à l’entrée (E0, E1 , E2, E3, E4, E5) de commande correspondante, le module de détection (40) est apte à commander chaque module de connexion (50, 51, 52, 53, 54, 55) pour que celui-ci relie électriquement le circuit secondaire (42) à l’entrée (E0, E1 , E2, E3, E4, ES) de commande correspondante, d’un instant initial (t0) à partir duquel la tension d’alimentation (Vbatt) diminue à cause d’un coupure et jusqu’à un cinquième instant (ts), défini après l’instant initial (to), auquel la tension d’alimentation (Vbatt) redevient égale à la valeur de la tension d’alimentation (Vbatt) avant l’instant initial (to).
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US20080093924A1 (en) * 2006-10-24 2008-04-24 Mitsubishi Electric Corporation Power supply control device for on-vehicle electrical loads

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