Brevet FR2874702A1 — publié le 20060303

La présente invention concerne un dispositif de mesure d'au moins un paramètre de fonctionnement d'une batterie de véhicule automobile et un réseau de transmission de données pour ce véhicule. On connaît déjà dans l'état de la technique un dispositif de mesure d'au moins un paramètre de fonctionnement d'une batterie de véhicule automobile munie d'une borne positive et d'une borne reliée à une masse de batterie, le dispositif étant du type comprenant des moyens de génération d'une tension liée au paramètre, dite tension mesurée, et des moyens de génération, à partir de cette tension mesurée, d'un signal logique représentant ce paramètre destiné à être émis sur un bus de communication, des niveaux logiques du signal étant déterminés par rapport à une masse de référence. Un dispositif de mesure du type précité est destiné en particulier à mesurer la tension de la batterie, entre la masse de batterie et la borne positive de batterie, afin notamment de contrôler les charge et décharge de la batterie. Le signal logique représentant la tension de la batterie est émis, par l'intermédiaire du bus de communication, vers d'autres organes électriques raccordés à ce bus, notamment un calculateur du véhicule. Habituellement, les organes électriques raccordés au bus de communication sont reliés à des masses de référence portées sensiblement au même potentiel que la masse de la batterie. En effet, les organes électriques communiquant entre eux par l'intermédiaire du bus sont généralement tous reliés à la caisse du véhicule à laquelle est reliée la masse de la batterie. Or, on souhaite équiper certains types de véhicules d'un alterno-démarreur qui est une machine électrique formant à la fois un démarreur, pour la mise en route d'un moteur thermique du véhicule, et un alternateur, pour la recharge de la batterie. L'alterno-démarreur, comme d'autres organes électriques, a vocation à être raccordé au bus de communication pour communiquer notamment avec le dispositif de mesure de tension de la batterie. Toutefois, lors de certaines phases du fonctionnement de l'alterno-démarreur, le potentiel de la masse de référence de cet alterno-démarreur peut varier par rapport au potentiel de la masse de batterie selon une amplitude pouvant atteindre 9 Volts. Une telle amplitude de variation du potentiel de la masse de référence n'est généralement pas adaptée au fonctionnement d'un bus de communication dont les différents niveaux logiques sont déterminés par rapport à la masse de batterie prise comme masse de référence. L'invention a pour but de permettre une circulation fiable de données sur un bus auquel sont raccordés, d'une part, un dispositif de mesure d'au moins un paramètre de fonctionnement d'une batterie de véhicule automobile, du type précité, et d'autre part, un organe électrique relié à une masse de référence dont le potentiel peut varier notablement par rapport au potentiel de la masse de la batterie. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de mesure d'au moins un paramètre de fonctionnement d'une batterie de véhicule automobile munie d'une borne positive et d'une borne reliée à une masse de batterie, le dispositif étant du type précité, caractérisé en ce que la masse de référence est distincte de la masse de batterie. Grâce à l'invention, le signal logique circulant sur le bus a pour masse de référence la masse de l'organe relié au bus susceptible de connaître la plus forte variation de potentiel, si bien que les éventuelles différences de potentiel entre les masses de batterie et de référence sont sans effet sur l'interprétation des niveaux logiques du signal circulant sur le bus. La masse de référence peut être celle d'un alterno-démarreur. Ainsi, le dispositif de mesure et l'alterno-démarreur peuvent échanger des données conformément à un protocole d'échange classique. L'invention à également pour objet un réseau de transmission de données pour véhicule automobile du type comprenant un bus de communication relié, d'une part, à un dispositif de mesure d'au moins un paramètre de fonctionnement d'une batterie du véhicule automobile et, d'autre part, à un organe électrique, caractérisé en ce que le dispositif de mesure est tel que défini ci-dessus, l'organe électrique étant relié à la masse de référence. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins dans lesquels les figures 1 à 3 sont des schémas d'un réseau de transmission de données pour véhicule automobile selon trois modes de réalisation de l'invention respectivement. On a représenté sur la figure 1 un réseau de transmission de données pour véhicule automobile, selon un premier mode de réalisation de l'invention, désigné par la référence générale 10. Le réseau de transmission 10 comprend un bus de communication 12 relié, d'une part, à un dispositif 14 de mesure d'au moins un paramètre de fonctionnement d'une batterie 16 du véhicule automobile et, d'autre part, à un organe électrique 18. Dans l'exemple illustré, l'organe électrique 18 est un alterno-démarreur relié à une masse de référence m. La batterie 16 est munie d'une borne positive 20 et d'une borne 22 reliée à une masse M de batterie. Cette masse M de batterie est distincte de la masse de référence m. Dans les modes de réalisation décrits, les paramètres destinés à être mesurés par le dispositif 14 comprennent la tension de la batterie 16 entre la masse M de batterie et la borne positive 20 de batterie, un courant circulant dans un circuit 23 raccordant la batterie 16 à une charge, et une température de la batterie 16. Pour mesurer la tension de la batterie 16 entre la masse M et la borne positive 20, on mesure une tension, liée à la tension de la batterie, générée par des moyens 24 du dispositif de mesure 14. Dans le premier mode de réalisation de l'invention, la tension générée par les moyens 24 est obtenue par soustraction, d'une part, d'une première tension proportionnelle à la tension entre la masse de référence m et la borne positive de batterie 20 et, d'autre part, d'une seconde tension proportionnelle à la tension entre la masse de référence m et la masse de batterie M. Les moyens de soustraction 24 comprennent de préférence un amplificateur différentiel 26 dans une configuration de montage soustracteur, connue en soi. Pour mesurer le courant circulant dans le circuit 23, on mesure une tension, liée à ce courant, générée par des moyens 27, connus en soi, du dispositif de mesure 14. Pour mesurer la température de la batterie 16, on mesure une tension, liée à cette température, générée par des moyens 28, connus en soi, du dispositif de mesure 14. Ces moyens 28 comportent, par exemple, des premiers 28A et seconds 28B moyens résistifs formant un pont 30 diviseur de tension, la résistance des moyens résistifs 28A variant en fonction de la température. Le dispositif de mesure 14 comprend également des moyens 32 de génération, à partir de chaque tension mesurée, d'un signal logique représentant le paramètre lié à la tension mesurée. Ce signal logique est destiné à être émis sur le bus de communication 12. Les niveaux logiques du signal sont déterminés par rapport à la masse de référence m, c'est à dire par rapport à la masse à laquelle est reliée l'alterno-démarreur 18 qui est distincte de la masse M de batterie. De préférence, les moyens 32 de génération du signal logique comprennent un microcontrôleur 34. Dans les modes de réalisation décrits, le microcontrôleur 34 est muni d'une première entrée connectée à la sortie des moyens 24 de génération d'une tension liée à la tension de la batterie 16 entre la masse M et la borne positive 20, d'une deuxième entrée connectée à la sortie des moyens 27 de mesure de la tension liée au courant circulant dans le circuit 23, et d'une troisième entrée connectée à la sortie du pont diviseur de tension 30. Le microcontrôleur 34 est également muni d'une sortie reliée au bus de communication 12 par l'intermédiaire de moyens 36 formant excitateur de ligne. Ainsi, le micro-contrôleur 28 reçoit en entrée des tensions représentatives de la tension de la batterie 16 entre la masse M et la borne positive 20, du courant circulant dans le circuit 23 et de la température de la batterie 16. Par ailleurs, les moyens 36 formant excitateur de ligne fournissent, à leur sortie reliée au bus de communication 12, des signaux logiques quantifiant la tension de la batterie 16 entre la masse M et la borne positive 20, le courant circulant dans le circuit 23 et la température de la batterie 16. Le micro-contrôleur 34 et l'excitateur de ligne 36 génère, à partir de la tension fournie par les moyens 24, un signal logique représentant la tension de la batterie 16 entre la masse M de batterie et la borne positive 20 de batterie. On notera donc que les niveaux logiques du signal quantifiant la tension de la batterie 16 entre la masse M et la borne positive 20 sont considérés par rapport à la masse de référence m distincte de la masse M de batterie. Le dispositif de mesure 14 comprend également des moyens 38, connus en soi, de génération d'une tension Vcc correspondant à une différence de potentiel mesurée par rapport à la masse de référence m. Ces moyens 38 de génération de la tension Vcc sont reliés à la borne positive de batterie 20 par l'intermédiaire de moyens classiques de filtrage 39. La tension Vcc permet d'alimenter divers organes électriques du dispositif de mesure 14, notamment l'amplificateur différentiel 26, les moyens 27 de mesure de courant, les moyens 28 de mesure de température, le microcontrôleur 34 et l'excitateur de ligne 36. Ces divers organes électriques, connectés à la masse de référence m de l'alterno-démarreur 18, sont donc alimentés par une tension prise en référence à cette masse m. Les figures 2 et 3 représentent respectivement un réseau de transmission de données pour véhicule automobile selon des deuxième et troisième modes de réalisation de l'invention. Sur ces figures 2 et 3, les éléments analogues à ceux de la figure précédente sont désignés par des références identiques. Dans le cas de la figure 2, les moyens 24 de génération d'une tension liée à la tension de la batterie 16 entre la masse M et la borne positive 20 comportent, d'une part, un pont 40 qui divise la tension entre la borne positive de batterie 20 et la masse de référence m, et d'autre part, un filtre passe-bas 42 disposé en sortie du pont diviseur 40. La première entrée du microcontrôleur 34 est connectée à la sortie du filtre passe-bas 42, de manière que la tension mesurée est une tension filtrée proportionnelle à la tension entre la masse de référence m et la borne positive de batterie 20. Comme cela a été évoqué précédemment, le potentiel de la masse de référence m de l'alterno-démarreur 18 peut varier par rapport au potentiel de la masse de batterie M. Le filtre passe-bas 42 efface suffisamment ces variations pour que la mesure d'une tension proportionnelle à la tension entre la masse de référence m et la borne positive de batterie 20, corresponde sensiblement à la tension entre la masse M de batterie et la borne positive 20 de batterie. Dans le cas de la figure 3, les moyens 38 génèrent une tension Vcc correspondant à une différence de potentiel mesurée par rapport à la masse M de batterie. L'amplificateur différentiel 26, les moyens 27 de mesure de courant, les moyens 28 de mesure de température, le microcontrôleur 34 et l'excitateur de ligne 36 sont alimentés par la tension Vcc et sont connectés à la masse M de batterie. Ces divers organes électriques sont donc alimentés par une tension prise en référence à cette masse M. Les moyens 24 de génération d'une tension liée à la tension de la batterie 16 entre la masse M et la borne positive 20 comportent le pont 40 qui, dans le cas de la figure 3, divise la tension entre la borne positive de batterie 20 et la masse M de batterie. La première entrée du microcontrôleur 34 est connectée à la sortie du pont 40, de manière que la tension mesurée est une tension proportionnelle à la tension entre la masse M de batterie et la borne positive 20 de batterie. Le microcontrôleur 34 et l'excitateur de ligne 36 forment un sous-ensemble 32A des moyens de génération 32. Ce sous-ensemble 32A génère, à partir de chaque tension mesurée, un signal logique intermédiaire représentant le paramètre lié à la tension mesurée. Les niveaux logiques du signal intermédiaire sont donc déterminés par rapport à la masse M de batterie. Toutefois, dans le cas le la figure 3, les moyens de génération 32 comprennent en outre des moyens d'isolation galvanique 44 reliant la sortie de l'excitateur de ligne 36 au bus de communication 12. Les moyens d'isolation galvanique 44 sont formés, par exemple, par un transformateur d'isolement. Grâce aux moyens d'isolation galvanique 44, le signal intermédiaire est converti en un signal de niveau logique déterminé par rapport à la masse de référence m de l'alterno-démarreur 18 qui est distincte de la masse M de batterie. On notera que, dans les trois modes de réalisations, le dispositif de mesure 14 est apte à émettre un signal logique sur le bus de communication 12 que l'alternodémarreur 18 pourra recevoir et interpréter de façon fiable, quelque soit la différence de potentiel entre la masse de référence de l'alterno-démarreur m et la masse de batterie M. On notera également que l'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits. En particulier, des organes électriques autres que l'alterno-démarreur pourraient être reliés au bus de communication. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure (14) d'au moins un paramètre de fonctionnement d'une batterie (16) de véhicule automobile munie d'une borne positive (20) et d'une borne (22) reliée à une masse de batterie (M), le dispositif (14) étant du type comprenant des moyens (24) de génération d'une tension liée au paramètre, dite tension mesurée, et des moyens de génération (32), à partir de cette tension mesurée, d'un signal logique représentant ce paramètre destiné à être émis sur un bus de communication (12), des niveaux logiques du signal étant déterminés par rapport à une masse de référence (m), caractérisé en ce que la masse de référence (m) est distincte de la masse de batterie (M). 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le paramètre à mesurer est la tension de la batterie (16) entre la masse de batterie (M) et la borne positive de batterie (20). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la tension mesurée est la tension fournie par des moyens de soustraction (24), d'une part, d'une première tension proportionnelle à la tension entre la masse de référence (m) et la borne positive (20) de batterie et, d'autre part, d'une seconde tension proportionnelle à la tension entre la masse de référence (m) et la masse de batterie (M). 4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel les moyens de soustraction (24) comprennent un amplificateur différentiel (26) dans une configuration de montage soustracteur. 5. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la tension mesurée est une tension filtrée proportionnelle à la tension entre la masse de référence (m) et la borne positive (20) de batterie. 6. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel la tension mesurée est filtrée par un filtre passe bas (42). 7. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les moyens de génération (32) comprennent : un sous ensemble (32A) de génération, à partir de la tension mesurée, d'un signal logique intermédiaire représentant le paramètre, des niveaux logiques du signal intermédiaire étant déterminés par rapport à la masse (M) de batterie, et des moyens d'isolation galvanique (44) convertissant le signal intermédiaire en un signal de niveaux logiques déterminés par rapport à la masse de référence (m). 8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel les moyens d'isolation galvanique (44) comprennent un transformateur d'isolement. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens (32) de génération du signal logique comprennent un microcontrôleur (34) muni d'une entrée connectée à la sortie des moyens (24) de génération de tension. 10. Dispositif selon la revendication 9, dans lequel le microcontrôleur (34) est muni d'une sortie destinée à être reliée au bus de communication (12) par l'intermédiaire de moyens (36) formant excitateur de ligne. 11. Réseau de transmission (10) de données pour véhicule automobile du type comprenant un bus de communication (12) relié, d'une part, à un dispositif de mesure (14) d'au moins un paramètre de fonctionnement d'une batterie (16) du véhicule automobile et, d'autre part, à un organe électrique (18), caractérisé en ce que le dispositif de mesure (14) est selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, l'organe électrique (18) étant relié à la masse de référence (m). 12. Réseau de transmission de données selon la revendication 10, dans lequel l'organe électrique (18) est un alterno-démarreur.