Brevet FR2902889A1 — publié le 20071228

La présente invention concerne un dispositif et une méthode de détection d'une mauvaise connexion d'une batterie. Dans le domaine des circuits électriques comportant une batterie, lorsque la batterie est mal connectée ou déconnectée,par exemple du fait d'une cosse mal serrée, le circuit électrique se trouve perturbé et le réseau électrique peut alors être défaillant. Ceci est particulièrement observable lorsque des charges importantes sont enclenchées. Certains équipements du réseau peuvent s'en trouver perturbés. Il est intéressant de pouvoir détecter qu'une batterie est mal ou n'est pas connectée afin de le signaler à l'attention d'un utilisateur du réseau électrique ou d'un opérateur de maintenance. Il est connu plusieurs remèdes à ce problème de mauvaise connexion. Il est possible d'utiliser des cosses présentant des verrouillages mécaniques améliorés afin d'éviter un éventuel desserrage ou une déconnexion. Cependant une telle solution ne résout pas totalement le problème. D'autres solutions existent qui emploient généralement des capteurs de courant. Ce type de capteur est cependant coûteux et difficile à mettre en œuvre. D'autres solutions, le cas échéant sans capteur, permettent de réaliser un diagnostic orienté vers l'alternateur. De telles méthodes se limitent à la détection d'une déconnexion franche. La présente invention remédie à tout ou partie de ces différents inconvénients et propose un dispositif et une méthode permettant de détecter une mauvaise connexion, incluant le cas d'une déconnexion franche, sans utiliser de capteur de courant. L'invention a ainsi pour objet un procédé de 35 détection d'une mauvaise connexion d'une batterie, comprenant les étapes successives suivantes : 2 2902889 - détermination de l'amplitude des ondulations de la tension aux bornes de la batterie, - comparaison de l'amplitude déterminée avec un seuil, 5 - détection d'une mauvaise connexion lorsque ladite amplitude dépasse ledit seuil pendant un certain temps. L'invention concerne encore un dispositif apte à mettre en œuvre le procédé selon l'un des modes de réalisation précédents. 10 D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description détaillée donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins sur lesquels : - la figure 1 présente un exemple typique d'un 15 circuit électrique selon l'invention, - la figure 2 illustre un exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention, - les figures 3-6 présentent des courbes de résultats. 20 Le circuit électrique de la figure 1, comporte une batterie 1 comportant deux cosses de connexion 2, 3. Il est à noter que le circuit illustré est du type par connexion par la masse 4 classiquement utilisé sur les véhicules. L'invention est applicable aussi aux autres 25 types de circuit électriques. Le circuit comprend encore un alternateur 5. Le dispositif de détection 6 selon l'invention mesure la tension batterie Vbat entre les cosses 2 et 3, ou, ce qui est équivalent, la tension VRdB entre le point 7 et la masse 4 via la connexion 11. Le 30 circuit électrique constitue un réseau qui alimente divers équipements 8, 9, 10. Une détection d'une mauvaise connexion de la batterie 1 par le dispositif 6 est transmise par la connexion 12 au tableau de bord 8 afin d'alerter l'utilisateur, ou à un boîtier de maintenance (non représenté). Dans un tel circuit électrique, la batterie 1 3 2902889 assure un rôle double. Le premier rôle est celui de réserve d'énergie. Le second rôle est celui de capacité tampon assurant un filtrage de la tension. L'alternateur 5 est une machine tournante génératrice de tension 5 électrique alternative. Il intègre en sortie un pont redresseur. La tension alternateur présente des harmoniques de tension multiples de la vitesse de rotation de l'alternateur 5 et du nombre de pôles dudit alternateur 5. L'amplitude de ces harmoniques dépend de 10 la capacité globale présente sur le réseau. La batterie 1 est la capacité principale. Aussi, une mauvaise connexion de la batterie 1 entraîne une augmentation sensible de l'amplitude des ondulations de tension. Le principe de l'invention consiste à mesurer l'amplitude des 15 ondulations de tension afin de détecter un dépassement d'un seuil minimal. L'invention concerne un procédé de détection d'une mauvaise connexion d'une batterie 1 basé sur ce principe. Ce procédé réalise une détermination de l'amplitude des 20 ondulations de la tension entre les bornes 2,3, de la batterie 1 pour ensuite comparer cette amplitude avec un seuil prédéterminé. Ce seuil peut être déterminé empiriquement en mesurant l'amplitude pour une cosse 2, 3, de batterie 1 progressivement de plus en plus 25 desserrée. Un seuil peut être typiquement fixé lorsque le desserrage où les caractéristiques électriques du réseau sont jugés inacceptables. Une mauvaise connexion est détectée lorsque ladite amplitude dépasse ce seuil, pendant un certain temps. Ce temps est de préférence 30 déterminé empiriquement afin d'éviter de fausses détections dues par exemple à un bruit de mesure. L'étape de détermination de ce temps comprend une première étape de mesure de la tension batterie aux bornes 2, 3 de la batterie 1, ou en tout point de mesure 35 7 équivalent du circuit électrique. Cette mesure est ensuite traitée afin d'en dégager une mesure d'amplitude 4 2902889 d'ondulation. Pour cela la composante continue est supprimée, afin de ne conserver que la partie alternative. Ensuite le signal subit avantageusement un redressement des alternances négatives pour construire un 5 signal indicatif de l'amplitude d'ondulation. Afin de faciliter la comparaison ultérieure du signal obtenu avec un seuil continu, un moyennage temporel est effectué. Avantageusement une étape de filtrage des valeurs basses fréquences peut être appliquée entre l'étape de 10 mesure et l'étape de moyennage. Cette étape peut se confondre avec l'étape de suppression de la composante continue. Avantageusement encore, une étape d'amplification du signal réalisée entre l'étape de mesure et l'étape de 15 moyennage améliore la qualité du signal aux fins du seuillage ultérieur. Il est encore possible, après l'étape de moyennage, de réaliser une détection de valeur crête assortie d'une mémorisation de la valeur la plus élevée. Ainsi le 20 seuillage comparant la valeur crête mémorisée avec le seuil est amélioré. Cette mémorisation est réinitialisée soit à l'issue d'un certain temps écoulé, soit au minimum après une détection positive. En se référant maintenant à la figure 2, un exemple 25 de réalisation d'un dispositif 6 selon l'invention va être décrite. Un tel dispositif 6 est réalisé en technologie électronique selon un mode de réalisation préférentiel. D'autres technologies sont utilisables . DSP, microcontrôleur, logique numérique ou encore 30 logiciel. Sur la figure 2 le schéma électronique comporte successivement, de gauche à droite, cinq tronçons/fonctions 21-25. Le premier tronçon 21 mesure la tension batterie, réalise un filtrage des valeurs basse 35 fréquence et supprime la composante continue. Le second tronçon 22 amplifie le signal issu du premier tronçon 21 5 2902889 et le transmet au troisième tronçon 23 qui redresse les alternances négatives. Le quatrième tronçon 24 moyenne le signal issu du troisième tronçon 23 et le transmet au cinquième tronçon 25. Ce dernier tronçon réalise une 5 mémorisation de la valeur de tension la plus élevée. Le signal ainsi produit est ensuite transmis à un comparateur (non représenté) qui compare avec le seuil et réalise la détection de mauvaise connexion. Ce comparateur peut par exemple être réalisé par un 10 microcontrôleur dont une des entrées acquiert le signal issu du tronçon 25. Les figures 3-6 présentent les résultats obtenus avec le dispositif selon l'invention. Chaque figure 3-6 présente deux courbes figurant chacune une tension en 15 fonction du temps. La courbe de gauche présente la composante alternative de la tension batterie après retrait de la composante continue, soit encore le signal en sortie du premier tronçon 21. La courbe de droite présente le signal en sortie du dispositif après 20 traitement et avant seuillage. De haut en bas, de la figure 3 jusqu'à la figure 6, la cosse positive 3 de la batterie 1 est progressivement de plus en plus desserrée. Il apparaît que la valeur de la tension de sortie, figurée sur la courbe de droite, augmente avec le 25 desserrage croissant. Il apparaît que les caractéristiques de forme et de niveau du signal de sortie sont exploitables pour le seuillage. Ce seuillage permet la détection et la génération d'une alerte. Cette alerte est effective après que le seuil a été franchi 30 pendant un certain temps. 6 REVENDICATIONS 1. Procédé de détection d'une mauvaise connexion 5 d'une batterie (1), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes successives suivantes : -détermination de l'amplitude des ondulations de la tension aux bornes (2, 3) de la batterie (1), - comparaison de l'amplitude déterminée avec un 10 seuil, - détection d'une mauvaise connexion lorsque ladite amplitude dépasse ledit seuil pendant un certain temps. 2. Procédé de détection selon la revendication 1, où l'étape de détermination comprend les étapes 15 successives suivantes : - mesure de la tension aux bornes (2, 3) de la batterie (1), - suppression de la composante continue, -redressement des alternances négatives, 20 - moyennage du signal. 3. Procédé de détection selon la revendication 2, où l'étape de détermination comprend encore, entre l'étape de mesure et l'étape de moyennage, l'étape suivante : 25 - filtrage des valeurs basses fréquences. 4. Procédé de détection selon la revendication 2 ou 3, où l'étape de détermination comprend encore, entre l'étape de mesure et l'étape de moyennage, l'étape suivante . 30 - amplification du signal. 5. Procédé de détection selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, où l'étape de détermination comprend encore, après l'étape de moyennage, l'étape suivante . 35 - détection et mémorisation de la valeur la plus élevée. 6. Dispositif de détection d'une mauvaise connexion d'une batterie (1), caractérisé en ce qu'il comprend : - un moyen de détermination de l'amplitude des 5 ondulations de la tension aux bornes (2, 3) de la batterie (1), - un comparateur de l'amplitude déterminée avec un seuil, -un moyen de détection d'une mauvaise connexion 10 lorsque ladite amplitude dépasse ledit seuil pendant un certain temps. 7. Dispositif de détection selon la revendication 6, où ledit moyen de détermination comprend encore : - un moyen (21) de mesure de la tension aux bornes 15 (2, 3) de la batterie (1), - un moyen (21) de suppression de la composante continue, - un moyen (23) de redressement des alternances négatives, 20 - un moyen (24) de moyennage du signal. 8. Dispositif de détection selon la revendication 7, où ledit moyen de moyennage comprend encore : - un moyen de filtrage des valeurs basses fréquences. 25 9. Dispositif de détection selon la revendication 7 ou 8, où le moyen de détermination comprend encore un amplificateur (22). 10. Dispositif de détection selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, où le moyen de détermination 30 comprend encore un moyen (25) de mémorisation de la valeur la plus élevée.