Brevet FR2999719A1 — publié le 20140620

PROCEDE DE DETERMINATION D'UNE TENSION MINIMALE DE BATTERIE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE EN DESSOUS DE LAQUELLE ON INTERDIT UNE ACTION CONSOMMATRICE D'ELECTRICITE [0001] L'invention porte sur le domaine du démarrage des moteurs à combustion pouvant fonctionner avec un carburant contenant une part importante d'éthanol. Notamment, il peut s'agir de moteurs fréquemment désignés par l'appellation « FlexFuel », pouvant fonctionner avec un carburant contenant de 0% à 100% d'éthanol. [0002] Les moteurs pouvant fonctionner à l'éthanol ou un mélange de carburant traditionnel et d'éthanol sont sujets à des difficultés de démarrage à basse température. Par carburant traditionnel, on entend en particulier le carburant utilisé classiquement dans les moteurs à allumage commandé, communément appelé essence, ou supercarburant. [0003] En particulier, lorsque le moteur est froid, l'inflammation de l'éthanol étant plus difficile que celle de l'essence, le démarrage est difficile. La notion de moteur froid peut notamment s'entendre vis-à-vis de la température initiale des chambres de combustion, qu'on peut approcher par la température du liquide contenu dans le circuit de refroidissement du moteur. [0004] Il est connu que selon la proportion d'éthanol contenue dans le carburant, et en particulier lorsque celle-ci est élevée, les démarrages à basse température peuvent se révéler problématiques. Cela se traduit par un démarrage plus long, voire impossible, du moteur dans des conditions de températures particulièrement basses. [0005] Différentes approches ont été proposées pour remédier à cet inconvénient. [0006] Par exemple, on connaît dans l'état de la technique un dispositif comportant un réservoir additionnel rempli d'un second carburant, à faible teneur en éthanol. Lors des démarrages à froid, et en présence d'une importante concentration en éthanol dans le carburant, le dispositif de démarrage auxiliaire introduit du carburant à faible concentration en éthanol à l'admission du moteur. L'emploi de cette technologie nécessite cependant d'embarquer deux qualités de carburant pour le fonctionnement du moteur, ce qui implique une architecture complexe d'alimentation en carburant du moteur. [0007] Une autre approche est envisagée par exemple dans le document EP1934467. Selon cette approche, on chauffe l'air d'admission et/ou le carburant par des résistances électriques avant le démarrage d'un moteur, par exemple lors de la détection de l'actionnement d'une portière du véhicule équipé. [0008] Néanmoins, le chauffage de l'air ou du carburant peut entrainer une consommation électrique important. Typiquement, à -5°C, le temps de chauffage du carburant E100 (carburant contenant 100% d'éthanol) dure de l'ordre de 12 secondes. Il existe donc un risque que la consommation électrique due au chauffage préalable au démarrage soit telle qu'elle rende le démarrage du moteur difficile ou impossible, notamment si l'état de la charge de la batterie est bas avant même la phase de chauffage. [0009] L'objectif de l'invention est de proposer un procédé permettant de déterminer, de manière fiable, optimisée, et adaptée à chaque application particulière, un critère d'autorisation ou non du chauffage afin que la consommation électrique entrainée ne mette pas en péril le bon démarrage du moteur. Il s'agit en particulier de déterminer pour chaque application la tension de batterie en dessous de laquelle le chauffage préalable au démarrage ne doit pas être autorisé, ou en dessous de laquelle ce chauffage doit être arrêté. [0010] Plus précisément, l'invention porte donc sur un procédé de détermination d'une tension minimale de batterie d'un véhicule automobile à moteur à combustion en dessous de laquelle on interdit une action consommatrice d'électricité, dans lequel : a) on amène la batterie à un niveau de charge prédéfini ; b) on réalise l'action consommatrice d'électricité ; c) on effectue une tentative de démarrage ; d) on constate le démarrage ou non du moteur en un temps maximal donné ; e) on répète les étapes a) à d) pour différents niveaux de charge ; f) on repère le niveau de charge minimal pour lequel le démarrage est réalisé, dans le temps maximal donné ; g) on traduit le niveau de charge minimal repéré en une tension de batterie ; on répète les étapes a) à g) pour un nombre donné de batteries, et h) on détermine la tension minimale en dessous de laquelle on interdit l'action consommatrice d'électricité en moyennant les tensions ainsi obtenues. [0011] De préférence, à l'étape e) on répète les étapes a) à d) pour des niveaux de charges décroissant de 5% en 5% de la charge maximale, partant d'un niveau de charge de 35% de la charge maximale de la batterie, et jusqu'à un niveau de charge ne permettant plus le démarrage du moteur. [0012] De préférence, le nombre donné de batteries est compris entre 5 et 15, et est de préférence 10. [0013] Dans une variante préférentielle de l'invention, l'action consommatrice d'électricité est l'emploi d'une résistance électrique de chauffage de carburant et/ou d'air d'admission du moteur à combustion. [0014] L'invention porte aussi sur un procédé de détermination d'une tension minimale de batterie d'un véhicule automobile à moteur à combustion en dessous de laquelle on interdit une action consommatrice d'électricité, dans lequel on met en jeu un procédé tel que précédemment défini pour un nombre prédéfini de véhicules identiques, et on détermine ladite tension minimale finale (TM) en moyennant les tensions minimales obtenues pour chaque véhicule. [0015] De préférence, l'étape c) d'un procédé tel que précédemment défini est réalisée à 15 -5°C. [0016] De préférence, l'étape c) d'un procédé tel que précédemment défini est réalisée avec un carburant alimentant le moteur à combustion contenant 100% d'éthanol. [0017] Dans une variante préférentielle de l'invention, les étapes b), c) et d) sont réalisées avec un ou plusieurs consommateurs électriques auxiliaires activés. Ces 20 consommateurs électriques auxiliaires peuvent être choisis parmi : - Un système d'éclairage intérieur du véhicule, - Une pompe à carburant, - Un système de commande du moteur - Un calculateur central de véhicule. 25 [0018] L'invention porte enfin sur l'application d'un procédé tel que précédemment défini pour déterminer, pour un véhicule donné : une première tension minimale de batterie, en dessous de laquelle on interdit le chauffage du carburant ou de l'air d'admission suite à l'ouverture d'une portière du véhicule ; une seconde tension minimale de batterie, en dessous de la laquelle le chauffage doit être interdit lors de la phase de démarrage avec clé de contact en position +APC. [0019] L'invention est décrite plus en détail en référence à la figure unique présentant là la figure unique présentant schématiquement l'invention selon un mode de réalisation préférentiel. [0020] La figure 1, figure unique, présente donc à l'aide d'une représentation graphique les différentes étapes d'un procédé conforme à une variante préférentielle de l'invention. [0021] Le procédé décrit en figure 1 est appliqué à la détermination de la tension minimale de batterie nécessaire, sur un véhicule de type donné (typiquement un modèle de véhicule automobile donné, équipé d'un moteur donné, et comportant des équipements électriques données), afin de mener à bien le réchauffage du carburant précédant un démarrage à froid du moteur, dans des conditions climatique défavorables, sans risquer de compromettre le démarrage du moteur. [0022] Partant d'une première batterie 1, on amène la batterie à un niveau de charge prédéfini, dans une étape a) de conditionnement de la batterie. Typiquement, on pourra faire la première itération du procédé en conditionnant la batterie à 35% de sa charge maximale. [0023] Puis, la batterie 1 est installée sur le véhicule considéré, lui-même conditionné, dans la variante de l'invention ici considérées, selon un protocole visant à reproduire les pires conditions de démarrage prévues. Typiquement, on peut tendre à reproduire le démarrage du moteur à combustion du véhicule à une température de -5°C, avec un carburant comportant 100% d'éthanol. Ce sont typiquement les critères retenus pour le marché automobile brésilien. [0024] On réalise ensuite l'action consommatrice d'électricité dont on souhaite évaluer si elle risque, selon le niveau de charge de la batterie, de compromettre le bon démarrage du moteur du véhicule (étape b)). Dans l'application préférentielle de l'invention ici représentée, on effectue un chauffage du carburant par résistances électriques alimentées par la batterie, par exemple au niveau des injecteurs, d'un circuit, ou d'une rampe d'injection. [0025] Différents consommateurs électriques peuvent en outre être activés concomitamment de l'action consommatrice d'électricité. Typiquement, un éclairage intérieur de véhicule peut être mis en marche, afin de reproduire fidèlement ce qui se passe lors du déclenchement d'un chauffage du carburant suite à l'ouverture d'une portière du véhicule équipé de cette fonction (pour anticiper un démarrage du moteur). [0026] Il est également possible d'actionner des consommateurs intervenant dans le démarrage, tel qu'une pompe à carburant, afin de simuler la charge électrique supportée par la batterie juste avant le démarrage. Typiquement, on peut ainsi simuler la charge électrique supportée lorsque la clé de contact du véhicule est en position « plus après contact » (position désignée par +APC). [0027] On effectue une tentative de démarrage (étape c)) du moteur. On constate alors si le démarrage est effectué de manière acceptable, en un temps maximal donné, typiquement, de quelques secondes, et cela dans une étape d). [0028] On répète alors les étapes précédentes (étape a) à étape d)) pour différents niveaux de charge de la même batterie. On pourra par exemple partir d'une première itération avec un niveau de charge de 35% de la charge maximale, puis diminuer le niveau de charge de 5% en 5% de la charge maximale, et ce jusqu'à ce que la batterie soit vide, ou plus simplement jusqu'à ce que le démarrage ne soit pas réalisé dans le temps maximal donné. [0029] On pourra consigner les informations sur le niveau de charge, la tension de la batterie, et l'intensité du courant au démarrage, et le temps de démarrage dans un tableau adapté. [0030] On repère alors le niveau de charge minimum pour obtenir un démarrage satisfaisant, c'est-à-dire pour lequel le démarrage est réalisé dans le temps maximal donné (étape f)), et on traduit ce niveau de charge en tension de batterie (étape g)). [0031] On répète alors ces opérations pour un nombre donné (n) de batteries (1, 2, 3, ...n) , préférentiellement plusieurs, par exemple 10 batteries. [0032] On peut consigner les différentes charges et tensions minimales assurant le démarrage satisfaisant pour les différentes batteries dans un tableau adapté tel que celui reproduit ci-après :30 Charge batterie Tension minimale relevée Batterie 1 2 3 4 6 7 8 9 SOMME = MOYENNE = [0033] Enfin, on détermine la tension minimale en dessous de laquelle on interdit l'action consommatrice d'électricité en moyennant les tensions ainsi obtenues (somme des tensions relevées divisée par le nombre de batteries considérées). [0034] Pour déterminer de manière encore plus robuste la tension minimale en dessous 5 de laquelle on interdit l'action consommatrice d'électricité, on peut répéter ce procédé sur plusieurs véhicules identiques (v1, v2, ...), et moyenner les tensions minimales obtenues pour avoir la tension minimale retenue TM. Dans l'exemple schématisé en figure 1, on applique le procédé avec 2 véhicules identiques. [0035] L'invention ainsi développée permet de déterminer de manière fiable une tension 10 d'autorisation ou d'interdiction d'une action consommatrice d'énergie qui pourrait mettre en péril le bon démarrage du moteur à combustion. Typiquement, dans le cadre d'un moteur comportant un système de réchauffage du carburant (ou de l'air d'admission), elle permet de déterminer, pour une application précise (véhicule d'un modèle précis) la tension en dessous de laquelle le réchauffage doit être interdit ou arrêté pour permettre le bon fonctionnement du démarreur, qui reste, avant le réchauffage, la fonction primordiale à assurer pour permettre le démarrage du moteur. [0036] Typiquement, on peut donc pour un véhicule déterminer une première tension minimale de batterie, en dessous de laquelle on interdit le chauffage du carburant ou de l'air d'admission suite à l'ouverture d'une portière du véhicule, le chauffage après ouverture de la portière étant une fonction ayant pour but d'anticiper un démarrage du moteur. Dans ce cas, la fonction de chauffage peut néanmoins être activée lorsque la clé de contact du véhicule est en position « plus après contact » (+APC). On peut alors également déterminer une seconde tension minimale de batterie, en dessous de la laquelle le chauffage doit être interdit lors de la phase de démarrage avec clé de contact en position +APC.5 REVENDICATIONS1. Procédé de détermination d'une tension minimale de batterie d'un véhicule automobile à moteur à combustion en dessous de laquelle on interdit une action consommatrice d'électricité, dans lequel : a) on amène la batterie à un niveau de charge prédéfini ; b) on réalise l'action consommatrice d'électricité ; c) on effectue une tentative de démarrage ; d) on constate le démarrage ou non du moteur en un temps maximal donné ; e) on répète les étapes a) à d) pour différents niveaux de charge ; f) on repère le niveau de charge minimal pour lequel le démarrage est réalisé, dans le temps maximal donné ; g) on traduit le niveau de charge minimal repéré en une tension de batterie ; on répète les étapes a) à g) pour un nombre donné de batteries (1,2, ..n), et h) on détermine la tension minimale en dessous de laquelle on interdit l'action consommatrice d'électricité en moyennant les tensions ainsi obtenues. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel à l'étape e) on répète les étapes a) à d) pour des niveaux de charges décroissant de 5% en 5% de la charge maximale, partant d'un niveau de charge de 35% de la charge maximale de la batterie, et jusqu'à un niveau de charge ne permettant plus le démarrage du moteur. 3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel le nombre donné de batteries (1,2,...) est compris entre 5 et 15, et est de préférence 10. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'action consommatrice d'électricité est l'emploi d'une résistance électrique de chauffage de carburant et/ou d'air d'admission du moteur à combustion. 5. Procédé de détermination d'une tension minimale de batterie d'un véhicule automobile à moteur à combustion en dessous de laquelle on interdit une action consommatrice d'électricité, dans lequel on met en jeu un procédé selon l'une des revendications précédentes pour un nombre prédéfini de véhicules identiques, et on détermine laditetension minimale finale (TM) en moyennant les tensions minimales obtenues pour chaque véhicule. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'étape c) est réalisée à -5°C. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'étape c) est réalisée avec un carburant alimentant le moteur à combustion contenant 100% d'éthanol. 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les étapes b), c) et d) sont réalisées avec un ou plusieurs consommateurs électriques auxiliaires activés. 9. Procédé selon la revendication 9, dans lequel les consommateurs électriques auxiliaires sont choisis parmi : Un système d'éclairage intérieur du véhicule, Une pompe à carburant, Un système de commande du moteur Un calculateur central de véhicule. 10. Application d'un procédé selon l'une des revendications précédentes, pour déterminer, pour un véhicule donné : une première tension minimale de batterie, en dessous de laquelle on interdit le chauffage du carburant ou de l'air d'admission suite à l'ouverture d'une portière du véhicule ; une seconde tension minimale de batterie, en dessous de la laquelle le chauffage doit être interdit lors de la phase de démarrage avec clé de contact en position +APC.25