Brevet FR3075388A1 — publié le 20190621

TITRE SYSTEME ET PROCEDE DE MESURE D'UNE TENSION DOMAINE TECHNIQUE La presente invention concerne un systeme et un procede de mesure 5 d'une tension, s'appliquant en particulier au domaine des vehicules automobiles. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE II est connu de mesurer une tension fournie par une source de tension, telle qu'une batterie d'un vehicule automobile, en utilisant un dispositif de 10 mesure de tension presentant une entrée connectee a la source de tension. Un tel dispositif de mesure de tension comporte habituellement un diviseur de tension connecte a l'entree et presentant une sortie connectee a un convertisseur analogique numerique d'un microcontroleur realisant la mesure. L'invention a pour but d'ameliorer la precision de la mesure. 15 RESUME DE L'INVENTION A cet effet, it est propose un systeme de mesure d'une tension a mesurer fournie par une source de tension a mesurer, comportant : une source de tension de reference concue pour fournir une tension de reference, 20 un dispositif de mesure de tension presentant une entrée, un commutateur connu pour connecter l'entree du dispositif de mesure de tension alternativement a la source de tension de reference et a la source de tension a mesurer, 2 le dispositif de mesure de tension comportant une memoire dans laquelle la tension de reference est enregistree, et etant concu pour : commander le commutateur de maniere a connecter l'entree du dispositif de mesure de tension a la source de tension de reference, puis produire une mesure de la tension de reference, commander le commutateur de maniere a connecter rentree du dispositif de mesure de tension a la source de tension a mesurer, puis produire une mesure de la tension a mesurer, determiner une mesure corrigee de la tension a mesurer a partir de la tension de reference enregistree dans la memoire, de la mesure de la tension de reference et de la premiere mesure de la tension mesuree. Grace a l'invention, it est possible de corriger les variations au cours du temps du gain de la chaine de mesure depuis l'entree du dispositif de mesure de tension jusqu'A la production de la mesure de tension. De facon optionnelle, le commutateur est en outre concu pour deconnecter le dispositif de mesure de tension a la fois de la source de tension de reference et de la source de tension a mesurer de sorte que le dispositif de mesure de tension recoive une tension nulle, et le dispositif de mesure de tension est en outre concu pour : commander le commutateur de maniere a deconnecter le dispositif de mesure de tension a la fois de la source de tension de reference et de la source de tension a mesurer, puis produire une mesure de tension a vide, et la determination de la mesure corrigee de la tension a mesurer est realisee a partir en outre de la mesure de tension a vide. De facon optionnelle egalement, la mesure corrigee de la tension a mesurer est determinee a partir de la formule suivante : V* VM2 - (VMI_ VMO) (V *N4 - VMO) 3 ou : V* est la tension de reference enregistree dans la memoire, VMO est la mesure de tension a vide, V*M est la mesure de la tension de reference, Vmi est la mesure de la tension a mesurer et VM2 est la mesure corrigee de la tension a mesurer. 5 De facon optionnelle egalement, le dispositif de mesure de tension comporte un diviseur de tension concu pour diviser la tension appliquee a l'entree. De facon optionnelle egalement, le commutateur comporte un premier interrupteur commandable connecte entre la source de tension de reference et 10 l'entree et un deuxieme interrupteur commandable connecte entre la source de tension a mesurer et rentree. II est egalement propose un vehicule automobile comportant : - une source de tension a mesurer concue pour fournir une tension a mesurer, 15 - un systeme de mesure de la tension a mesurer selon l'invention. De facon optionnelle egalement, la source de tension a mesurer comporte une batterie. II est egalement propose un procede de mesure d'une tension a mesurer fournie par une source de tension a mesurer, comportant : 20 la commande d'un commutateur concu pour connecter une entrée d'un dispositif de mesure de tension alternativement a une source de tension de reference fournissant une tension de reference et a la source de tension a mesurer, de maniere a connecter rentree du dispositif de mesure de tension a la source de tension de reference, 25 puis la production d'une mesure de la tension de reference, la commande du commutateur de maniere a connecter l'entree du dispositif de mesure de tension a la source de tension a mesurer, puis la production d'une mesure de la tension a mesurer, la determination d'une mesure corrigee de la tension a mesurer a partir de la tension de reference enregistree dans une memoire, de la 4 mesure de la tension de reference et de la premiere mesure de la tension mesuree. DESCRIPTION DES FIGURES La figure 1 est un schema electrique d'un systeme electrique mettant en 5 oeuvre un systeme selon l'invention de mesure d'une tension. La figure 2 est un schema-blocs illustrant les etapes d'un procede selon l'invention de mesure d'une tension. DESCRIPTION DETAILLEE En reference a la figure 1, un systeme electrique 100 mettant en oeuvre 10 l'invention va a present etre decrit. Le systeme electrique 100 est par exemple destine a etre integrer dans un vehicule automobile. Le systeme electrique 100 comporte tout d'abord une source de tension a mesurer 102 concue pour presenter une tension a mesurer V, definie par rapport a une masse electrique du systeme electrique 100. La source de tension 15 a mesurer 102 est destinee a alimenter des dispositifs du vehicule automobile et comporte par exemple une batterie. Le systeme electrique 100 comporte en outre un moteur electrique 105 presentant plusieurs phases, ainsi qu'un onduleur 107 connecte entre la source de tension a mesurer 102 et le moteur electrique 105, afin de fournir au moteur 20 electrique 105 des tensions de phase a partir de la tension a mesurer V. Le systeme electrique 100 comporte en outre un systeme de mesure 104 de la tension a mesurer V. Le systeme de mesure 104 comporte tout d'abord une source de tension de reference 106 concue pour fournir une tension de reference V. 25 Le systeme de mesure 104 comporte en outre un dispositif de mesure de tension 108 presentant une entrée 110. Le dispositif de mesure de tension 108 est concu pour fournir une mesure d'une tension d'entree appliquee a son entrée 110. 5 Dans l'exemple decrit, le dispositif de mesure de tension 108 comporte tout d'abord un diviseur de tension 112 connecte a l'entree 110 pour recevoir la tension d'entree et concu pour multiplier la tension d'entree par un facteur A inferieur a 1, afin d'obtenir une tension de sortie Vs . Le diviseur de tension 112 5 presente en outre une sortie 114 concue pour fournir la tension de sortie Vs. Dans l'exemple decrit, le diviseur de tension 112 comporte deux resistances R1, R2 connectees entre l'entree 110 et la masse electrique, et connectees l'une a l'autre en un point milieu formant la sortie 114. Ainsi, le facteur A vaut : A= R1 + R2 Dans l'exemple decrit, le dispositif de mesure de tension 108 comporte 10 en outre une capacite C connect& entre la sortie 114 du diviseur de tension 112 et la masse de maniere a lisser la tension de sortie Vs du diviseur de tension 112. Dans l'exemple decrit, le dispositif de mesure de tension 108 comporte en outre un dispositif de traitement 116, tel qu'un microcontroleur. Le dispositif 15 de traitement 116 comporte un convertisseur analogique numerique 118 connecte a la sortie 114 du diviseur de tension 112 afin de numeriser la tension de sortie Vs du diviseur de tension 112. Le dispositif de traitement 116 comporte en outre une sortie 119, une memoire 120 et un processeur numerique 122 connecte au convertisseur analogique numerique 118, a la 20 sortie 119 et a la memoire 120. Dans la memoire 118 sont enregistrees la tension de reference V* et deux jeux d'instructions 124, 125 destinees a etre executees par le processeur numerique 122 afin que ce dernier mette en oeuvre les &tapes qui seront decrites par la suite, en reference a la figure 2. Le premier jeu d'instructions 124 est concu pour fournir une mesure Vm2 de la tension a 25 mesurer V, cette mesure etant precise comme cela sera explique par la suite. Le deuxieme jeu d'instructions est concu pour commander l'onduleur 107 a partir, en particulier, de la mesure Vm2 afin d'ameliorer les performances du moteur electrique 105. R2 6 Le systeme de mesure 104 comporte en outre un commutateur 126 concu pour connecter rentree 110 du dispositif de mesure de tension 108 alternativement a la source de tension de reference 106 pour que la tension de reference V* soit appliquee a l'entree 110 et a la source de tension a mesurer 5 102 pour que la tension a mesurer V soit appliquee a rentree 110. Dans l'exemple decrit, le commutateur 126 comporte un premier interrupteur commandable 128 connecte entre la source de tension de reference 106 et l'entree 110, et un deuxieme interrupteur commandable 130 connecte entre la source de tension a mesurer 102 et rentree 110. Les interrupteurs 10 commandables 128, 130 comportent par exemple respectivement des transistors, tels que des transistors a effet de champ a grille isolee, plus couramment appeles MOSFET (acronyme de l'anglais « Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor »). Alternativement, des transistors bipolaires ou bien des micro-relais peuvent etre utilises. 15 En reference a la figure 2, un procede de mesure 200 de la tension a mesurer V mis en oeuvre par le systeme de mesure 104 va a present etre decrit. Au cours d'une &tape 202, le processeur numerique 122, executant le jeu d'instruction 124, commande le commutateur 126 pour ouvrir les interrupteurs commandables 128, 130 de maniere a deconnecter l'entree 110 du dispositif de 20 mesure de tension 108 a la fois de la source de tension de reference 106 et de la source de tension a mesurer 102. Ainsi, l'entree 110 est libre et la sortie 114 du diviseur de tension 112 fournit une tension de sortie Vs nulle, qui est revue par le convertisseur analogique numerique 118. Au cours d'une &tape 204, le processeur numerique 122, executant le jeu 25 d'instruction 124, produit une mesure dite a vide VMO et l'enregistre dans la memoire 120. En theorie, la mesure a vide VMO devrait etre nulle. Cependant, le convertisseur analogique numerique 118 presente generalement un decalage (« offset » en anglais) qui se retrouve dans la mesure a vide VMO. Au cours d'une &tape 206, le processeur numerique 122, executant le jeu 30 d'instruction 124, commande le commutateur 126 pour fermer le premier interrupteur commandable 128 et ouvrir le deuxieme interrupteur 7 commandable 130, de maniere a connecter l'entree 110 a la source de tension de reference 106. Ainsi, la tension de reference V* est appliquee a l'entree 110. Au cours d'une &tape 208, le processeur numerique 122, executant le jeu d'instruction 124, produit une mesure V*M de la tension de reference V* et 5 l'enregistre dans la memoire 120. En theorie, la mesure V*M devrait etre egale a la tension de reference V. Cependant, ce n'est pas le cas a cause du decalage du convertisseur analogique numerique 118. En outre, la valeur des resistances R1, R2 peut deriver en fonction de la temperature ambiante, de sorte que le facteur A peut avoir change. Ainsi, dans l'exemple decrit, la mesure V*M est reliee a la 10 tension de reference V* par la formule suivante : V*M = AV* + VMO Au cours d'une &tape 210, le processeur numerique 122, executant le jeu d'instruction 124, commande le commutateur 126 pour ouvrir le premier interrupteur commandable 128 et fermer le deuxieme interrupteur commandable 130, de maniere a connecter l'entree 110 a la source de tension a 15 mesurer 102. Ainsi, la tension a mesurer V est appliquee a rentree 110. Au cours d'une &tape 212, le processeur numerique 122, executant le jeu d'instruction 124, produit une mesure VM1 de la tension a mesurer V et l'enregistre dans la memoire 120. En theorie, la mesure VM1 devrait etre egale a la tension a mesurer V. Cependant, ce n'est pas le cas a cause du decalage du 20 convertisseur analogique numerique 118 et de la derive du facteur A. Ainsi, dans l'exemple decrit, la mesure VM1 est reliee a la tension a mesurer V par la formule suivante : V mi = AV + Vmo Au cours d'une &tape 214, le processeur numerique 122, executant le jeu d'instruction 124, determine une mesure corrigee Vm2 de la tension a mesurer V 25 a partir de la tension de reference V*, de la mesure a vide VMO, de la mesure V*M de la tension de reference V* et de la mesure VM1 de la tension mesuree V qui sont enregistrees dans la memoire 120. La mesure corrigee Vm2 est destinee a 8 etre plus precise que la mesure VM1. Dans l'exemple decrit, la mesure corrigee VM2 est determinee a partir de la formule suivante, qui resulte de la combinaison des deux formules precedentes : V* VM2 = (VM1 - VMO) (V*m - Vmo) Au cours d'une &tape 216, le processeur numerique 122, executant le jeu 5 d'instruction 124, fournit la mesure corrigee VM2. Au cours d'une &tape 218, le processeur numerique 122, executant le jeu d'instruction 125, commande l'onduleur 107 a partir notamment de la mesure corrigee VM2. De preference, les etapes de mesures 204, 208, 212 sont realisees dans 10 un intervalle de temps court, afin que le decalage et le facteur A restent sensiblement constants. Cet intervalle de temps depend de l'inertie thermique de la carte electronique sur laquelle le dispositif de mesure de tension 108 est place. Par exemple, dans certains cas, l'intervalle de temps peut etre inferieur ou egal a 1 s. 15 En outre, de preference, le procede 200 est repete lors du fonctionnement du vehicule automobile, afin de connaitre l'evolution de la tension a mesurer V au cours de ce fonctionnement. La presente invention n'est pas limit& au mode de realisation decrit precedemment. II sera en effet apparent a l'homme du métier que des 20 modifications peuvent y etre apportees. En particulier, les paires d'etapes 202/204, 206/208 et 210/212 pourraient etre realisees dans un autre ordre que celui decrit precedemment. En outre, dans un autre mode de realisation, les &tapes 202, 204 pourraient etre omises. Ainsi, la mesure corrigee VM2 serait obtenue sans utiliser 25 de mesure a vide VMO. Par exemple, la mesure corrigee VM2 pourrait etre obtenue a partir de la formule suivante : V* VM2 = VM1 V*m 9 En outre, le dispositif de traitement 116 pourrait etre realise par un ou plusieurs composants electroniques pre-cables ne faisant pas intervenir de programme d'ordinateur, par exemple par un ou plusieurs circuits integres reprogrammables, tels que des FPGA (de l'anglais : « Field-Programmable Gate 5 Array »). En outre, dans un autre mode de realisation de l'invention, le systeme electrique 100 comporte une source de tension a mesurer 102 et un convertisseur DC/DC operant un transfert d'energie d'un reseau basse tension (par exemple 12V) vers un reseau haute tension (par exemple 48V). Le 10 convertisseur de tension utilise le systeme de mesure 104 afin de fournir a un organe de supervision du vehicule une information precise de l'etat de tension de la batterie, en l'occurrence la mesure VM2, et de permettre a ce dernier d'autoriser ou non le transfert d'energie d'un reseau a un autre (du reseau basse tension au reseau haute tension ou vice/versa). REVENDICATIONS1. Systeme de mesure (104) d'une tension a mesurer (V) fournie par une source de tension a mesurer (102), comportant : - une source de tension de reference (106) concue pour fournir une tension de reference (V*), - un dispositif de mesure de tension (108) presentant une entrée (110), - un commutateur (126) concu pour connecter l'entree (110) du dispositif de mesure de tension (108) alternativement a la source de tension de reference (106) et a la source de tension a mesurer (102), le dispositif de mesure de tension (108) comportant une memoire (120) dans laquelle la tension de reference (V*) est enregistree, et etant concu pour : commander le commutateur (126) de maniere a connecter l'entree (110) du dispositif de mesure de tension (108) a la source de tension de reference (106), puis produire une mesure (V*M) de la tension de reference (V*), commander le commutateur (126) de maniere a connecter rentree (110) du dispositif de mesure de tension (108) a la source de tension a mesurer (102), puis produire une mesure (Vmi) de la tension a mesurer (V), determiner une mesure corrigee (VM2) de la tension a mesurer (V) a partir de la tension de reference (V*) enregistree dans la memoire (120), de la mesure (V*M) de la tension de reference (V*) et de la premiere mesure (Vmi) de la tension mesuree (V). 2. Systeme de mesure (104) selon la revendication 1, dans lequel le commutateur (126) est en outre concu pour deconnecter le dispositif de mesure de tension (108) a la fois de la source de tension de reference (106) et de la source de tension a mesurer (102) de sorte que le dispositif de mesure de tension (108) recoive une tension nulle, et dans lequel le dispositif de mesure de tension (108) est en outre concu pour : 11 commander le commutateur (126) de maniere a deconnecter le dispositif de mesure de tension (108) a la fois de la source de tension de reference (106) et de la source de tension a mesurer (102), puis produire une mesure de tension a vide (VMO), 5 et dans lequel la determination de la mesure corrigee (VM2) de la tension a mesurer (V) est realisee a partir en outre de la mesure de tension a vide (VMO). 3. Systeme de mesure (104) selon les revendications 1 et 2 prises ensemble, dans lequel la mesure corrigee (VM2) de la tension a mesurer (V) est determinee a partir de la formule suivante : V* VM2 - (VM1 VMO) (v *m VMO) 10 ou : V* est la tension de reference enregistree dans la memoire (120), VMO est la mesure de tension a vide, V*M est la mesure de la tension de reference, VM1 est la mesure de la tension a mesurer et VM2 est la mesure corrigee de la tension a mesurer. 4. Systeme de mesure (104) selon l'une quelconque des revendications 1 a 15 3, dans lequel le dispositif de mesure de tension (108) comporte un diviseur de tension (112) concu pour diviser la tension appliquee a rentree (110). 5. Systeme de mesure (104) selon l'une quelconque des revendications 1 a 4, dans lequel le commutateur (126) comporte un premier interrupteur commandable (128) connecte entre la source de tension de reference (106) et 20 l'entree (110) et un deuxieme interrupteur commandable (130) connecte entre la source de tension a mesurer (104) et l'entree (110). 6. Vehicule automobile comportant : - une source de tension a mesurer (102) concue pour fournir une tension a mesurer (V), 12 - un systeme de mesure (104) de la tension a mesurer (V) selon l'une quelconque des revendications 1 a 5. 7. Vehicule automobile selon la revendication 6, dans lequel la source de tension a mesurer (102) comporte une batterie. 5 8. Procede de mesure (200) d'une tension a mesurer (V) fournie par une source de tension a mesurer (102), comportant : la commande (206) d'un commutateur (126) concu pour connecter une entrée (110) d'un dispositif de mesure de tension (108) alternativement a une source de tension de reference (106) 10 fournissant une tension de reference (V*) et a la source de tension a mesurer (102), de maniere a connecter rentree (110) du dispositif de mesure de tension (108) a la source de tension de reference (106), puis la production (208) d'une mesure (V*M) de la tension de reference (V*), 15 la commande (210) du commutateur (126) de maniere a connecter l'entree (110) du dispositif de mesure de tension (108) a la source de tension a mesurer (102), puis la production (212) d'une mesure (VM1) de la tension a mesurer (V), la determination (214) d'une mesure corrigee (VM2) de la tension a 20 mesurer (V) a partir de la tension de reference (V*) enregistree dans une memoire (120), de la mesure (V*M) de la tension de reference (V*) et de la premiere mesure (VM1) de la tension mesuree (V).