Brevet FR3084470A1 — publié le 20200131

Description Titre de l'invention : Procédé pour contrôler la plausibilité d'une grandeur de mesure d'un capteur de véhicule automobile Domaine technique [0001] La présente invention se rapporte à un procédé pour contrôler la plausibilité d'une grandeur de mesure d'un capteur dans un véhicule automobile, encore appelé "véhicule routier" selon lequel un capteur saisit une grandeur de mesure d'un accumulateur d'énergie, un répartiteur de charge étant alimenté à partir de l'accumulateur d'énergie pour alimenter en énergie plusieurs utilisateurs, et on détermine au moins une grandeur de mesure de la répartition de charge. Technique antérieure [0002] Selon le document EP 1 271 170 B 1, on connaît un procédé et un dispositif pour re- connaître l'état d'une batterie. On récupère des informations concernant l'état de la batterie à l' aide d'un premier système de reconnaissance d'état de batterie et en cas de fonctionnement défectueux ou de défaillance du premier système de détection de l'état de la batterie, on recueille des informations concernant l'état de la batterie à l'aide d'un second système de reconnaissance de l'état de la batterie ; le premier système de reconnaissance de l'état de la batterie fournit des informations concernant l'état de la batterie en utilisant une mesure de l'intensité et en plus une mesure de température. [0003] Le réseau de bord du véhicule a pour fonction d'alimenter en énergie les utilisateurs électriques. Dans les véhicules actuels, si l'alimentation en énergie est défaillante à cause d'un défaut ou du vieillissement du réseau de bord ou à cause d'un composant du réseau de bord les fonctions essentielles telles que la direction assistée sont neutralisés. Comme la fonction de direction du véhicule n'est pas détériorée mais est seulement rendue plus difficile, la défaillance du réseau de bord des véhicules de série actuels, est tolérée de façon générale, car le conducteur dispose d'un niveau de secours. Pour augmenter la disponibilité, on a proposé selon le document WO 2015/135729 Al, des structures de réseau embarqué à deux canaux. Ces structures sont nécessaires pour alimenter des systèmes acceptant des défauts pour le fonctionnement en circulation très automatisé ou totalement automatisé. [0004] BUT DE L'INVENTION [0005] La présente invention a pour but de développer la fiabilité du système global d'un véhicule. [0006] EXPOSE ET AVANTAGES DE L'INVENTION [0007] A cet effet, l'invention a pour objet un procédé pour contrôler la plausibilité d'une grandeur de mesure d'un capteur dans un véhicule automobile, selon lequel au moins 2 un capteur saisit au moins une grandeur de mesure d'un accumulateur d'énergie, au moins un répartiteur en charge étant prévu, alimenté à partir de l'accumulateur d'énergie pour assurer l'alimentation en énergie de plusieurs utilisateurs, et selon lequel on détermine au moins une grandeur de mesure de la répartition de charge, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il est prévu au moins un contrôle de plausibilité qui, partant de la grandeur de mesure de la distribution de charge, détermine une grandeur caractéristique de l'accumulateur d'énergie et la compare à la grandeur de mesure de l'accumulateur d'énergie. [0008] En contrôlant la plausibilité des grandeurs de mesure saisies par le capteur avec une autre grandeur de mesure indépendante fournie par un répartiteur de charge électronique, on peut vérifier les signaux de mesure du capteur et ainsi augmenter la couverture par diagnostic ou la disponibilité des signaux sans que cela n'entraîne des coûts supplémentaires. Le répartiteur électronique de charge comporte, pour présenter ses fonctions de sécurité et de diagnostics pour d'autres fins, des capteurs de mesure d'intensité et de tension servant au contrôle de plausibilité. Cela permet une plus grande qualification des signaux déjà fournis, selon un standard plus poussé (par exemple ASIL, décomposition selon ISO 26262 C : exemple : capteur ASIL : B, ASIL répartition de charge : A ASIL de la combinaison : C). [0009] Selon un développement avantageux, à partir de la grandeur de mesure du répartiteur de charge, en utilisant un modèle de faisceau de câbles, on définit la grandeur caractéristique déterminée de l'accumulateur d'énergie. Cela permet de tirer des conclusions pour savoir si en faisant un calcul inverse, à partir du modèle de faisceau de câbles, on obtient une grandeur caractéristique déterminée qui correspond approximativement à la grandeur de mesure de l'accumulateur d'énergie. Cela permet un contrôle de plausibilité de façon simple pour augmenter l'intégrité des grandeurs mesurées. [0010] Selon un développement avantageux, en fonction de la comparaison de la grandeur caractéristique déterminée et de la grandeur de mesure de l'accumulateur d'énergie le contrôle de plausibilité transmet, soit la grandeur caractéristique déterminée soit la grandeur de mesure de l'accumulateur d'énergie, notamment à une reconnaissance d'état de l'accumulateur d'énergie et/ou à une exploitation. Cela permet de poursuivre le traitement uniquement des grandeurs plausibles et réduit aussi la sensibilité aux défauts du système global. De plus, on garantit l'aptitude du fonctionnement de l'ensemble du système, même en cas de défaut du capteur. [0011] De manière particulièrement avantageuse, en cas d'écart significatif entre la grandeur caractéristique déterminée et la grandeur de mesure de l'accumulateur d'énergie, on transmet la grandeur caractéristique déterminée. Un écart significatif correspond à un défaut probable du capteur de sorte qu'il faut utiliser alors les grandeurs caractéristiques obtenues par le calcul. 3 [0012] Selon un développement avantageux, on fournit la grandeur de mesure de l'accumulateur d'énergie à une reconnaissance d'état de l'accumulateur d'énergie pour déterminer une grandeur dérivée, la grandeur de mesure et/ou la grandeur caractéristique déterminée étant fournies à une exploitation. Cela permet de recueillir également d'autres informations concernant l'état de l'accumulateur d'énergie, comme par exemple l'état de charge ou la résistance interne ; ces informations sont nécessaires à d'autres fonctions. [0013] Selon un développement avantageux, le signal de sortie du contrôle de plausibilité est soit la grandeur de mesure de l'accumulateur d'énergie soit la grandeur caractéristique déterminée est fournie à une autre reconnaissance d'état de l'accumulateur d'énergie pour déterminer une grandeur déduite caractéristique de l'accumulateur d'énergie. De façon particulièrement avantageuse, on fournit la grandeur de mesure de l'accumulateur d'énergie et/ou la grandeur caractéristique déduite et/ou la grandeur caractéristique déterminée, à une exploitation. Cela permet une détermination redondante d'autres grandeurs caractéristiques de l'accumulateur d'énergie même si cette autre reconnaissance d'état ne reçoit pas les valeurs de mesure correctes. Enfin, l'exploitation appropriée de signaux de capteurs divergents peut aboutir de façon correcte. Cela augmente la précision et la disponibilité du système global. [0014] Selon un développement avantageux, en cas d'écart significatif entre la grandeur ca- ractéristique déterminée et la grandeur de mesure de l'accumulateur d'énergie, on génère une information de défaut. D'une manière particulièrement avantageuse, on influence la fonction de circulation automatisée si l'on dispose de l'information de défaut, en particulier le transfert du véhicule dans une état sécurité ou la libération d'une fonction de circulation automatique. En cas de défaut du capteur, on peut ainsi lancer rapidement des contre-mesures pour augmenter d'autant la sécurité, en particulier pour le fonctionnement autonome. [0015] Selon un développement avantageux, pour définir la grandeur caractéristique dé- terminée, on utilise une valeur mesurée sur un élément séparateur notamment un convertisseur de tension continu. En particulier dans les architectures de réseau de bord qui permettent une alimentation fiable de consommateurs concernés par la sécurité, on prévoit plusieurs branches de parties de réseau de bord qui seront séparées les unes des autres en cas de défaillance pour éviter que le défaut ne se répercute sur une branche de réseau de bord encore intacte. Précisément des éléments séparateurs tels que des convertisseurs de tension continue fournissent déjà des grandeurs de mesure appropriées telles que l'intensité et la tension qui peuvent être utilisées d'une manière particulièrement simple pour le contrôle de plausibilité. [0016] Selon un développement avantageux, pour définir la grandeur caractéristique dé- terminée, on utilise une résistance de passage entre l'accumulateur d'énergie et le ré- partiteur de charge et/ou la masse. De telles résistances de transfert font partie du modèle de faisceau de câbles et conviennent pour une définition précise des grandeurs caractéristiques déterminées. [0017] Selon un développement avantageux, pour définir les grandeurs caractéristiques dé- terminées, on utilise la somme de l'intensité sur l'élément séparateur, en particulier dans le convertisseur de tension continue et de l'intensité dans le répartiteur de charge. Cela permet de définir d'une manière particulièrement simple, l'intensité du courant de batterie prévisible comme grandeur caractéristique déterminée. Brève description des dessins [0018] La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de procédé dc contrôle de plausibilité d'une grandeur de mesure d'un capteur, représentés dans les dessins annexés dans lesquels : [0019] [fig.1] schéma par blocs du procédé dc traitement et de détermination des grandeurs caractéristiques souhaitées, [0020] [fig.2] vue d'ensemble des composants utilisés, et [0021] [fig.3] modèle de faisceau dc câbles pour le contrôle de plausibilité. [0022] DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION [0023] Selon l'invention, à titre d'exemple, on décrira un accumulateur d'énergie possible, sous la forme d'une batterie ou d'un accumulateur. En variante, on peut également prévoir d'autres accumulateurs d'énergie répondant à cette fonction, par exemple des accumulateurs inductifs ou capacitifs, des piles à combustible, des condensateurs ou des moyens analogues pour des applications équivalentes. [0024] Un capteur 34 notamment un capteur de batterie saisit la tension Ubatt sur l'accumulateur d'énergie 32 et/ou l'intensité Ibatt du courant dans l'accumulateur d'énergie 32. Les grandeurs mesurées Ubatt, Ibatt sont transmises à une reconnaissance d'état 13 notamment une reconnaissance d'état dc batterie 13. En utilisant les grandeurs de mesure fournies (Ubatt, Ibatt) et un modèle enregistré, de l'accumulateur d'énergie 32 on définit les grandeurs caractéristiques déterminées, de l'accumulateur d'énergie 32 comme par exemple la résistance interne Ri (notamment la résistance interne de la batterie) l'état dc charge (SOC) et le cas échéant d'autres grandeurs. Les grandeurs de sortie de la reconnaissance d'état 13 (par exemple la résistance interne Ri, la tension de batterie Ubatt, le courant de batterie Ibatt et l'état de charge SOC) sont fournies à une exploitation 21 notamment à un moyen de fusion (qui réunit plusieurs grandeurs fournies selon des critères définis). [0025] Un répartiteur de charge 52 ou un distributeur de courant sert à commander et/ou à sécuriser différents utilisateurs. Le répartiteur de charge 52 est alimenté par l'accumulateur d'énergie 32. Le répartiteur de charge 52 saisit les grandeurs de charge caractéristiques qui sont également disponibles, telles que le courant de charge 11v ou la tension Ulv comme cela apparaît de façon plus détaillée à la figure 3. Les grandeurs de charge caractéristiques correspondantes des utilisateurs (notamment les courants de charge) raccordés au répartiteur de charge 52 dans le répartiteur de charge 52 sont déjà disponibles par des installations de mesure appropriées car le répartiteur de charge 52 garantit habituellement une protection fiable des utilisateurs en fonction des états de charge ; il protège par exemple les utilisateurs contre les surintensités. À cet effet des moyens de commutation correspondants sont prévus dans le répartiteur de charge 52 en particulier des commutateurs semi-conducteurs électroniques qui s'ouvrent en cas de surcharge. On dispose ainsi des grandeurs de mesure llvo, Ulve du répartiteur dc charge 52. [0026] Les grandeurs de mesure (Ulvo, Ilvo) du répartiteur de charge 52 sont fournies à un contrôle de plausibilité 11. De plus une grandeur de mesure caractéristique (par exemple l'intensité ldc ou la tension Udc) d'un élément séparateur 26 comme par exemple un convertisseur de tension continue, est disponible pour le contrôle de plausibilité 11. Pour l'alimentation fiable du réseau de bord du véhicule, en particulier pour l'alimentation des fonctions nécessaires au mode de circulation autonome (notamment la direction, le freinage, la détection du champ environnant, la planification dc la trajectoire etc...), on prévoit plusieurs réseaux de bord partiels séparés les uns des autres en cas de défaillance, par des éléments séparateurs 26. Cela peut se faire par exemple par un convertisseur (le tension continu comme cela est présenté à titre d'exemple. Ces réseaux de bord partiels alimentent de façon redondante sur le plan fonctionnel, les composants qui réalisent à titre d'exemple de façon redondante les fonctions évoquées. En cas de défaillance d'un réseau de bord partiel, on garantit le maintien en fonctionnement du véhicule (rejoindre l'emplacement de stationnement le plus proche, arrêt immédiat sur une bande latérale etc...) par les composants de l'autre réseau de bord partiel qui fonctionne encore sans défaut. [0027] Le contrôle de plausibilité 11 reçoit également les grandeurs de mesure Ubatt, lbatt fournies par le capteur 34. Le contrôle de plausibilité 11 comprend un moyen de comparaison 15 et un moyen de sélection 17 qui transmettent uniquement les grandeurs de mesure plausibles de l'accumulateur d'énergie 32. Le contrôle de plausibilité 11 ne transmet ainsi que les grandeurs de mesure plausibles Ubatt, Watt et au cas contraire seules les grandeurs caractéristiques déterminées Ubatt*, Ibatt* sont transmises. Les grandeurs de mesure plausibles Ubatt, Watt de l'accumulateur d'énergie 32 ou les grandeurs caractéristiques déterminées Ubatt*, Ibatt* (en cas de défaut du capteur 34), arrivent à une autre reconnaissance d'état 19 notamment une reconnaissance d'état de batterie. L'autre reconnaissance d'état 19 définit également les grandeurs caractéristiques déduites de l'accumulateur d'énergie 32 comme par exemple la résistance 6 interne Ri ou l'état de charge SOC. Cela se fait en utilisant un modèle approprié de l'accumulateur d'énergie 32. Les grandeurs caractéristiques déduites de cette autre reconnaissance d'état 19 pour l'accumulateur d'énergie 32 ou les grandeurs de mesure déterminées Ubatt, Ihatt ou les grandeurs caractéristiques déterminées Ubatt*, arrivent également à l'exploitation 21. [0028] Parmi les grandeurs fournies à la fois à la reconnaissance d'état 13 et aussi à l'autre reconnaissance d'état 19, l'exploitation ou moyen d'exploitation 21 détermine (et/ou transmet) les grandeurs de mesure plausibles de l'accumulateur d'énergie 33 (tension de batterie Ubatt, courant de batterie 'bail) ou les grandeurs caractéristiques déduites, plausibles (Ri, SOC). Un écart significatif entre les valeurs transmises par le moyen de détermination d'état 13 et les grandeurs définies à partir des autres moyens de détermination d'état 19, correspond probablement à un défaut. Ce défaut possible est transmis par exemple par le signal de sortie S (état sécurisé) de l'exploitation 21 à un appareil de commande au niveau supérieur. Cet appareil de commande est par exemple l'appareil de commande du mode de fonctionnement autonome. On lui communique un éventuel état de défaut pour ainsi lancer des mesures appropriées, comme par exemple pour passer dans un état de secours du véhicule. [0029] La figure 2 montre une partie de la topologie du réseau de bord. Un convertisseur de tension continue 26 relié à la masse constitue un moyen de couplage possible (éventuellement avec un autre réseau partiel de bord, non représenté) qui est relié à l'accumulateur d'énergie 32 ; celui-ci alimente le répartiteur de charge 52. Il est en outre prévu un diagnostic de faisceau de câbles 23 qui, fondé sur le modèle de faisceau de câbles 25, fournit à partir des grandeurs d'entrées, des grandeurs caractéristiques déterminées de l'accumulateur d'énergie 32 à savoir la tension de batterie Ubatt' en utilisant le modèle de faisceau de câbles 25 et l'intensité dans la batterie lbatt* en utilisant le modèle de faisceau de câbles 25. Les grandeurs d'entrées sont la tension du convertisseur de tension continue Udc, l'intensité dans le convertisseur de tension continue Idc, la tension du répartiteur de charge 52, Ulv, l'intensité dans le répartiteur de charge Ilv. Les grandeurs caractéristiques déterminées liber', Ibatt* arrivent dans le comparateur 15. Le comparateur 15 reçoit également les grandeurs de mesure de l'accumulateur d'énergie 32 saisies par le capteur 34, à savoir la tension de batterie Ubatt et le courant de batterie lbatt. [0030] La figure 3 montre à titre d'exemple le modèle de faisceau de câbles 25 s'appuyant sur un réseau de bord partiel, caractéristique. Pour l'alimentation redondante de consommateurs 36, 46 concernant la sécurité ou redondant fonctionnellement, le véhicule peut comporter de tels réseaux embarqués. Dans un autre réseau partiel de bord, on a un autre accumulateur d'énergie 42 avec un autre capteur 44 pour saisir la grandeur caractéristique de cet autre accumulateur d'énergie 42. Il est prévu de réseau 7 de bord partiel avec des composants de réseau de bord caractéristiques, composé d'un convertisseur de tension continue (élément séparateur 26, 28) de l'accumulateur d'énergie 32, 42 avec le capteur 34, 44, de branches de faisceau de câbles avec les résistances de lignes et de contacts 51 (résistance côté + (indice 1) Rxl : R11, R21, R31) et 55 (résistance côté niasse (indice 2) Rx2 : R12, R22, R32) ainsi qu'avec d'autres consommateurs concernés par la sécurité 36, 46 caractérisés par les courants de charge correspondant Ivl, Iv2, Iv3 et les tensions bornes Uvl, Uv2, Uv3, par exemple pour trois utilisateurs 36, 46. Les utilisateurs 36, 46 sont commandés par le répartiteur de charge 52. En option on peut également avoir plus de deux distributeurs de charge 52. Cette structure constitue la base du modèle du faisceau de câbles 25. Les résistances du faisceau de câbles (résistance de conduite et résistance de contact 51, 55) sont déterminées ou évaluées de manière appropriées. [0031] Dans une première étape, on reçoit les grandeurs de mesure Ubatt et Ibatt du capteur 36, la tension Udc et le courant Itc à partir du convertisseur DC/DC (ou élément séparateur) 26 ainsi que les grandeurs de mesure Ulve et Ilvo du répartiteur de charge 52. [0032] Le courant Pian est contrôlé en plausibilité directement par la relation Ibatt* = Ilv - Idc. Pour cela on exploite la différence entre Ibatt et Ibatt" et en cas de dépassement d'une différence maximale ou d'une valeur limite, on génère un drapeau de défaut. [0033] La tension Ubatt est contrôlée en plausibilité avec la relation Ubatt" = Ulv + That* (Rbl + Rb2), dans laquelle (Rbl + Rb2) dans le cas le plus simple est supposé constant ou déterminé par un procédé non détaillé ici. [0034] Les grandeurs de mesure Ibatt/Ubatt dont on contrôle la plausibilité sont directement transmises. Dans le cas d'un problème de plausibilité, les valeurs de Ubatt ou Ibatt sont remplacées par les valeurs calculées par le répartiteur de charge 52, à savoir Ubatt" et Man* (il s'agit de grandeurs caractéristiques moyennes). En outre, on place un drapeau de défaut utilisé dans la gestion principale de l'énergie pour lancer des moyens de secours. Le bloc décrit est représenté sous la forme d'un moyen de sélection 17 du contrôle de plausibilité 11. [0035] Une fonction suivante se calcule à partir de l'état contrôlé en plausibilité ; elle correspond ainsi à un standard défini (par exemple ASIL C) de valeur de mesure qualifiée des signaux redondants de la reconnaissance d'état de batterie 13, 19. Dans la gestion principale d'énergie ou dans l'exploitation principale 21 ou la fusion, on combine les signaux redondants aux signaux originaux du capteur 34 ou capteur de batterie. [0036] Le contrôle de plausibilité permet, à l'aide des points de mesure indépendants, dis- ponibles comme des grandeurs de mesure du répartiteur de charge 52, on peut vérifier les grandeurs de mesure Ubatt, Ibatt du capteur 34 et ainsi augmenter la couverture du diagnostic ou la disponibilité des signaux sans occasionner des coûts supplémentaires. 8 Cela permet d'atteindre un degré de qualification du niveau d'intégrité (ASTL selon ISO 26262) des signaux, plus élevé que celui d'une mesure sans contrôle de plausibilité. [0037] De façon générale, pour définir des grandeurs caractéristiques déterminées Uhatt*, Ibatt*, on utilise d'autres valeurs de tension et/ou d'intensité de composants qui sont en plus reliés à l'accumulateur d'énergie 32. Comme décrit, l'élément séparateur 26 pourrait être constitué par un autre répartiteur de charge 52 mais aussi de composants qui se trouvent de toute façon dans le réseau de bord partiel avec l'accumulateur d'énergie 32. [0038] Le procédé décrit convient notamment pour augmenter la fiabilité du système global notamment pour un véhicule automobile, pour répondre aux conditions de sécurité strictes ainsi posées. L'utilisation n'est toutefois pas limité à une telle application. [0039] NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX [0040] 11 Contrôle de plausibilité [0041] 13 Reconnaissance d'état [0042] 15 Moyen de comparaison [0043] 17 Moyen de sélection [0044] 19 Reconnaissance d'état [0045] 21 Exploitation/moyen d'exploitation [0046] 23 Diagnostic de faisceau de câbles [0047] 25 Modèle de faisceau de câbles [0048] 26 Convertisseur de tension continue/Elément séparateur [0049] 28 Convertisseur de tension continue [0050] 32 Accumulateur d'énergie [0051] 34 Capteur [0052] 36 Consommateur/Utilisateur [0053] 42 Accumulateur d'énergie [0054] 44 Capteur [0055] 48 Consommateur/utilisateur [0056] 51 Résistance [0057] 52 Répartiteur de charge [0058] 55 Résistance 9 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5]