Brevet FR3098152A1 — publié le 20210108

Description Titre de l'invention : PROCEDE D'ANALYSE D'UNE TEMPERATURE D'UN ELEMENT D'UN VEHICULE AUTOMOBILE [0001] La présente invention concerne un procédé d'analyse d'une température d'un élément d'un véhicule automobile électrique ou hybride. Elle a pour objet un tel procédé (l'analyse. Elle a aussi pour objet un système de commande apte à mettre en oeuvre un tel procédé (l'analyse. Elle a aussi pour objet un véhicule automobile équipé d'un tel système de commande. [0002] Un véhicule automobile hybride ou électrique est équipé d'au moins un moteur électrique pour pourvoir à son déplacement. Un tel véhicule automobile est équipé d'une pluralité d'éléments, dont au moins une batterie, telle qu'une batterie haute tension, un convertisseur, un onduleur, une résistance thermique, de machines électriques et/ou de dispositifs analogues. Ces éléments sont pilotés par un système de commande comprenant des moyens de calculs, dont au moins un calculateur, et des moyens de mémoire. [0003] Le véhicule automobile est équipé d'une pluralité de circuits de fluide caloporteur. [0004] Le véhicule automobile est équipé d'un premier circuit de fluide caloporteur qui comprend une première pompe pour faire circuler un premier fluide caloporteur à l'intérieur du premier circuit de fluide caloporteur, un premier échangeur de chaleur à l'intérieur duquel premier fluide caloporteur cède des calories à un liquide caloporteur et la batterie à refroidir. [0005] Le véhicule automobile est aussi équipé d'un deuxième circuit de fluide caloporteur à l'intérieur duquel circule un deuxième fluide caloporteur. Le deuxième circuit de fluide caloporteur comprend des composants à refroidir, tels qu'au moins une machine électrique, au moins un onduleur, au moins un convertisseur embarqué, une deuxième pompe pour faire circuler le deuxième fluide caloporteur à l'intérieur du deuxième circuit de fluide caloporteur et un deuxième échangeur de chaleur à l'intérieur duquel le deuxième fluide caloporteur cède des calories à un flux d'air externe. [0006] Le véhicule automobile est aussi équipé d'un troisième circuit de fluide caloporteur à l'intérieur duquel circule un troisième fluide caloporteur. Le troisième circuit de fluide caloporteur comprend une troisième pompe pour faire circuler le troisième fluide caloporteur à l'intérieur du troisième circuit de fluide caloporteur. Le troisième circuit de fluide caloporteur comprend aussi un condenseur relié à une pompe à chaleur, au moins une résistance à coefficient positif et un troisième échangeur de chaleur à l'intérieur duquel le troisième fluide caloporteur échange des calories avec un flux d'air interne. 2 [0007] Pour que l'ensemble de ces éléments fonctionnent de manière optimisée, il est né- cessaire que le système de commande connaisse les températures de chacun de ces éléments. Il est en effet souhaitable que le système de commande dispose de façon précise de la température de chacun de ces éléments et que cette valeur de température ne soit pas figée, c'est-à-dire erronée, en étant par exemple faussement constante. [0008] Une solution possible est d'équiper chacun de ces éléments d'un capteur de tem- pérature, de relier ces capteurs de température au système de commande pour que ce dernier dispose d'une information de température fiable et correcte et de placer de surcroit un capteur supplémentaire en amont de chacun de ces éléments sur le circuit de fluide caloporteur que ces éléments équipent, afin de vérifier la véracité de l'information de température délivrée par le capteur de température équipant chacun des éléments. Une telle solution s'avère conteuse, en raison d'une multiplicité de capteurs de température à installer sur les circuits, et compliquée à mettre en oeuvre, notamment pour des raisons d'encombrement et de câblage. [0009] La présente invention vient améliorer la situation en proposant un procédé d'analyse d'une température d'au moins un élément équipant un véhicule automobile, notamment électrique ou hybride. [0010] Dans sa généralité, le procédé d'analyse consiste à mesurer une première information de température d'au moins un élément à un premier instant, puis de mesurer une deuxième information de température de l'élément à un deuxième instant, puis de calculer une différence entre la première information de température et la deuxième information de température, puis de déterminer une borne inférieure de température et une borne supérieure de température définissant un intervalle de température, puis de vérifier si la différence de température calculée est comprise dans l'intervalle déterminé. [0011] Si la différence de température est comprise dans l'intervalle, on incrémente un nombre d'erreurs stocké dans un compteur d'erreurs que comportent des moyens de mémoire. [0012] Si le nombre d'erreurs est supérieur à un nombre-seuil, on informe l'utilisateur par l'intermédiaire d'un moyen d'information délivrant une alerte, indifféremment visuelle ou sonore. [0013] Si le nombre d'erreurs est inférieur au nombre-seuil, on mesure à nouveau les tem- pératures au bout d'un premier laps de temps. [0014] Si la différence de température n'est pas comprise dans l'intervalle, on mesure à nouveau les températures au bout d'un deuxième laps de temps. [0015] Ces dispositions sont telles qu'il est avantageusement possible de mieux prendre en compte les caractéristiques physiques des différents éléments à contrôler, tel que l'inertie thermique et un échantillonnage des capteurs de température afin d'optimiser 3 une analyse de leur gradient et d'éviter des informations erronées sur le figeage de la température délivrées à un utilisateur du véhicule automobile. Ces dispositions permettent d'éviter toute fausse détection provenant de perturbations électromagnétiques, d'inertie trop importante de la température dc ces éléments. [0016] Selon une autre approche de la présente invention qui précise cc qui vient d'être énoncé, le procédé de la présente invention est un procédé d'analyse d'une température d'un élément d'un véhicule automobile, dans lequel le procédé comprend au moins : [0017] - une première étape de mesure d'une première information de température de l'élément à un premier instant, puis [0018] - une deuxième étape de mesure d'une deuxième information de température de l'élément à un deuxième instant, puis [0019] - une troisième étape qui consiste à calculer une différence entre la première in- formation de température et la deuxième information de température, puis [0020] - une quatrième étape qui consiste à déterminer une borne inférieure et une borne su- périeure d'un intervalle de température, puis [0021] -une cinquième étape dc vérification si la différence entre la première information de température et la deuxième information de température est comprise dans l'intervalle de température, puis [0022] - une sixième étape qui consiste à incrémenter un nombre d'erreurs en un nombre in- crémenté, si la différence est comprise dans l'intervalle de température, puis [0023] - une septième étape qui consiste à comparer le nombre incrémenté à un nombre seuil, puis [0024] - une huitième étape qui consiste à transmettre une alerte, si le nombre incrémenté est supérieur ou égal à un nombre seuil d'erreurs, [0025] - puis la première étape si le nombre incrémenté est inférieur au nombre seuil après un premier laps de temps ou bien si la différence n'est pas comprise dans l'intervalle de température, après un deuxième laps de temps. [0026] Le procédé comprend avantageusement l'une quelconque au moins des caracté- ristiques techniques suivantes, prises seules ou en combinaison : [0027] - un écart entre le premier instant et le deuxième instant est paramétrable, [0028] - le premier laps de temps est paramétrable, [0029] - le deuxième laps de temps est paramétrable, [0030] La présente invention a aussi pour objet un système de commande comprenant des moyens de calcul aptes à mettre en oeuvre l'une quelconque au moins des étapes du procédé. [0031] Le système de commande comprend avantageusement des moyens de mémoire du nombre d'erreurs. [0032] Le système de commande comprend avantageusement au moins un capteur de tem- pérature pour mesurer la température de l'élément. [0033] La présente invention a aussi pour objet un véhicule automobile équipé d'un tel système de commande. [0034] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description non limitative qui suit, rédigée au regard des dessins annexés, dans lesquels : [0035] [fig.1] - la figure 1 représente un premier circuit de fluide caloporteur comprenant au moins un élément dont une température est analysée par un procédé d'analyse de la présente invention illustré sur la figure 4, [0036] [fig.2] - la figure 2 représente un deuxième circuit de fluide caloporteur comprenant au moins un élément dont une température est analysée par le procédé d'analyse illustré sur la figure 4, [0037] [fig.3] - la figure 3 représente un troisième circuit de fluide caloporteur comprenant au moins un élément dont une température est analysée par le procédé d'analyse illustré sur la figure 4, [0038] [fig.4] - la figure 4 représente une illustration schématique du procédé d'analyse de la température de l'un quelconque au moins des éléments illustrés sur les figures 1 à 3. [0039] Sur les figures 1 à 3, un véhicule automobile hybride ou électrique est couramment équipé d'éléments 1 dont la mise en oeuvre est pilotée par au moins un système de commande 100 comprenant au moins des moyens de calculs 101 et des moyens de mémoire 102. Le système de commande 100 est avantageusement apte à mettre en oeuvre un procédé de la présente invention, sans avoir à rajouter des capteurs quelconques, notamment des capteurs de température outre que ceux équipant un système de commande de l'art antérieur. On comprend en cela que la présente invention est avantageusement mise en oeuvre à partir d'une modification de commandes du système de commande, sans nécessité d'avoir à rajouter des capteurs couteux et encombrants, au moins par leur câblage. [0040] Sur la figure 1, le véhicule automobile est équipé d'un moteur électrique, pour pourvoir à son déplacement, qui est mis en oeuvre par au moins une batterie 2, tel qu'une batterie haute tension. [0041] Le véhicule automobile est équipé d'un premier circuit de fluide caloporteur 10 à l'intérieur duquel circule un premier fluide caloporteur 11 selon un premier sens de circulation SI. Le premier circuit de fluide caloporteur 10 comprend une première pompe 12 pour faire circuler le premier fluide caloporteur 11 à l'intérieur du premier circuit de fluide caloporteur 10 selon le premier sens de circulation SI. Le premier circuit de fluide caloporteur 10 comprend un premier échangeur de chaleur 13 à l'intérieur duquel le premier fluide caloporteur 11 échange des calories avec un liquide caloporteur qui parcourt également le premier échangeur de chaleur 13. Le premier circuit de fluide caloporteur 10 comprend également la batterie 2 dont une première température T1 est mesurée par un premier capteur dc température 14 relié au système de commande 100. [0042] Ainsi, selon le premier sens de circulation SI, le premier fluide caloporteur 11 circule à l'intérieur du premier circuit de fluide caloporteur 10 depuis la première pompe 12 vers le premier échangeur de chaleur 13, puis vers la batterie 2, puis vers la première pompe 12. [0043] Sur la figure 2, le véhicule automobile est équipé d'au moins un onduleur 3 apte à modifier une tension ou une fréquence d'un courant électrique, d'au moins un convertisseur 4 apte à convertir une tension électrique, tel qu'un convertisseur embraqué DC/DC, et d'au moins une machine électrique 5 relativement quelconque dont une mise en fonctionnement échauffe la machine électrique S. [0044] Le véhicule automobile est équipé d'un deuxième circuit de fluide caloporteur 20 à l'intérieur duquel circule un deuxième fluide caloporteur 21 selon un deuxième sens de circulation S2. Le deuxième circuit de fluide caloporteur 20 comprend une deuxième pompe 22 pour faire circuler le deuxième fluide caloporteur 21 à l'intérieur du deuxième circuit de fluide caloporteur 20 selon le deuxième sens de circulation S2. Le deuxième circuit de fluide caloporteur 20 comprend un deuxième échangeur de chaleur 23 à l'intérieur duquel le deuxième fluide caloporteur 21 échange des calories avec un premier flux d'air 51 qui traverse le deuxième échangeur de chaleur 23. Le deuxième échangeur de chaleur 23 est par exemple équipé d'au moins un ventilateur 25 pour faire circuler le premier flux d'air Si à travers le deuxième échangeur de chaleur 23 et d'au moins un volet 26. Le volet 26 est mobile entre une position d'ouverture dans laquelle le premier flux d'air 51 est apte à circuler à travers le deuxième échangeur de chaleur 23 et une position de fermeture dans laquelle une telle circulation est interdite. Le ventilateur 25 et le volet 26 sont placés en amont du deuxième échangeur de chaleur 23 selon un sens d'écoulement du premier flux d'air 51 à travers le deuxième échangeur de chaleur 23. Le deuxième circuit de fluide caloporteur 20 comprend également l'onduleur 3 dont une deuxième température T2 est mesurée par un deuxième capteur de température 24 relié au système de commande 100. Le deuxième circuit de fluide caloporteur 20 comprend également le convertisseur 4 dont une troisième température T3 est mesurée par un troisième capteur de température 27 relié au système de commande 100. Le deuxième circuit de fluide caloporteur 20 comprend également la machine électrique 5 dont une quatrième température T4 est mesurée par un quatrième capteur de température 28 relié au système de commande 100. [0045] Ainsi, selon le deuxième sens de circulation S2, le deuxième fluide caloporteur 21 circule à l'intérieur du deuxième circuit de fluide caloporteur 20 depuis la deuxième pompe 22 vers l'onduleur 3, puis vers le convertisseur 4, puis vers la machine électrique 5, puis vers le deuxième échangeur de chaleur 23, puis vers la deuxième 6 pompe 22.11 est possible d'intervertir un positionnement de l'onduleur 3, du convertisseur 4 et de la machine électrique 5 sans déroger aux règles de la présente invention. [0046] Sur la figure 3, le véhicule automobile est équipé d'un troisième circuit de fluide ca- loporteur 30 à l'intérieur duquel circule un troisième fluide caloporteur 31 selon un troisième sens de circulation S3. Le troisième circuit de refroidissement 30 comprend une troisième pompe 32 pour faire circuler le troisième fluide caloporteur 31 à l'intérieur du troisième circuit de refroidissement 30 selon le troisième sens de circulation S3. Le troisième circuit de refroidissement 30 comprend un troisième échangeur de chaleur 33 à l'intérieur duquel le troisième fluide caloporteur 31 échange des calories avec un deuxième flux d'air 52 qui traverse le troisième échangeur de chaleur 33. Le deuxième flux d'air 52 est par exemple un flux d'air interne destiné à être admis à l'intérieur d'un habitacle du véhicule automobile en vue de le réchauffer. Le troisième circuit de refroidissement 30 comprend également au moins un condenseur 34 à l'intérieur duquel le troisième fluide caloporteur 31 est apte à changer de phase. Le condenseur 34 est préférentiellement relié à une pompe à chaleur 36 qui est apte à échanger des calories avec le condenseur 34 notamment par l'intermédiaire d'un liquide caloporteur 37 qui circule à l'intérieur du condenseur 34 et de la pompe à chaleur 36. Le troisième circuit de refroidissement 30 comprend au moins une résistance thermique 6 qui est apte à réchauffer le troisième fluide caloporteur 31 en amont du troisième échangeur de chaleur 33 selon le troisième sens de circulation S3. La résistance thermique 6 est équipée d'un cinquième capteur de température 35 relié au système de commande 100 pour mesurer une cinquième température T5 de la résistance thermique 6. La résistance thermique 6 est par exemple une résistance à coefficient de température positif, couramment connu sous le nom de résistance CTP. [0047] Ainsi, selon le troisième sens de circulation S3, le troisième fluide caloporteur 31 circule depuis la troisième pompe 32 vers le condenseur 34, puis vers la résistance thermique 6, puis le troisième échangeur de chaleur 33, puis vers la troisième pompe 32. [0048] Pour que l'ensemble de ces éléments 1 fonctionnent de manière optimisée, à savoir la batterie 2, l'onduleur 3, le convertisseur 4, la machine thermique 5 et la résistance thermique 6, il est nécessaire que le système de commande 100 connaisse de manière précise et fiable les températures respectives de chacun de ces éléments 1, à savoir respectivement la première température Tl, la deuxième température T2, la troisième température T3, la quatrième température T4 et la cinquième température T5. Il est en effet souhaitable que le système de commande 100 dispose de façon précise de la température de chacun de ces éléments 1 et que cette valeur de température ne soit pas figée, c'est-à-dire erronée, en étant notamment faussement constante. 7 [0049] Ce but est atteint à partir d'une mise en oeuvre d'un procédé 200 de la présente invention qui est un procédé d'analyse de la température d'au moins un élément 1 susvisé, un tel procédé étant illustré sur la figure 4. Avantageusement, le procédé 200 est mis en oeuvre simultanément pour une pluralité d'éléments 1 équipant le véhicule automobile. Avantageusement, le procédé 200 est mis en oeuvre simultanément pour l'ensemble des éléments 1 équipant le véhicule automobile, notamment hybride ou électrique. [0050] Le procédé 200 comprend une première étape 201 de mesure d'une première in- formation de température T de l'élément 1 à un premier instant Xl. [0051] Le procédé 200 comprend une deuxième étape 202 de mesure d'une deuxième in- formation de température T' de l'élément 1 à un deuxième instant X2. Un écart E entre le premier instant X1 et le deuxième instant X2 est avantageusement paramétrable. L'écart E est par exemple de l'ordre d'une minute à plusieurs minutes. [0052] Le procédé 200 comprend une troisième étape 203 qui consiste à calculer une différence D entre la première information de température T et la deuxième information de température T'. [0053] Le procédé 200 comprend une quatrième étape 204 qui consiste à déterminer une borne inférieure Tmin et une home supérieure Tmax d'un intervalle ide température. A titre d'exemple, il est possible de choisir pour Tmin une valeur de -1°C et pour Tmax une valeur de +1°C. [0054] Le procédé 200 comprend une cinquième étape 205 de vérification si la différence D entre la première information de température T et la deuxième information de température T' est comprise dans l'intervalle I de température. [0055] Si la différence D entre la première information de température T et la deuxième in- formation de température T' est comprise dans l'intervalle I de température, le procédé 200 comprend une sixième étape 206 qui consiste à incrémenter un nombre d'erreurs N stocké dans des moyens de mémoire 102 que comprend le système de commande 100. [0056] Le procédé 200 comprend une septième étape 207 qui consiste à comparer le nombre incrémenté N+1 à un nombre seuil N' mémorisé dans les moyens de mémoire 102. Le nombre seuil N' est avantageusement paramétrable. [0057] Si le nombre incrémenté N+1 est supérieur ou égal à un nombre seuil N' d'erreurs mémorisé dans les moyens de mémoire 102, le procédé 200 met en oeuvre une huitième étape 208 qui consiste à transmettre une alerte Y un utilisateur du véhicule automobile d'un défaut de comportement de l'élément 1. [0058] Si le nombre incrémenté N+1 est inférieur au nombre seuil N' d'erreurs mémorisé dans les moyens de mémoire 102, le procédé 200 met en oeuvre la première étape 201 après un premier laps de temps Li. Le premier laps de temps Li est avantageusement 8 paramétrable. Le premier laps de temps Ll est par exemple de l'ordre d'une à plusieurs minutes. [0059] Si la différence D entre la première information de température T et la deuxième in- formation de température T' n'est pas comprise dans l'intervalle ide température, le procédé 200 met en oeuvre la première étape 201 après un deuxième laps de temps L2. Le deuxième laps de temps L2 est avantageusement paramétrable. Le deuxième laps de temps L2cst par exemple de l'ordre de une à plusieurs minutes. [0060] Ces dispositions sont telles qu'il est avantageusement possible de mieux prendre en compte les caractéristiques physiques des différents éléments 1 à contrôler, tel que l'inertie thermique et un échantillonnage des capteurs de température 14, 24, 27, 28, 35 afin d'optimiser une analyse de leur gradient et d'éviter des informations erronées sur le figcage de la température T1, T2, T3, T4, T5 délivrées à l'utilisateur du véhicule automobile. Ces dispositions permettent d'éviter toute fausse détection provenant de perturbations électromagnétiques, d'inertie trop importante de la température T1, T2, T3, T4, T5 de ces éléments 1. 9 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] REVENDICATIONSProcédé (200) d'analyse d'une température (T1, T2, T3, T4, T5) d'un élément (1) d'un véhicule automobile, dans lequel le procédé (200) comprend au moins : - une première étape (201) dc mesure d'une première information de température (T) de l'élément (1) à un premier instant (X1), puis - une deuxième étape (202) de mesure d'une deuxième information de température (T') de l'élément (1) à un deuxième instant (X2), puis - une troisième étape (203) qui consiste à calculer une différence (D) entre la première information de température (T) et la deuxième information de température (T'), puis - une quatrième étape (204) qui consiste à déterminer une borne inférieure (Tmin) et une borne supérieure (Tmax) d'un intervalle (I) de température, puis -une cinquième étape (205) de vérification si la différence (D) entre la première information de température (T) et la deuxième information de température (T') est commise dans l'intervalle (I) de température, puis - une sixième étape (206) qui consiste à incrémenter un nombre d'erreurs (N) en un nombre incrémenté (N+1), si la différence (D) est comprise dans l'intervalle (I) de température, puis - une septième étape (207) qui consiste à comparer le nombre incrémenté (N+1) à un nombre seuil (N'), puis - une huitième étape (208) qui consiste à transmettre une alerte (Y), si le nombre incrémenté (N+1) est supérieur ou égal à un nombre seuil (N') d'erreurs, - puis la première étape (201) si le nombre incrémenté (N+1) est inférieur au nombre seuil (N') après un premier laps de temps (L1) ou bien si la différence (D) n'est pas commise dans l'intervalle (I) de température, après un deuxième laps de temps (L2). Procédé (200) selon la revendication 1, dans lequel un écart (E) entre le premier instant (X1) et le deuxième instant (X2) est paramétrable. Procédé (200) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier laps de temps (L1) est paramétrable. Procédé (200) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le deuxième laps de temps (L2) est paramétrable. Système de commande (100) d'un élément (1) pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, 10 [Revendication 6] dans lequel le système de commande (100) comprend des moyens de calcul (101) aptes à mettre en oeuvre l'une quelconque au moins des étapes (201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, 208) du procédé (200). Système de commande (100) selon la revendication 5, dans lequel le système de commande comprend des moyens de mémoire (102) du nombre d'erreurs (N). [Revendication 7] Système de commande (100) selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, dans lequel le système de commande (100) comprend au moins un capteur de température (14, 24, 27, 28, 35) pour mesurer la température (Tl, T2, T3, T4, T5) de l'élément (1). [Revendication 8] Véhicule automobile équipé d'un système de commande (100) selon l'une quelconque des revendications 5 à 7.