Brevet FR3104261A1 — publié le 20210611

L’invention concerne un dispositif (1) de mesure de courant comportant une première (2) et une deuxième (5) unités de mesure de courant distinctes, chacune configurée pour mesurer le courant dans un circuit électrique (3) et envoyer des premier (4) et deuxième (8) signaux de mesure représentatifs du courant mesuré. Il comporte une unité de test (9, 10) pour générer et envoyer un signal de référence (11, 12), comportant une unité de contrôle (13) comportant un premier mode de fonctionnement dans lequel l’unité de contrôle (13) reçoit un signal de référence (11, 12) en provenance d’une unité de test (9, 10) pour détecter un défaut de l’unité de contrôle (13) et un deuxième mode de fonctionnement dans lequel l’unité de contrôle (13) reçoit les premier (4) et deuxième (8) signaux de mesure pour évaluer le courant et détecter un défaut par comparaison de signaux de mesure. (Figure 1) Dispositif sécurisé de mesure de courant pour véhicule autonome. Le domaine technique concerne les dispositifs de mesure de courant embarqués dans les véhicules automobiles, notamment pour véhicules autonomes. L’invention concerne également les véhicules équipés de tels dispositifs. Les normes de sécurité et les spécifications des systèmes installés dans les véhicules évoluent rapidement, notamment pour préparer l’arrivée des véhicules autonomes. En effet, Les fonctions de conduite autonome des véhicules dits autonomes sont mises en œuvre par un ensemble de systèmes complexes reposant sur de nombreux capteurs, actionneurs et composants de supervision qui sont pour la plupart alimentés par le réseau électrique de bord 12V. La sécurité fonctionnelle de ce réseau électrique de bord 12 devient donc un élément vital dans un véhicule autonome et il doit répondre au plus haut niveau disponible en matière de standard de sécurité fonctionnelle définit par la norme ISO 26262 : le niveau ASIL D (acronyme anglais de Automotive Safety Integrity Level). La plupart des appareils de mesure de courant installés dans les réseaux électrique de bord des véhicules en circulation ne répondent pas à de telles exigences de sécurité. Il est connu du document JP2018197708 un type de dispositif de détection d’erreur capable de détecter certains dysfonctionnements dans les appareils de mesure de courant pour véhicules automobiles. Cependant, ces dispositifs de détection d’erreur ne répondent pas aux exigences des normes évoquées précédemment et ne garantissent pas une continuité de fonctionnement lorsqu’un dysfonctionnement est détecté. Aussi, il existe un besoin de nouveaux dispositifs de mesure de courant qui répondent aux normes les plus exigeantes et qui garantissent un fonctionnement en cas de dysfonctionnement. A cet effet, la présente invention se propose de résoudre les inconvénients cités et de mettre à disposition de nouveaux dispositifs de mesure de courant adaptés aux véhicules autonomes. La présente invention propose un dispositif de mesure de courant pour mesurer un courant susceptible de circuler dans un circuit électrique d’un véhicule automobile, le dispositif comportant une première et une deuxième unités de mesure de courant distinctes l’une de l’autre, chacune configurée pour mesurer le courant circulant dans le circuit électrique et pour envoyer respectivement un premier signal de mesure et un deuxième signal de mesure représentatifs du courant mesuré, le dispositif comportant en outre au moins une unité de test conçue pour générer et envoyer au moins un signal de référence, Le dispositif comportant une unité de contrôle, conçues pour recevoir au moins deux signaux, Le dispositif comportant un premier mode de fonctionnement, dit autotest, dans lequel l’unité de contrôle reçoit au moins un signal de référence en provenance d’au moins une unité de test pour détecter un défaut du dispositif et un deuxième mode de fonctionnement, dît normal, dans lequel l’unité de contrôle reçoit les premier et deuxième signaux pour évaluer le courant mesuré et détecter un défaut du dispositif en comparant les premier et deuxième signaux de mesure. Ainsi, le dispositif selon l’invention dispose d’un mode autotest dans lequel il est en mesure de vérifier son fonctionnement : dans ce mode, la réponse de l’unité de contrôle au signal de référence, connu, doit correspondre à la réponse attendue et une divergence de cette réponse indique une défaillance du dispositif de mesure, qui est alors capable d’indiquer sa défaillance aux autres systèmes embarqués du véhicule. Par ailleurs, dans le mode de fonctionnement normal, la redondance des mesures effectuées par le dispositif, au travers des première et deuxième unités de mesure, augmente la sécurité fonctionnelle du dispositif : En cas de défaillance d’une des deux unités de mesure, l’unité de contrôle est en mesure d’identifier une telle défaillance, par comparaison des premier et deuxième signaux, d’isoler l’unité de mesure en défaut tout en continuant d’évaluer le courant alimentant le circuit électrique surveillé par le dispositif de mesure selon l’invention. Avantageusement, les première et deuxième unités de mesure comportent respectivement des premiers et deuxièmes moyens de mesure d’un courant différents. Ainsi, en cas de défaillance d’une des deux unités de mesure, la probabilité que la cause de cette défaillance affecte également l’autre unité de mesure est moindre puisqu’elles font appel à des technologies différentes. Dans un mode de réalisation de l’invention, les premiers moyens de mesure comportent un shunt de mesure. Dans un mode de réalisation de l’invention, les deuxièmes moyens de mesure comportent un capteur de courant à effet Hall. Avantageusement le dispositif selon l’invention comporte deux unités de test. La redondance des unités de test réduit encore la vulnérabilité du dispositif selon l’invention à une défaillance de fonctionnement. Avantageusement, le signal de référence est un signal dynamique couvrant l’ensemble de la plage de mesure du dispositif. Un tel signal permet de garantir que la réponse de l’unité de contrôle est vérifiée sur toute la gamme de courant mesurable par le dispositif selon l’invention. Avantageusement encore, le dispositif est conçu pour fonctionner dans le premier mode de fonctionnement lors de sa mise sous tension et pour basculer dans le deuxième mode de fonctionnement en l’absence de défaut constaté dans le premier mode. Ainsi lors de sa mise sous tension, par exemple au démarrage du véhicule, le dispositif est en mesure de détecter une défaillance alors que le véhicule est encore à l’arrêt et non pas en situation de conduite. Enfin, l’invention concerne également un véhicule équipé d’un dispositif selon l’invention. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en se référant au dessin annexé sur lequel : la figure 1, est une vue schématique d’un dispositif selon l’invention. Un dispositif 1 selon l’invention, illustré sur la figure 1, comporte une première unité de mesure 2 comportant un capteur de courant à effet Hall. Cette première unité de mesure 2 est configurée pour mesurer un courant circulant dans un circuit électrique 3 d’un véhicule automobile. La première unité de mesure 2 est conçue pour envoyer un premier signal de mesure 4 représentatif du courant mesuré. Le dispositif 1 comporte également une deuxième unité de mesure 5, illustrée sur la figure 1, comportant une résistance shunt 6 et un amplificateur 7. Cette deuxième unité de mesure 5 est configurée pour mesurer le courant circulant dans le circuit électrique 3. La deuxième unité de mesure 5 est conçue pour envoyer un deuxième signal de mesure 8 représentatif du courant mesuré. Le dispositif 1 selon l’invention comporte en outre deux unités de test 9, 10 conçues chacune pour générer et envoyer un signal de référence 11, 12. Ce signal de référence 11, 12 est avantageusement un signal dynamique couvrant l’ensemble de la plage de mesure du dispositif 1 selon l’invention. Par exemple, le signal dynamique varie suivant une fonction linéaire couvrant l’ensemble de la plage de mesure du dispositif 1. Le dispositif 1 comporte également une unité de contrôle 13, illustrée sur la figure 1, conçue pour recevoir au moins deux signaux respectivement aux niveaux de première 14 et deuxième 15 entrées. Les signaux que reçoit l’unité de contrôle 13, d’une part à la première entrée 14 est soit le signal de référence 11 soit le premier signal de mesure 4 en fonction de la position d’un commutateur 16 de la figure 1 et d’autre part à la deuxième entrée 15 soit le signal de référence 12 soit le deuxième signal de mesure 8 en fonction de la position d’un commutateur 17 de la figure 1. L’unité de contrôle 13 comporte un premier convertisseur analogique numérique 18 et un deuxième convertisseur analogique numérique 19 conçus pour convertir les signaux reçus respectivement à la première 14 et deuxième 15 entrée. Chaque convertisseur analogique numérique 18, 19 est connecté à un microcontrôleur 20, 21 en mesure d’analyser les signaux provenant des convertisseurs analogiques numériques 18, 19. Le dispositif 1 selon l’invention est conçu pour fonctionner selon deux modes de fonctionnement : un premier mode, dit autotest et un deuxième mode dit normal. Lorsque le dispositif 1 fonctionne dans le premier mode, les commutateurs 16, 17 sont positionnés de sorte que l’unité de contrôle 13 reçoit les signaux de référence 11, 12. Ainsi, les microcontrôleurs 20, 21 peuvent contrôler que chaque convertisseur analogique numérique 18, 19 envoie un signal conforme au signal attendu lorsque le signal de référence 11, 12 alimente la première 14 et la deuxième 15 entrée ; alternativement, en cas d’absence de signal, les microcontrôleurs 20, 21 peuvent détecter un dysfonctionnement d’un ou de plusieurs convertisseur analogique numérique 18, 19 puisque le signal de référence est connu des microcontrôleurs 20, 21. Ainsi, le mode d’autotest permet de vérifier le fonctionnement conforme de chaque convertisseur analogique numérique 18, 19 ou de détecter un dysfonctionnement de ces derniers. Lorsque le dispositif 1 fonctionne dans le deuxième mode, les commutateurs 16, 17 sont positionnés de sorte que l’unité de contrôle 13 reçoit les premier 4 et deuxième 8 signaux de mesure. Dans ce mode de fonctionnement, l’unité de contrôle 13 est alors conçue pour évaluer le courant mesuré et pour détecter un défaut du dispositif 1 en comparant les premier 4 et deuxième 8 signaux. En effet, les microcontrôleurs 18, 19 reçoivent alors soit deux signaux sensiblement identiques et peuvent déterminer le courant mesuré, par exemple en effectuant une moyenne des deux mesures, soit reçoivent des mesures incohérentes et détectent alors un dysfonctionnement. Le dispositif 1 selon l’invention est conçu pour que, lors de sa mise sous tension suivant la mise du contact du véhicule en vue de son démarrage, le dispositif 1 fonctionne dans le premier mode. Ainsi, un test de l’unité de contrôle 13 est effectué. Si aucun dysfonctionnement est détecté, le dispositif 1 selon l’invention est alors conçu pour basculer automatiquement dans le deuxième mode de fonctionnement dans lequel il mesure le courant circulant dans le circuit électrique 3. Ainsi, le dispositif 1 selon l’invention permet de mesurer un courant électrique tout en permettant de détecter des dysfonctionnements de son unité de contrôle 13 ou des première 2 ou deuxième 5 unités de mesure. La redondance des première 2 et deuxième 5 unités de mesure permet de mesurer un courant même lorsqu’un dysfonctionnement est détecté. L’invention ne se limite pas au mode de réalisation du dispositif de mesure décrit ci-avant, seulement à titre d’exemple, mais d’autres modes de réalisation peuvent être conçus par l’homme de métier sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention. Dispositif (1) de mesure de courant pour mesurer un courant susceptible de circuler dans un circuit électrique (3) d’un véhicule automobile, le dispositif comportant une première (2) et une deuxième (5) unités de mesure de courant distinctes l’une de l’autre, chacune configurée pour mesurer le courant circulant dans le circuit électrique (3) et pour envoyer respectivement un premier signal de mesure (4) et un deuxième signal de mesure (8) représentatifs du courant mesuré, le dispositif (1) comportant en outre au moins une unité de test (9, 10) conçue pour générer et envoyer au moins un signal de référence (11, 12), Le dispositif comportant une unité de contrôle (13), conçues pour recevoir au moins deux signaux, le dispositif (1) comportant un premier mode de fonctionnement, dit d’autotest, dans lequel l’unité de contrôle (13) reçoit au moins un signal de référence (11, 12) en provenance d’au moins une unité de test (9, 10) pour détecter un défaut de l’unité de contrôle (13) et un deuxième mode de fonctionnement, dît normal, dans lequel l’unité de contrôle (13) reçoit les premier (4) et deuxième (8) signaux de mesure pour évaluer le courant mesuré et pour détecter un défaut du dispositif (1) en comparant les premier (4) et deuxième (8) signaux de mesure. Dispositif (1) de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que les première (2) et deuxième (5) unités de mesure comportent respectivement des premiers et deuxièmes moyens de mesure d’un courant différents. Dispositif (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que les premiers moyens de mesure comportent un shunt (6) de mesure Dispositif (1) selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les deuxièmes moyens de mesure comportent un capteur de courant à effet Hall. Dispositif (1) selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif (1) comporte deux unités de test (9, 10). Dispositif (1) selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le signal de référence (11, 12) est un signal dynamique couvrant l’ensemble de la plage de mesure du dispositif (1). Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le dispositif (1) est conçu pour fonctionner dans le premier mode de fonctionnement lors de sa mise sous tension et pour basculer dans le deuxième mode de fonctionnement en l’absence de défaut constaté dans le premier mode. Véhicule équipé d’un dispositif (1) selon l’une des revendications 1à 7.