FR2953953A1 - Procede de fonctionnement d'une architecture electrique d'un vehicule automobile electrique - Google Patents

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Abstract

Procédé de fonctionnement d'une architecture électrique (70) d'un véhicule automobile électrique, l'architecture électrique comprenant un calculateur maître (20), un premier ensemble de calculateurs esclaves (16, 17, 18) pilotant des éléments d'un système (10) électrotechnique d'entraînement du véhicule automobile et un deuxième ensemble de calculateurs esclaves (60) gérant le fonctionnement d'éléments du reste (30) du véhicule automobile, caractérisé en ce que le calculateur maître supervise le fonctionnement des calculateurs des premier et deuxième ensembles de calculateurs esclaves.

Description

L'invention concerne une architecture électrique d'un véhicule automobile électrique. Elle concerne notamment un procédé de fonctionnement de cette architecture électrique. Elle concerne aussi un support de données comprenant des moyens de mise en oeuvre d'un tel procédé de fonctionnement. Elle concerne encore un véhicule automobile électrique comprenant une telle architecture électrique. L'invention concerne en particulier la supervision des fonctions d'un véhicule électrique. L'architecture de supervision est directement liée aux choix d'architecture électrique et électroniques décidés.
Le document US 2009/0127930A1 décrit une architecture électrique comprenant deux batteries (une batterie principale et une batterie secondaire), un convertisseur continu-continu étant interposé entre ces deux batteries. Cette architecture permet de faire transiter de la puissance entre les deux batteries pour réguler au mieux le niveau de charge de la batterie principale. Cette architecture est appliquée aux véhicules hybrides.
Le document EP 1 129 892 Al décrit de manière conceptuelle une architecture électrique permettant de gérer l'énergie d'un véhicule électrique.
Elle permet de prendre en compte des informations (profil de route, dénivelés) pour estimer l'autonomie du véhicule.
Le document WO 2007/048125 décrit un système de gestion de l'énergie électrique et se focalise sur l'interconnexion des différents calculateurs (via réseaux LIN et CAN) et la messagerie associée.
Le document US 2002/0006139 Al décrit des protocoles de gestion de réseau informatique. MS\REN222FR.dpt Les documents FR 2 848 032 et FR 2 825 532 décrivent des méthodologies de gestion d'un réseau de bord électrique (réseau 14V) d'un véhicule automobile. Leurs principes sont respectivement basés sur la classification des différents consommateurs en fonction de leur priorité et sur des compteurs de temps.
Le but de l'invention est de fournir un procédé de fonctionnement d'architecture électrique améliorant les procédés de fonctionnement d'architecture électrique connus de l'art antérieur. En particulier, l'invention fournit un procédé de fonctionnement d'une architecture électrique dont une grande partie des composants est compatible avec les composants utilisés dans une architecture électrique d'un véhicule automobile à combustion classique.
Selon l'invention, le procédé régit le fonctionnement d'une architecture électrique d'un véhicule automobile électrique. L'architecture électrique comprend un calculateur maître, un premier ensemble de calculateurs esclaves pilotant des éléments d'un système électrotechnique d'entraînement du véhicule automobile et un deuxième ensemble de calculateurs esclaves gérant le fonctionnement d'éléments du reste du véhicule automobile. Le procédé est caractérisé en ce que le calculateur maître supervise le fonctionnement des calculateurs des premier et deuxième ensembles de calculateurs esclaves.
Le calculateur maître peut gérer une fonction de recharge d'une batterie du véhicule automobile depuis une source électrique externe au véhicule automobile et/ou une fonction de conditionnement thermique de l'habitacle du véhicule automobile, notamment une fonction de conditionnement thermique temporellement programmable.
MS\REN222FR.dpt Le calculateur maître peut gérer différentes fonctions du véhicule automobile, une fonction de supervision dialoguant éventuellement avec chacune des différentes fonctions via des messages d'autorisation et/ou d'interdiction de fonctionnement.
L'architecture électrique peut comprendre cinq modes de fonctionnement, notamment : un premier mode de fonctionnement dans lequel le calculateur maître est endormi et aucune prestation n'est accessible, un deuxième mode de fonctionnement dans lequel le calculateur de supervision se réveille et aucune prestation n'est accessible, un troisième mode de fonctionnement dans lequel il est possible de charger une batterie du véhicule automobile et dans lequel un réseau haute-tension du véhicule automobile est opérationnel, un quatrième mode de fonctionnement dans lequel le véhicule peut être entraîné à l'aide du système électrotechnique d'entraînement et dans lequel des fonctions de confort thermique de l'habitacle sont disponibles, et un cinquième mode de fonctionnement dans lequel le calculateur 20 maître est inactif et dans lequel aucune prestation n'est accessible.
Huit transitions peuvent permettre des changements de modes de fonctionnement. 25 Le calculateur maître peut gérer, dans le troisième mode de fonctionnement, une fonction de recharge d'une batterie du véhicule automobile depuis le réseau domestique commercial et/ou une fonction de conditionnement thermique de l'habitacle du véhicule automobile, notamment une fonction de 30 conditionnement thermique temporellement programmable. MS\REN222FR.dpt L'invention porte aussi sur un support d'enregistrement de données lisible par un calculateur sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur comprenant des moyens logiciels de mise en oeuvre des étapes du procédé défini précédemment.
Selon l'invention, l'architecture électrique d'un véhicule automobile électrique est caractérisée en ce qu'elle comprend un calculateur maître en liaison d'une part avec un premier ensemble de calculateurs esclaves pilotant des éléments d'un système électrotechnique d'entraînement du véhicule automobile et en liaison d'autre part avec un deuxième ensemble de calculateurs esclaves gérant le fonctionnement d'éléments du reste du véhicule automobile.
Le calculateur maître peut être relié au premier ensemble de calculateurs 15 esclaves et au deuxième ensemble de calculateurs esclaves via un réseau, notamment un réseau électrique par exemple de type CAN.
Le calculateur maître peut comprendre différents modules, notamment des modules logiciels, gérant différentes fonctions du véhicule automobile. L'architecture peut comprendre des moyens matériels et/ou logiciels de mise en oeuvre du procédé de fonctionnement défini précédemment.
Selon l'invention, le véhicule automobile comprend une architecture 25 électrique définie précédemment.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exemple, un mode d'exécution du procédé de fonctionnement selon l'invention et un mode de réalisation d'une architecture électrique selon l'invention. MS\REN222FR.dpt 20 30 La figure 1 est un schéma d'un système électrotechnique d'entraînement d'un véhicule automobile électrique selon l'invention.
La figure 2 est un schéma d'une architecture électrique d'un véhicule automobile électrique selon l'invention.
Les figures 3 et 4 sont des schémas d'organisations fonctionnelles d'un calculateur de supervision selon l'invention.
La figure 5 est un schéma présentant les différents modes de fonctionnement du calculateur de supervision, du système électrotechnique d'entraînement, de l'architecture électrique et du véhicule automobile électrique, ainsi que les différentes transitions possibles entre ces modes.
La figure 6 est un schéma du calculateur de supervision et des signaux qu'il est susceptible de recevoir.
Les éléments essentiels de la chaîne électrotechnique ou système 10 électrotechnique d'entraînement d'un véhicule automobile électrique sont représentés à la figure 1. Le système électrotechnique comprend les quatre éléments suivants : - une batterie 11 d'alimentation d'un moteur électrique d'entraînement du véhicule automobile qui permet le stockage de l'énergie électrique, nécessaire à l'entraînement ; - le moteur 14 électrique d'entraînement du véhicule automobile qui permet de transformer l'énergie électrique en énergie mécanique ; - un dispositif 13 de pilotage du moteur électrique d'entraînement du véhicule automobile comprenant une électronique de puissance ; il se trouve entre la batterie et le moteur ; il s'agit par exemple d'un variateur de puissance dont la fonction est de transformer la tension continue de la batterie en tension triphasée à fréquence variable ; MS\REN222FR.dpt - un chargeur 12 qui permet de charger en énergie la batterie ; il comprend par exemple un boîtier comprenant une électronique de puissance permettant de transformer la tension d'une source électrique externe, notamment la tension alternative du réseau 15 électrique commercial domestique, en une tension continue permettant la recharge de la batterie.
Parmi ces quatre éléments, seul le moteur ne dispose pas d'un calculateur propre.
La batterie comprend par exemple un assemblage de plusieurs cellules élémentaires associées en série et en parallèle, pour obtenir une tension globale compatible avec les besoins en puissance (la tension de sortie vaut typiquement entre 200 et 400 V). La batterie est équipée d'un calculateur 16 noté BMS. Ce calculateur est chargé notamment : - de superviser le fonctionnement de la batterie, - de réaliser l'équilibrage des cellules (toutes les cellules doivent avoir des tensions proches les unes des autres), - d'estimer à tout moment l'état de charge de la batterie (pour informer le conducteur de l'autonomie restante), - de gérer différentes mesures nécessaires à la supervision du système (tension batterie, courant appelé, température, ...).
Le dispositif 13 de pilotage du moteur dispose d'au moins un calculateur 18 ; pour simplifier, ce calculateur reçoit une consigne de couple à réaliser par le moteur électrique ; le calculateur transforme cette consigne de couple en consigne de courant, puis à l'aide de capteurs (par exemple capteur de position du rotor du moteur, capteurs de courants traversant le pont de puissance), le calculateur élabore des commandes d'interrupteurs de puissance (par exemple IGBT). Le dispositif 13 de pilotage héberge également un convertisseur de tension continu-continu, qui permet de MS\REN222FR.dpt générer une basse tension, par exemple de 14 V, à partir de la tension de la batterie 11 (qui elle peut typiquement varier entre 240 et 400 V environ). Ce convertisseur est nécessaire pour recharger éventuellement une batterie 14 V d'alimentation des calculateurs du véhicule.
Enfin, le chargeur 12 comprend un calculateur 17 ; celui-ci est chargé de communiquer avec la batterie 11 et de recueillir des informations au niveau du réseau électrique commercial domestique 15. Ainsi, le courant de charge de la batterie 11 peut être le résultat de trois contraintes : - le courant maximal que peut fournir le réseau électrique commercial domestique 15 (câble, fusibles en amont), - le courant que peut fournir le chargeur, - le courant que peut recevoir la batterie.
Les calculateurs précédents ont besoin d'établir une communication entre eux. Par ailleurs, le système électrotechnique d'entraînement doit réagir aux désirs du conducteur et donner, au reste du véhicule automobile, notamment aux autres calculateurs du reste 30 du véhicule, les informations habituellement données par le calculateur injection d'un véhicule automobile à combustion classique. On peut donc considérer que le système électrotechnique d'entraînement remplace l'ensemble du groupe motopropulseur existant dans un véhicule à combustion classique.
Pour assurer la coopération de l'ensemble des calculateurs, une architecture électrique 70 comprend un calculateur de supervision 20 noté EVC. Par « architecture électrique », on entend architecture électrique et électronique. Le calculateur de supervision : - est interfacé avec les calculateurs 16, 17 et 18 du système électrotechnique d'entraînement du véhicule pilotant les différents 30 éléments du système électrotechnique d'entraînement du véhicule ; de préférence, l'ensemble des flux d'informations entre les MS\REN222FR.dpt calculateurs 16, 17 et 18 transitent par le calculateur de supervision qui distribue les ordres aux différents calculateurs 16, 17 et 18. - est interfacé avec les calculateurs du reste 30 du véhicule, notamment avec un calculateur d'habitacle 60 pour prendre en compte les désirs du conducteur ; il fait notamment l'acquisition de la position pédale d'accélérateur, de la position de la pédale de frein, de la position du levier de vitesse.
L'architecture électrique du véhicule automobile est représentée de manière simplifiée à la figure 2, les liaisons entre les différents calculateurs étant représentées. Le calculateur de supervision 20 est un calculateur maître. Il est relié au trois calculateurs 16, 17 et 18 (calculateurs esclaves) du système électrotechnique d'entraînement par un réseau électrique 40, par exemple un réseau informatique, notamment un réseau de type CAN (Controller Area Network) ; ce réseau permet aux quatre calculateurs d'échanger un grand nombre d'informations nécessaires au fonctionnement du système.
De l'autre côté, le calculateur de supervision 20 est relié aux autres calculateurs (calculateurs esclaves) du reste 30 du véhicule automobile, notamment au calculateur d'habitacle 60, par un autre réseau électrique 50, par exemple un réseau informatique, notamment un réseau de type CAN. Ce réseau est classiquement présent dans les véhicules à combustion classiques évoqués précédemment.
L'organisation fonctionnelle du calculateur de supervision est représentée de manière simplifiée à la figure 3. Dans cette organisation : - une fonction « centrale » supervise d'autres fonctions ; il s'agit de la fonction de supervision 100 aussi désignée « superviseur EVC » dans la mesure du possible, l'ensemble des flux d'informations passe par cette fonction (on évite ainsi les échanges entre fonctions). MS\REN222FR.dpt - une fonction est principalement en relation avec un des éléments du système électrotechnique d'entraînement.
Différentes fonctions présentes dans un premier mode de réalisation d'un calculateur de supervision 20 et représentées à la figure 3 sont détaillées ci-après : 1- Une fonction 100 met en oeuvre, en liaison avec un calculateur d'habitacle, la logique d'activation des fonctions ; elle donne donc aux différentes fonctions les autorisations ou interdictions de fonctionner. 2- Une fonction 110 aussi désignée « manage EVC failures » réalise la synthèse des différents défauts qui peuvent avoir le lieu dans le système électrotechnique d'entraînement (liés à un défaut d'un ou plusieurs organes du système). Elle filtre certains de ces défauts, les classe en catégories et en déduit éventuellement un mode dégradé associé. 3- Une fonction 120 aussi désignée « manage powertrain » réalise l'acquisition de signaux issus de capteurs en liaison avec le conducteur (position de la pédale d'accélérateur, levier de vitesse) et communique avec le calculateur du dispositif 13 de pilotage du moteur électrique pour notamment commander le couple que le moteur électrique doit produire. 4- Une fonction 130 aussi désignée « Manage Charge » produit différents signaux nécessaires pour piloter le chargeur 12, notamment la succession de différentes phases. 5- Une fonction 140 aussi désignée « manage High Voltage Battery » communique les différents états du véhicule au calculateur 16 de la batterie 11 et élabore différents signaux nécessaires pour piloter la batterie. 6- Une fonction 150 aussi désignée « manage High Voltage Network » est responsable de la mise sous tension ou hors tension du réseau haute-tension du véhicule. Cette mise sous tension ou hors tension est réalisée par des contacteurs de puissance 11 b situés à l'intérieur d'un boîtier 11 a comprenant la batterie 11. En pratique, il existe trois contacteurs de puissance à piloter : MS\REN222FR.dpt - un contacteur situé sur la borne positive de la batterie, - un contacteur situé sur la borne négative de la batterie, - un contacteur dit de « pré-charge » situé sur la borne positive de la batterie en série avec une résistance, et permettant de limiter les courants d'appels lors de la mise sous tension. Ces trois contacteurs sont commandés de préférence de manière filaire selon un ordre qui doit être précisément respecté. 7- Une fonction 160 aussi désignée « manage cooling » pilote un système de refroidissement du système électrotechnique d'entraînement. Par exemple, dans le cas d'un refroidissement liquide, elle pilote des pompes à eau électriques et un moteur de ventilation situé en regard d'un radiateur d'un circuit de refroidissement. 8- Une fonction 170 aussi désignée « manage 14V Network » commande le convertisseur de tension continu-continu situé dans le dispositif 13 de pilotage du moteur électrique. Cette commande doit tenir compte d'un certain nombre de contraintes ; en particulier l'objectif est de maintenir un bon état de charge de la batterie 14 V à tout moment, car après un arrêt, le véhicule ne peut redémarrer sans ce réseau 14V. 9- Une fonction 180 aussi désignée « manage communications » permet la communication du calculateur de supervision avec les autres calculateurs 16, 17, 18, 60 du véhicule. Elle permet notamment des envois de données et des réceptions de données nécessaires au fonctionnement du système électrotechnique d'entraînement.
Les différentes fonctions énumérées précédemment peuvent par exemple être mises en oeuvre par autant de modules logiciels. Ainsi, le calculateur de supervision a une architecture modulaire et, par conséquent, en fonction des ressources matérielles disponibles, il est possible d'héberger dans le calculateur de supervision d'autres fonctions habituellement implantées dans des calculateurs situés ailleurs dans le véhicule. MS\REN222FR.dpt A titre d'exemple, la figure 4 présente une architecture d'un deuxième mode de réalisation 20' du calculateur de supervision dans lequel une fonction 190 aussi désignée « confort thermique » a été ajoutée. Cette fonction permet de piloter des organes de chauffage d'habitacle qui doivent être ajoutées sur un véhicule électrique (soit une chaudière, soit des résistances électriques par exemple) et éventuellement un système de climatisation. Comme les organes à piloter sont différents de ceux utilisés sur les véhicules à combustion, il est intéressant de pouvoir intégrer les stratégies de pilotage (elles aussi spécifiques) dans le calculateur de supervision.
Les avantages d'une organisation telle que décrite avec une fonction de supervision ou « maitre » et plusieurs fonctions « esclaves » apparaissent dans la gestion des modes de fonctionnement du véhicule électrique et, en particulier, dans les modes de fonctionnement du système électrotechnique d'entraînement ou les modes de fonctionnement de l'architecture électrique ou les modes de fonctionnement du calculateur de supervision.
Des modes de fonctionnement différents de l'architecture électrique correspondent à des modes de fonctionnement différents du système électrotechnique d'entraînement, correspondent à des modes de fonctionnement différents du véhicule électrique et correspondent à des modes de fonctionnement différents du calculateur de supervision.
La figure 5 présente différents modes de fonctionnement dans lesquels le véhicule automobile, l'architecture électrique, le système électrotechnique d'entraînement et le calculateur de supervision sont susceptibles de se trouver. Les modes sont les suivants : Sleep : Le calculateur de supervision est endormi. Aucune prestation n'est accessible. Ce mode correspond à un état de consommation réduite. MS\REN222FR.dpt WakeUp : Le calculateur de supervision se réveille. Aucune prestation n'est accessible. Comfort : Ce mode est équivalent au mode « accessoire » sur un véhicule à combustion classique. Il est possible de charger la batterie 11 et le réseau haute-tension est opérationnel. Driving : Le véhicule peut être entraîné à l'aide du système électrotechnique 10 et les fonctions de confort thermique de l'habitacle sont disponibles. Standby : Le calculateur de supervision, comme le système électrotechnique d'entraînement, comme le véhicule sont inactifs. Aucune prestation n'est accessible.
La figure 5 fait apparaître des transitions notées Ti à T8 entre ces modes ; les conditions de transition sont décrites en détail plus bas. Des signaux utilisés pour la gestion des différents modes de fonctionnement du système électrotechnique d'entraînement sont énumérés dans les tableaux ci-après. Un premier tableau ci-après énumère des signaux émis par le calculateur d'habitacle : MS\REN222FR.dpt Nom signification Valeurs possibles K WakeUpSleep_ve_req Demande de réveil ou 1= demande de réveil, d'endormissement du 0= demande système d'endormissement. électrotechnique K WakeUpType Type de réveil. 1 = réveil utilisateur 2 = réveil technique. StartingMode_BCM_R Mise du véhicule en Signal codé sur 2 bits : mode accessoire ou en 00 : demande d'arrêt du mode moteur tournant. moteur, 01 : pas de demande 10 : demande de mise sous tension 11 : demande de démarrage du moteur Un deuxième tableau ci-après énumère des signaux internes au calculateur de supervision, échangés entre la fonction de supervision et les différentes fonctions. MS\REN222FR.dpt Nom signification Valeurs possibles Fin_Init_EVC Ce signal indique que 1 = initialisations les initialisations après terminées, un réveil sont terminées. 0 = initialisations en cours. noMajor_Failure Ce signal indique qu'il 1= pas de défaut majeur n'y a aucun défaut 0 = défaut majeur - majeur dans le système nécessite l'arrêt du (élaboré par chacune système. des fonctions du calculateur de supervision) K ReadyToSleep_M14N Autorisation 1 = autorisation d'endormissement de la 0 = interdiction fonction « Manage 14V Network » K ReadyToSleep_MCS Autorisation 1 = autorisation d'endormissement de la 0 = interdiction fonction « Manage Cooling System » K_ReadyToSleep_MHVB Autorisation 1 = autorisation d'endormissement de la 0 = interdiction fonction « Manage High Voltage Battery » B LBC Act Status Etat de fonctionnement 1 = calculateur 16 du calculateur 16, opérationnel, envoyé par la fonction 0 = calculateur 16 non « Manage High Voltage opérationnel, Battery» K_ReadyToSleep_MHVN Autorisation 1 = autorisation MS\REN222FR.dpt d'endormissement de la 0 = interdiction fonction « Manage High Voltage Network » HVConnection_Auth Autorisation de 1 = autorisation fermeture des relais de 0 = interdiction puissance émis par la fonction « Manage High Voltage Network » HVConnection_Status Etat des relais de 1 = relais fermés, puissance, émis par la 0 = relais ouverts fonction « Manage High Voltage Network » K_ReadyToSleep_TC Autorisation 1 = autorisation d'endormissement de la 0 = interdiction fonction « Thermal Comfort » B_preHeat_req Demande de 1 = demande préconditionnement de 0 = pas de demande l'habitacle émis par la fonction « Thermal Comfort » K_ReadyToSleep_PWT Autorisation 1 = autorisation d'endormissement de la 0 = interdiction fonction « Manage PowerTrain» B_PEB_Act Status Etat de fonctionnement 1 = dispositif de pilotage du dispositif de pilotage du moteur opérationnel, du moteur, envoyé par 0 = dispositif de pilotage la fonction « Manage du moteur non PowerTrain» opérationnel, MS\REN222FR.dpt K ReadyToSleep_MC Autorisation 1 = autorisation d'endormissement de la 0 = interdiction fonction « Manage Charge » B_HVBatCharge_ets_req demande de charge de VRAI ou FAUX la batterie 11 par le réseau domestique commercial ETS_status Signal élaboré par le Signal codé sur 2 bits : calculateur de 00 = Standby supervision et qui 01 = WakeUp indique le mode dans 10 = Comfort lequel se trouve le 11 = Driving. système ; cette grandeur est transmise aux différentes fonctions pour activer ou non les différentes prestations. Sur un véhicule classique à moteur à combustion, le calculateur d'habitacle est un calculateur maître, qui reste réveillé en permanence ; les autres calculateurs sont réveillés suivant le besoin par le calculateur d'habitacle, à l'aide des trois signaux suivants {K_WakeUpSleep_ve_req, K WakeUpType, StartingMode_BCM_R}. A la première mise sous tension du calculateur d'habitacle (ou après une coupure batterie 14V), le calculateur d'habitacle émet sur le réseau les signaux suivants : MS\REN222FR.dpt K WakeUpSleep_ve_re 0 = demande d'endormissement (pas de réveil) q K WakeUpType Sans importance car on a K_WakeUpSleep_ve_req ==0 StartingMode_BCM_R 01 : pas de demande 1- Lorsque le conducteur entre dans son véhicule, le calculateur d'habitacle réveille les calculateurs, le véhicule passe en mode « accessoire ». 5 Ceci est fait en envoyant, sur le réseau, les signaux suivants : K_WakeUpSleep_ve_re 1= demande de réveil, q K WakeUpType 1 = réveil utilisateur StartingMode_BCM_R 10 : demande de mise sous tension En particulier, le signal (StartingMode_BCM_R ==10) est reçu par un calculateur commandant la distribution de la tension 14V dans le véhicule avec des relais de puissance, qui vont réellement mettre sous tension les calculateurs endormis. 10 2- Lorsque le conducteur tourne une clef de contact et la met en position « démarrage » ou appuie sur un bouton poussoir de démarrage, le calculateur commandant la distribution de la tension 14V dans le véhicule 15 envoie alors, sur le réseau, les signaux suivants : K WakeUpSleep_ve_req 1= demande de réveil, K WakeUpType 1 = réveil utilisateur StartingMode_BCM_R 11 : demande de démarrage du moteur En particuliers, le signal (StartingMode_BCM_R ==11) est reçu par un calculateur de pilotage du moteur, qui va réellement démarrer le moteur thermique.
20 3-MS\REN222FR.dpt En fin de phase de roulage, lorsque le conducteur veut arrêter le moteur, il tourne la clef de contact et la met en position « accessoire » ou appuie sur un bouton poussoir d'arrêt, le calculateur commandant la distribution de la tension 14V envoie alors, sur le réseau, les signaux suivants : K_WakeUpSleep_ve_req 1= demande de réveil, K_WakeUpType 1 = réveil utilisateur StartingMode_BCM_R 00 : demande d'arrêt du moteur En particuliers, le signal (StartingMode_BCM_R ==00) est reçu par le calculateur de pilotage du moteur, qui va réellement arrêter le moteur thermique.
4- Le réveil technique (information communiquée par le signal K_WakeUpType) est utilisé sur un véhicule à moteur à combustion uniquement pour le calculateur commandant la distribution de la tension qui est réveillé périodiquement par le calculateur d'habitacle pour venir surveiller la tension 14V et vérifier ainsi son état.
Ceci est fait en envoyant, sur le réseau, les signaux suivants : K_WakeUpSleep_ve_re 1= demande de réveil, q K WakeUpType 2 = réveil technique StartingMode_BCM_R 01 : pas de demande Conformément à l'invention, le fonctionnement d'une architecture électrique d'un véhicule électrique et le fonctionnement d'un véhicule électrique sont différents de ce point de vue. Un mode d'exécution d'un procédé de fonctionnement selon l'invention est décrit ci-après.
Les transitions entre les différents modes de fonctionnement mentionnés plus haut (Sleep, WakeUp, Comfort, Driving, Standby) sont décrites ci-dessous. MS\REN222FR.dpt
19 Transition Ti : Le passage du mode Sleep au mode WakeUp peut être provoqué par deux causes possibles : réveil utilisateur ou réveil technique.
Le réveil « utilisateur », correspond à une demande du conducteur; il peut s'agir de l'arrivée du conducteur. Cette arrivée peut être détectée par exemple par une demande ouverture de porte. Des causes possibles d'un réveil technique sont les suivantes: - Le réveil technique peut être un réveil périodique demandé par le calculateur d'habitacle pour effectuer des surveillances périodiques de l'état du réseau de bord 14V et, notamment de l'état de la charge de la batterie 14V. - Le réveil technique peut être provoqué par une charge de la batterie du véhicule. En effet, la stratégie suivante peut être mise en place : Lorsque le conducteur branche son véhicule au réseau domestique commercial, le calculateur 17 du chargeur 12 est capable de détecter la présence de la tension du réseau domestique commercial. Le calculateur 17 du chargeur 12 est relié au calculateur d'habitacle, par exemple par une liaison filaire. Il est donc capable de réveiller le calculateur d'habitacle. Ce dernier peut donc réveiller le calculateur de supervision 20 par le réseau 50, en précisant qu'il s'agit d'un réveil technique. - Le réveil technique peut être provoqué par un pré-conditionnement thermique de l'habitacle du véhicule. En effet, afin d'utiliser, en hiver, un véhicule dont l'habitacle est déjà chaud ou, en été, un véhicule dont l'habitacle est déjà frais, le conducteur peut programmer à une heure précise le préchauffage (ou le pré-refroidissement) de son véhicule. Ceci est réalisé au niveau du calculateur d'habitacle, qui réveille les différents calculateurs concernés, notamment le calculateur de supervision, en précisant qu'il s'agit d'un réveil technique. MS\REN222FR.dpt Dans tous les cas, cette transition a lieu sur détection d'un signal issu du calculateur d'habitacle : La condition de transition Ti s'écrit : K WakeUpSleep_ve_req ==1 Transition T2 : Le passage du mode WakeUp au mode Comfort est réalisé lorsque les causes du réveil sont les suivantes : - demande de charge de la batterie 11 par le réseau domestique 10 commercial (signal B_HVBatCharge_ets_req à l'état VRAI émis par la fonction 130 aussi désignée « Manage Charge »), - demande de pré-conditionnement (signal B_preHeat_req == 1 émis par la fonction 190 aussi désignée « confort thermique »), - demande de mise sous tension (signal StartingMode_BCM_R == 10 15 émis par la calculateur d'habitacle), - demande de recharge de la batterie 14V par la batterie haute tension, ET lorsque la fonction 150 aussi désignée « manage High Voltage Network » autorise la connexion des relais de puissance (HVConnection_Auth est VRAI). 20 La condition T2 s'écrit donc : (B_HVBatCharge_ets_req == VRAI OU B_preHeat_req == 1 OU StartingMode_BCM_R == 10 OU demande de recharge de la batterie 14V) ET 25 HVConnection_Auth == 1
Transition T3 : Le passage du mode WakeUp au mode Standby est réalisé lorsque le calculateur d'habitacle donne l'ordre au calculateur de supervision de 30 s'endormir ou lorsque le calculateur de supervision a un défaut majeur MS\REN222FR.dpt (signal noMajor_Failure a la valeur FAUX) ou, si, dans le mode WakeUp depuis un certain temps, on force le passage au mode StandBy.
La condition T3 s'écrit donc: K WakeUpType req ==0 (demande endormissement) OU noMajor_Failure == FAUX OU Temporisation (état_WakeUP) arrivée à échéance. 10 Transition T4: Le passage du mode Standby au mode Sleep est réalisé lorsque toutes les fonctions ont terminées leurs actions. La plupart du temps, il s'agit de réaliser des mémorisations de grandeurs en mémoire non volatiles 15 (compteurs d'énergie par exemple). Dans certains cas, on peut aussi attendre qu'une fonction permette d'amener le système dans un état souhaité; c'est notamment le cas de la fonction de refroidissement qui peut empêcher l'arrêt du refroidissement tant que la température d'organes est supérieure à des seuils programmables. La fonction 140 aussi désignée 20 « manage High Voltage Battery » autorise l'endormissement de l'EVC uniquement lorsque le calculateur de la batterie a également terminé ses mémorisations. De manière similaire, la fonction 130 aussi désignée « Manage Charge » autorise l'endormissement de l'EVC uniquement lorsque le calculateur du chargeur a également terminé ses mémorisations. 25 La condition T4 s'écrit donc: MS\REN222FR.dpt5 K_ReadyToSleep_M 14N ==1 ET K_ReadyToSleep_MCS== 1 ET K_ReadyToSleep_TC== 1 ET K_ReadyToSleep_MHVB== 1 ET K_ReadyToSleep_CM== 1 Transition T5 : Le passage du mode Comfort au mode Driving est réalisé lorsque le conducteur commande le démarrage du véhicule. Cette commande peut être détectée par la position d'une clef détectée par le calculateur d'habitacle qui envoie ensuite l'information au calculateur de supervision via le réseau 50, avec le signal StartingMode_BCM_R == 11. Il faut également que le réseau HT soit bien connecté et que le calculateur 18 du dispositif de pilotage du moteur et le calculateur 16 de la batterie soient correctement en fonctionnement.
La condition T5 s'écrit donc : StartingMode_BCM_R == 11 ET HVConnection_Status = 1 ET B PEB Act Status =1 ET B LBC Act Status = 1 Transition T6 : MS\REN222FR.dpt Le passage du mode Driving au mode Comfort est réalisé lorsque le conducteur commande le démarrage du véhicule. Cette commande peut être détectée par la position d'une clef (position « accessoire ») réalisée par le calculateur d'habitacle qui envoie ensuite l'information au calculateur de supervision via le réseau 50, avec le signal StartingMode_BCM_R == 00.
La condition T6 s'écrit donc : StartingMode_BCM_R == 00 Transition T7 : Le passage du mode Comfort au mode Standby est réalisé lorsque le conducteur s'apprête à quitter le véhicule. Cette intention est par exemple détectée par le retrait de la clef de contact ou par le retrait d'une carte. Le passage est également réalisé lorsque la fonction 150 « Manage High Voltage Network » n'autorise plus la connexion des relais ou lorsque les calculateurs de dispositif de pilotage du moteur ou de batterie ne sont plus opérationnels.
La condition T7 s'écrit donc : StartingMode_BCM_R == 00 OU HVConnection_Auth = 0 OU B PEB Act Status =0 OU B LBC Act Status = 0 Transition T8: Le passage du mode Driving au mode Standby est réalisé lorsque la 30 fonction 150 « Manage High Voltage Network » n'autorise plus la connexion MS\REN222FR.dpt 25 des relais ou lorsque les calculateurs du dispositif de pilotage du moteur ou de batterie ne sont plus opérationnels.
La condition T8 s'écrit donc : HVConnection_Auth = 0 OU B PEB Act Status =0 OU B LBC Act Status = 0 La figure 6 représente de manière simplifiée le fonctionnement décrit précédemment.
L'architecture électrique présentée précédemment comprend un ensemble 15 d'éléments compatibles avec les architectures électriques présentes dans les véhicules automobiles à combustion classiques. En effet, en partant d'une architecture électrique d'un véhicule automobile à combustion classique, il suffit de remplacer le calculateur d'injection par un ensemble constitué du calculateur de supervision précédemment décrit et de 20 l'ensemble des calculateurs pilotant les éléments du système électrotechnique d'entraînement pour obtenir l'architecture électrique objet de l'invention. Ainsi, il est possible de minimiser les différences existant entre les architectures électriques des véhicules à combustion classique et les architectures électriques des véhicules électriques. Il est notamment 25 possible d'utiliser dans l'architecture électrique selon l'invention, les calculateurs utilisés pour gérer les fonctions autres que les fonctions d'entraînement d'un véhicule à combustion classique. Notamment, il est possible dans l'architecture électrique selon l'invention, d'utiliser le même calculateur d'habitacle et/ou le même calculateur commandant la distribution 30 d'une tension (basse tension) sur le réseau de bord que ceux utilisés dans un véhicule automobile à combustion classique. MS\REN222FR.dpt 10 5 L'invention s'étend à une architecture dans laquelle des regroupements de certaines fonctions dans un même calculateur ont été réalisées. MS\REN222FR.dpt

Claims (12)

  1. Revendications: 1. Procédé de fonctionnement d'une architecture électrique (70) d'un véhicule automobile électrique, l'architecture électrique comprenant un calculateur maître (20), un premier ensemble de calculateurs esclaves (16, 17, 18) pilotant des éléments d'un système (10) électrotechnique d'entraînement du véhicule automobile et un deuxième ensemble de calculateurs esclaves (60) gérant le fonctionnement d'éléments du reste (30) du véhicule automobile, caractérisé en ce que le calculateur maître supervise le fonctionnement des calculateurs des premier et deuxième ensembles de calculateurs esclaves.
  2. 2. Procédé de fonctionnement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le calculateur maître gère une fonction de recharge d'une batterie (11) du véhicule automobile depuis une source électrique externe au véhicule automobile et/ou une fonction de conditionnement thermique de l'habitacle du véhicule automobile, notamment une fonction de conditionnement thermique temporellement programmable.
  3. 3. Procédé de fonctionnement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le calculateur maître gère différentes fonctions du véhicule automobile, une fonction de supervision dialoguant éventuellement avec chacune des différentes fonctions via des messages d'autorisation et/ou d'interdiction de fonctionnement.
  4. 4. Procédé de fonctionnement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'architecture électrique comprend cinq modes de fonctionnement, notamment : MS\REN222FR.dpt 26un premier mode de fonctionnement (Sleep) dans lequel le calculateur maître est endormi et aucune prestation n'est accessible, un deuxième mode de fonctionnement (WakeUp) dans lequel le calculateur de supervision se réveille et aucune prestation n'est accessible, un troisième mode de fonctionnement (Comfort) dans lequel il est possible de charger une batterie (11) du véhicule automobile et dans lequel un réseau haute-tension du véhicule automobile est opérationnel, un quatrième mode de fonctionnement (Driving) dans lequel le véhicule peut être entraîné à l'aide du système électrotechnique d'entraînement et dans lequel des fonctions de confort thermique de l'habitacle sont disponibles, et un cinquième mode de fonctionnement (Standby) dans lequel le calculateur maître est inactif et dans lequel aucune prestation n'est accessible.
  5. 5. Procédé de fonctionnement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que huit transitions permettent des changements de modes de fonctionnement.
  6. 6. Procédé de fonctionnement selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le calculateur maître gère, dans le troisième mode de fonctionnement, une fonction de recharge d'une batterie (11) du véhicule automobile depuis le réseau domestique commercial et/ou une fonction de conditionnement thermique de l'habitacle du véhicule automobile, notamment une fonction de conditionnement thermique temporellement programmable. MS\REN222FR.dpt
  7. 7. Support d'enregistrement de données lisible par un calculateur sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur comprenant des moyens logiciels de mise en oeuvre des étapes du procédé selon l'une des revendications précédentes.
  8. 8. Architecture électrique (70) d'un véhicule automobile électrique, caractérisée en ce qu'elle comprend un calculateur maître (20) en liaison d'une part avec un premier ensemble de calculateurs esclaves (16, 17, 18) pilotant des éléments d'un système électrotechnique d'entraînement du véhicule automobile et en liaison d'autre part avec un deuxième ensemble de calculateurs esclaves (60) gérant le fonctionnement d'éléments du reste (30) du véhicule automobile.
  9. 9. Architecture électrique selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le calculateur maître est relié au premier ensemble de calculateurs esclaves et au deuxième ensemble de calculateurs esclaves via un réseau, notamment un réseau électrique par exemple de type CAN.
  10. 10. Architecture électrique selon la revendication 8, caractérisée en ce que le calculateur maître comprend différents modules (100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190), notamment des modules logiciels, gérant différentes fonctions du véhicule automobile.
  11. 11. Architecture électrique selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens matériels (20, 30, 50, 40, 16, 17, 18) et/ou logiciels (100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190) de mise en oeuvre du procédé de fonctionnement selon l'une des revendications 1 à 6. MS\REN222FR.dpt
  12. 12. Véhicule automobile comprenant une architecture électrique selon l'une des revendications 8 à 11. MS\REN222FR.dpt
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