FR2964067A1

FR2964067A1 - Vehicule automobile a traction electrique ou partiellement electrique, muni d'un mecanisme d'immobilisation de sa chaine de traction durant une phase de recharge

Info

Publication number: FR2964067A1
Application number: FR1056740A
Authority: FR
Inventors: Damien Sainflou
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2010-08-24
Filing date: 2010-08-24
Publication date: 2012-03-02

Abstract

L'invention a pour objet un véhicule (30) automobile à traction électrique ou partiellement électrique comportant : - une machine électrique (33) alimenté en énergie par un dispositif (34) de stockage, - ledit dispositif (34) de stockage étant apte à recevoir de l'énergie transmise par un réseau de distribution électrique, - un calculateur (40), apte à contrôler un ensemble d'organes (33, 35, 34, 39) de la chaîne de traction (31), caractérisé en ce qu'il comporte, un mécanisme de blocage (42) activé automatiquement lors d'une phase de recharge du dispositif (34) de stockage, de sorte à pouvoir immobiliser complètement le véhicule durant cette phase.

Description

VEHICULE AUTOMOBILE A TRACTION ELECTRIQUE OU PARTIELLEMENT ELECTRIQUE, MUNI D'UN MECANISME D'IMMOBILISATION DE SA CHAÎNE DE TRACTION DURANT UNE PHASE DE RECHARGE La présente invention concerne un véhicule automobile à traction électrique ou partiellement électrique, muni d'un mécanisme d'immobilisation de sa chaîne de traction durant une phase de recharge. Plus particulièrement, l'invention a pour objet un procédé et un mécanisme de commande de l'immobilisation d'un véhicule à traction électrique ou partiellement électrique lorsque celui-ci est en phase de recharge de ses batteries électriques. On entend par véhicule partiellement électrique, un véhicule hybride combinant l'utilisation d'un moteur thermique et d'une machine électrique.

Dans l'état de la technique, un véhicule 10 disposant d'une chaîne de traction 11 électrique ou partiellement électrique, comporte une machine 12 électrique apte à assurer la traction dudit véhicule 10. Cette machine 12 électrique est alimentée par un dispositif 13 de stockage d'énergies susceptible d'être rechargé à partir du réseau de distribution électrique de type domestique ou industriel (non représenté). Par dispositif 13 de stockage électrique, on entend un ensemble de batteries électrochimiques, ou supercondensateurs. Le rechargement électrique de ce type de véhicule 10 s'effectue au moyen d'une connexion 14 électrique. Cette connexion 14 électrique fait appel à une prise 15 électrique, située à l'extrémité d'un câblage 16, que l'utilisateur branche pour recharger le véhicule 10, et débranche lorsque la charge est achevée. A chaque opération de rechargement du dispositif 13 de stockage du véhicule 10 électrique, l'utilisateur doit effectuer une opération répétitive de positionnement dudit véhicule 10 à proximité d'une connexion au réseau de distribution électrique, de branchement et de débranchement électrique. En outre, comme le dispose la réglementation, un véhicule doit être empêché de tout mouvement pendant sa phase de recharge. Il existe donc un besoin d'un système permettant d'activer la phase de 35 recharge du véhicule uniquement lorsque ce dernier est immobilisé.

Divers documents de l'état de la technique ont eu pour objectif d'apporter des solutions à ce problème. Une première solution a été décrite dans le document EP2108538. Cette solution présente un dispositif et un procédé pour permettre le démarrage et la charge d'un véhicule hybride en fonction de l'état de connexion du chargeur au réseau, de signaux reçus pour la position du levier de vitesse, du frein de parking et de la reconnaissance de la clé engagée dans le contact. Avec cette solution, la charge ne peut s'effectuer que lorsque le levier de vitesse est sur la position de parking. Une deuxième solution a été décrite dans le document US5498948.

Cette solution consiste à l'utilisation d'un dispositif qui renvoie un signal au système de freinage afin d'immobiliser le véhicule quand le chargeur est correctement accouplé au réseau en vue de la charge. Une troisième solution a été décrite dans le document FR2936996. Cette solution présente un dispositif d'assistance automatique, avec intervention possible de l'utilisateur, à l'accouplement du chargeur du véhicule à une infrastructure de recharge. Cet accouplement s'effectuant du fait de la mise en position du véhicule dans un emplacement adéquate, de sorte que la position du véhicule sur cet emplacement active le système de freinage dudit véhicule.

L'un des principes utilisé pour immobiliser le véhicule 10, lorsque le chargeur 17 est accouplé au réseau, est illustré à la figure 1. Sur cette figure, le moteur électrique 12 est désaccouplé des roues 18. En effet, lorsque le véhicule 10 se trouve en phase de recharge, un superviseur 19 de la chaîne de traction commande l'activation d'un système de désaccouplement 12a.

Par activation du système de désaccouplement 12a, on entend le désaccouplement effectif de la machine électrique 12 aux roues 18 du véhicule 10. Par désactivation de ce système 12a, on entend l'accouplement de la machine 12 et des roues 18. Dans un mode de réalisation, le système de désaccouplement 12a est un système à crabots.

Un autre principe utilisé a été illustrée à la figure 2. Ce principe consiste à l'ajout d'un jeu de contacteurs, afin de désaccoupler le dispositif de stockage 13 de la chaîne de traction 11 pendant la phase de recharge. Un autre principe non illustré, consiste en la mise en court circuit de la machine électrique par l'onduleur 22. Ce principe assure l'impossibilité de mise en rotation de la machine électrique et donc des roues.

Toutes ces solutions présentent plusieurs inconvénients majeurs. En effet, elles rendent vulnérable la sécurité des personnes présentent autour du véhicule durant la phase de recharge. Autrement dit, si le superviseur 19 de la chaîne de traction 11 est défectueux, il existe un risque de sécurité pour les personnes suite à l'application d'un couple sur les roues 18 du véhicule 10. Par ailleurs, la désactivation du système 12a de désaccouplement de la chaîne de traction 11 avec les roues 18 peut également survenir en présence d'un disfonctionnement de ce même superviseur 19, car le désaccouplement est piloté par le même superviseur que celui de la chaîne de traction comme le montre la figure 1. De plus, elles engendrent un surcoût de la fonction de stockage par l'ajout de contacteurs de puissance pour désaccoupler la fonction de charge de la fonction chaîne traction. L'invention a pour but de résoudre ces inconvénients de l'état de la technique. Pour cela, l'invention propose un procédé et un mécanisme de commande de l'immobilisation d'un véhicule à traction électrique ou partiellement électrique. L'invention consiste en l'utilisation du frein de parking électrique lorsque celui existe pour bloquer le déplacement du véhicule de façon sûre et donc pilotable indépendamment de la consigne du conducteur, et de son éventuel oubli de serrer son frein à main, pendant la recharge de la batterie du véhicule. L'invention a donc pour objet un véhicule automobile à traction électrique ou partiellement électrique comportant : - une machine électrique alimenté en énergie par un dispositif de stockage, - ledit dispositif de stockage étant apte à recevoir de l'énergie transmise par un réseau de distribution électrique, - un calculateur de supervision de la chaîne de traction, apte à contrôler un ensemble d'organes de la chaîne de traction, caractérisé en ce qu'il comporte, - un mécanisme de blocage activé automatiquement lors d'une phase de recharge du dispositif de stockage, de sorte à immobiliser complètement le véhicule durant cette phase de recharge. L'invention comporte également l'une quelconque des caractéristiques suivantes :

- l'activation du mécanisme de blocage est commandée par un calculateur de supervision du véhicule distinct du calculateur de supervision de la chaîne de traction ; - le mécanisme de blocage est un doigt de blocage du levier de vitesse ; - le mécanisme de blocage est un frein à main électrique ; - le véhicule comporte un bouton de commande destiné à activer le frein à main électrique ; - le véhicule comporte un capteur destiné à déterminer en temps réel la position du frein à main ou du doigt de blocage, de sorte à renvoyer la position déterminée au superviseur pour activer ou non la phase de recharge ; - la chaîne de traction est configurée de sorte que durant la phase de recharge, la machine électrique est désaccouplée des roues ; - le dispositif de stockage est configuré de sorte à être désaccouplé de la chaîne de traction, durant la phase de recharge ; - la machine électrique est configurée de sorte à être mise en court circuit, durant la phase de recharge. L'invention a également pour objet un procédé de commande d'un mécanisme de blocage durant une phase de recharge, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - détection d'une connection entre le chargeur et un réseau de distribution électrique, - détermination de la position du mécanisme de blocage, - si le mécanisme de blocage est activé, alors activation de la charge du dispositif de stockage, sinon activation du mécanisme de blocage pour immobiliser le véhicule. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci ne sont présentées qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent : - Figure 1 : une représentation schématique d'un véhicule partiellement ou totalement électrique disposant d'un superviseur permettant le désaccouplement de la machine électrique aux roues selon l'état de la technique (déjà décrite) ;

- Figure 2 : une représentation schématique d'un véhicule partiellement ou totalement électrique disposant de jeux de contacteurs pour désaccoupler le dispositif de stockage à la chaîne de traction selon l'état de la technique (déjà décrite) ; - Figure 3 : une représentation schématique d'un véhicule partiellement ou totalement électrique comportant le mécanisme selon un mode de réalisation de l'invention ; - Figure 4 : un diagramme fonctionnelle du procédé de l'invention ; La figure 3 montre un véhicule 30 électrique ou partiellement électrique comportant une chaîne de traction 31 assurant la traction électrique des roues 32 dudit véhicule 30. La chaîne de traction 31 électrique comporte au moins une machine 33 électrique. Cette machine 33 électrique est alimentée en énergie par un dispositif 34 de stockage par l'intermédiaire d'un élément 35 convertisseur, appelé onduleur dans le cas d'une machine triphasée. La connexion établie entre l'élément 35 et le dispositif 34 de stockage est effectué au moyen de contacteurs 34a, 34b. Cet onduleur 35 fonctionne de sorte que la machine 33 peut prélever de l'énergie du dispositif 34 de stockage pour fonctionner en mode moteur dans des phases de traction. La machine 33 peut également transmettre de l'énergie au dispositif 34 de stockage lorsqu'elle fonctionne en mode générateur, notamment lors des phases de freinage. En effet, pendant les phases de freinage, l'énergie cinétique du véhicule 30 est récupérée pour être transformée en énergie électrique puis stockée dans le dispositif 34 de stockage.

Lors d'une phase de recharge du dispositif 34 de stockage du véhicule 30, l'utilisateur ou conducteur positionne son véhicule de préférence à proximité d'une connexion au réseau de distribution électrique et y connecte une connexion 36 électrique du véhicule 30. Cette connexion 36 électrique comporte une prise 37 formant extrémité d'un câblage 38. Le câblage 38 est connecté à son extrémité distale de la prise 37 à un élément 39 convertisseur, appelé chargeur. Le chargeur est relié au dispositif 34 de stockage au moyen de contacteurs 34c, 34d. Dans le véhicule 30, l'ensemble des éléments de la chaîne de traction 31 électrique est commandé par un calculateur 40. Ce calculateur 40 est généralement appelé superviseur de chaîne de traction. Il comporte

également un autre calculateur 41, destiné à gérer les éléments de l'ensemble dudit véhicule. Ce calculateur 41 est appelé superviseur du véhicule. Les calculateurs 40 et 41, sont connus de l'état de la technique. Ils comportent chacun une mémoire programme et une mémoire de données connectées à un microprocesseur via un premier bus de communication. Ces calculateurs 40, 41 sont connectés aux différents organes du véhicule 30 ci-dessus décrits, respectivement par l'intermédiaire respectivement de bus de communication 40a-40c et 41a-41c. Les actions menées par les calculateurs 40 et 41 sont ordonnées par le microprocesseur. Le microprocesseur produit, en réponse aux codes instructions enregistrés dans la mémoire programme des ordres destinés aux différents organes du véhicule. Toutefois, lorsque le véhicule 30 se trouve en phase de recharge autrement dit, que le dispositif 34 de stockage est branché au réseau de distribution électrique, un disfonctionnement éventuel du superviseur 40 de la chaîne de traction entrainerait une vulnérabilité d'un point de vue sécuritaire des personnes se trouvant à proximité dudit véhicule 30. En effet, dans l'état de la technique, lorsque le véhicule est en phase de recharge, le superviseur 40 commande, en fonction du véhicule, soit un désaccouplement des roues avec la machine électrique (figure 1), soit un désaccouplement du dispositif 34 de stockage avec la chaîne de traction 31, ou encore la mise en court circuit de la machine électrique par l'onduleur 35. Ainsi, lors d'un dysfonctionnement du superviseur 40, bien que le véhicule 30 se trouve toujours en phase de recharge, la chaîne de traction alimentée en énergie électrique applique un couple sur les roues 32 du véhicule 30. L'invention a donc pour but de résoudre ce problème de l'état de la technique en proposant un mécanisme de blocage 42. Ce mécanisme de blocage 42 est destiné à bloquer le déplacement du véhicule de façon sûre. L'invention présente pour avantage de pouvoir être commandé indépendamment de la consigne du conducteur, et donc de son éventuel oubli de serrer le frein à main pendant la recharge du dispositif 34 de stockage dudit véhicule 30. Dans un premier mode de réalisation, le véhicule 30 considéré dispose d'un frein de parking ou frein à main électrique. Un tel frein à main 35 électrique 42 est contrôlé par l'utilisateur ou conducteur au moyen d'un

bouton de commande 43. Lorsque ce bouton de commande 43 est sollicité, une requête de sollicitation est reçue par le superviseur 41 du véhicule 30 de sorte que ce dernier active le frein à main électrique 42. Dans l'invention, il est prévu que lorsque le chargeur 39 est connecté au réseau de distribution électrique, le superviseur 41 reçoit immédiatement une requête afin de déterminer la position du frein à main électrique 42. Cette position est obtenue au moyen d'un capteur de position (non représenté) hébergé dans le mécanisme de blocage. Lorsque le capteur de position envoie au superviseur 41 l'information selon laquelle le frein à main électrique est activé, alors le superviseur 41 active la charge du dispositif de stockage 34. Dans un second mode de réalisation, le véhicule 30 considéré ne dispose pas de frein à main classique, autrement dit non électrique. Dans ce cas, l'invention prévoit l'ajout d'un artifice de blocage de la transmission tel qu'un doigt de blocage 42 du levier de vitesse à commande électrique. Ainsi, lorsque le chargeur 39 est connecté au réseau de distribution électrique, le superviseur 41 reçoit immédiatement une requête afin de déterminer la position du doigt de blocage 42. Cette position est obtenue au moyen d'un capteur de position (non représenté) hébergé dans le mécanisme de blocage. Lorsque le capteur de position envoi au superviseur 41 l'information selon laquelle le doigt de blocage 42 est activé, alors le superviseur 41 active la charge du dispositif de stockage 34. Ces deux modes réalisations permettent d'empêcher le déplacement du véhicule de façon sûre, du fait que le contrôle de l'activation du mécanisme de blocage est indépendant du contrôle de la chaîne de traction, puisque le superviseur 41 gérant ce mécanisme 42 est distinct du superviseur 40 gérant la chaîne de traction 31. De manière générale, le procédé de l'invention décrit à la figure 4, montre une étape 50 préliminaire dans laquelle le calculateur 41 est en état de veille. Ledit calculateur 41 ne sortira de cet état de veille que lorsque le chargeur du véhicule 30 est connecté au réseau de distribution électrique. A une étape 51, le calculateur 41 détermine la position du mécanisme de blocage. A une étape 52, le calculateur 41 détermine si le mécanisme de blocage est activé ou désactivé en fonction de la position prédéterminée.

Lorsque le mécanisme 42 est déjà activé, par exemple suite à la sollicitation

par l'utilisateur du frein à main électrique alors, à une étape 53, le calculateur 41 active la charge ou recharge du dispositif de stockage 34. Sinon, dans le cas ou le mécanisme 42 est désactivé alors, à une étape 54, le calculateur 41 active ledit mécanisme 42.

Un intérêt principal pour l'apport technique de l'objet de l'invention réside essentiellement dans le fait de pouvoir faire l'économie d'une fonction de découplage de la chaîne de traction 31 et du dispositif de stockage durant la phase de recharge. En effet, il n'est plus utile de mettre en place un système de contacteur supplémentaire entre le dispositif 34 de stockage d'énergie et le superviseur 40 de la machine électrique 33. Un intérêt secondaire pour l'apport technique de l'objet de l'invention consiste en l'augmentation de la sécurité des personnes se trouvant à proximité du véhicule 30 durant la phase de recharge. Cette sécurité est renforcée par la séparation des sources de dysfonctionnement possibles par l'utilisation d'un élément déjà présent sur le véhicule 30 comme le frein à main électrique, dans le cas d'un véhicule 30 hybride, ou du blocage de la transmission, comme par exemple le doigt de blocage de la transmission, dans le cas d'un véhicule électrique. Ces deux mécanismes de blocage permettent une sécurité naturelle du véhicule étant donné que ces deux mécanismes sont commandés par le superviseur 41 du véhicule lui même distinct du superviseur de la chaîne de traction. L'invention permet ainsi de limiter le risque de rencontrer des défauts simultanément sur les deux superviseurs 40 et 41 distincts.

Claims

REVENDICATIONS1- Véhicule (30) automobile à traction électrique ou partiellement électrique comportant : - une machine électrique (33) alimenté en énergie par un dispositif (34) de stockage, - ledit dispositif (34) de stockage étant apte à recevoir de l'énergie transmise par un réseau de distribution électrique, - un calculateur (40) de supervision de la chaîne de traction, apte à contrôler un ensemble d'organes (33, 35, 34, 39) de la chaîne de traction (31), caractérisé en ce qu'il comporte, - un mécanisme de blocage (42) activé automatiquement lors d'une phase de recharge du dispositif (34) de stockage, de sorte à immobiliser complètement le véhicule durant cette phase de recharge.
2- Véhicule (30) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'activation du mécanisme de blocage (42) est commandée par un calculateur (41) de supervision du véhicule distinct du calculateur (40) de supervision de la chaîne de traction.
3- Véhicule (30) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mécanisme de blocage est un doigt de blocage du levier de vitesse.
4- Véhicule (30) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le mécanisme de blocage (42) est un frein à main électrique.
5- Véhicule (30) selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte un bouton de commande destiné à activer le frein à main électrique.
6- Véhicule (30) selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur destiné à déterminer en temps réel la position du frein à main ou du doigt de blocage, de sorte à renvoyer la position déterminée au superviseur (41) pour activer ou non la phase de recharge.
7- Véhicule (30) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chaîne de traction (31) est configurée de sorte que durant la phase de recharge, la machine électrique est désaccouplée des roues (32).
8- Véhicule (30) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le dispositif de stockage est configuré de sorte à être désaccouplé de la chaîne de traction (31), durant la phase de recharge.
9- Véhicule (30) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la machine électrique (33) est configurée de sorte à être mise en court circuit, durant la phase de recharge.
10- Procédé de commande d'un mécanisme de blocage (42) durant une phase de recharge, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - détection d'une connection entre le chargeur (39) et un réseau de distribution électrique, - détermination de la position du mécanisme de blocage (42), - si le mécanisme de blocage (42) est activé, alors activation de la charge du dispositif de stockage (34), sinon activation du mécanisme de blocage (42) pour immobiliser le véhicule (30).