FR3004595A1 - Systeme de commande de l'operation de charge d'un vehicule electrique et/ou hybride - Google Patents

Systeme de commande de l'operation de charge d'un vehicule electrique et/ou hybride Download PDF

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Abstract

Système (1) sur réseau (6) de commande de l'opération de charge d'un véhicule (2) électrique qui comprend des moyens (3, 4, 5) de charge par induction du véhicule (2), un dispositif (9) de commande de l'opération de charge, une caméra (10) de contrôle de la partie intérieure du véhicule (2), dans lequel le dispositif (9) est prévu pour faire débuter ou arrêter l'opération de charge, en fonction de données (11) de contrôle, qui sont déterminées au moyen de la caméra (10).

Description

Système de commande de l'opération de charge d'un véhicule électrique et/ou hybride L'invention concerne un système de commande de l'opération de charge d'un véhicule électrique et/ou hybride par des moyens de charge par induction du véhicule électrique et/ou hybride. L'invention concerne en outre un véhicule électrique et/ou hybride ayant des moyens de charge par induction du véhicule électrique et/ou hybride. 10 On ne peut plus écarter des véhicules hybrides et des véhicules électriques connectables dans les exigences actuelles de mobilité, avec moins de consommation d'énergie et des émissions moindres. Un élément essentiel de ces véhicules est ainsi l'accumulateur d'énergie. 15 Celui-ci est réalisé habituellement sous la forme d'un accumulateur à batterie. On utilise des accumulateurs au NiMH et aux ions Li. La valeur maximum et ainsi la quantité maximum d'énergie emmagasinée de ces accumulateurs dépend beaucoup de la manière dont ils sont 20 utilisés. Alors que les accumulateurs d'énergie hybrides connectables ont une valeur allant jusqu'à 20 à 30 kWh, seuls des véhicules purement électriques peuvent atteindre une valeur de 40 à 50 kWh, dans certains cas exceptionnels, par exemple pour des taxis, allant même 25 jusqu'à 100 kWh. En général, l'autonomie maximum sur route de véhicules hybrides connectables est ainsi d'environ 50 km et celle de véhicules purement électriques va jusqu'à 100 à 150 km. Ensuite, les accumulateurs d'énergie doivent être rechargés. La charge des véhicules s'effectue habituellement par un appareil de charge à bord, qui tire son énergie pour la charge, entre autres, du secteur domestique public. 5 L'appareil de charge à bord est relié au secteur par un câble. L'utilisateur doit ainsi, lorsqu'il veut charger le véhicule, établir une liaison mécanique entre les deux éléments, ce qui constitue une limitation notable d'usage et de confort pour l'utilisateur. Notamment, lorsque la 10 fiche de liaison est très lourde et lorsque le câble est très long, sale et humide, ces véhicules sont acceptés de moins en moins. Les systèmes de charge par induction n'ont en revanche pas de liaison mécanique entre l'appareil de charge à 15 bord et le secteur. La transmission d'énergie s'effectue par un entrefer d'un système de bobine, dont la distance peut aller jusqu'à 20 cm. On encastre à cet effet en général une bobine dans le sol. Une deuxième bobine se trouve sur le côté inférieur du véhicule. Les deux 20 bobines, habituellement de mêmes dimensions, ont un diamètre allant jusqu'à 60 cm. Si la bobine du côté du sol est alimentée en une tension alternative, il se forme entre la paire de bobines un champ magnétique, par lequel l'énergie du secteur est transmise au réseau de bord du 25 véhicule. Cette topologie de la transmission d'énergie offre un gain de confort sensible et augmente sensiblement la disponibilité de véhicules électriques, puisque l'opération de charge de l'accumulateur d'énergie est 30 rendue possible aussi automatiquement, sans que le conducteur ait besoin d'être actif. Pendant la charge, il s'établit à la fois un champ électrique et un champ magnétique, notamment dans la plage de fréquence de travail du système de charge, qui peut en règle générale être comprise entre 20 kHz et 150 kHz. Que d'autres éléments du véhicule ou dans son environnement immédiat aient une influence est donc très vraisemblable. Des systèmes d'entrée passifs sans clé, désignés dans ce qui suit par systèmes de fermeture PKE, sont concernés notamment par cela. Leur fréquence de travail est souvent de 20 kHz, 125 kHz etc. Chaque fabricant d'automobiles a en partie une fréquence propre préférée pour des systèmes de fermeture PKE de ce genre. L'inconvénient de ces systèmes de fermeture PKE est que la plage d'entrée de la fréquence est à bande très large. Cela signifie que le système de fermeture PKE fonctionne par exemple à 125 kHz, mais que des fréquences au dessus comme en dessous de cette fréquence peuvent être aussi reçues. Cela se produit notamment lors de la transmission d'énergie pendant la charge par induction. Des essais ont montré que le système de fermeture PKE est, à quelque fréquence de travail qu'il fonctionne, influencé par la transmission d'énergie du système de charge par induction, au point qu'il ne peut plus fonctionner ou que son fonctionnement n'est plus fiable. Il s'ensuit que le véhicule ne peut plus être ouvert. L'invention vise à rendre possible une charge efficace et fiable par induction d'un véhicule électrique et/ou hybride, des fonctions importantes du véhicule restant en service et la sécurité des personnes, des animaux et des objets (en règle générale des objets techniques) étant assurée. On y parvient par un système sur réseau de commande de l'opération de charge d'un véhicule électrique et/ou hybride, caractérisé en ce qu'il comprend - des moyens de charge par induction du véhicule électrique et/ou hybride, - un dispositif fixe de commande du début ou de l'arrêt de l'opération de charge, - au moins une caméra et/ou au moins un moyen formant capteur de contrôle de la partie intérieure du véhicule électrique et/ou hybride ou de ce qui l'entoure, dans lequel le dispositif fixe de commande est prévu pour faire débuter ou arrêter l'opération de charge, en 15 fonction de données de contrôle, qui sont déterminées au moyen de la caméra et/ou du moyen formant capteur. De préférence : - la caméra et/ou le moyen formant capteur est prévu pour la détection des objets gênants ou mettant en 20 danger l'opération de charge, sous la forme de personnes, d'animaux ou d'objets dans la partie intérieure du véhicule électrique et/ou hybride et/ou dans ce qui l'entoure, - le dispositif fixe de commande peut être couplé à un 25 dispositif mobile de commande du véhicule électrique et/ou hybride, de manière à ce que des données de commande puissent être échangées bipolairement entre le dispositif fixe de commande et le dispositif mobile de commande.
L'invention vise aussi un véhicule électrique et/ou hybride, caractérisé en ce qu'il comprend - des moyens de charge par induction du véhicule électrique et/ou hybride, - un dispositif mobile de commande, - une caméra et/ou au moins un moyen formant capteur de contrôle d'une partie intérieure du véhicule électrique et/ou de ce qui l'entoure, dans lequel le dispositif mobile de commande est prévu 10 pour faire débuter ou arrêter l'opération de charge, en fonction des données de contrôle, qui sont déterminées au moyen de la caméra et/ou du moyen formant capteur. De préférence, le dispositif fixe de commande peut être couplé à un dispositif mobile de commande du véhicule 15 électrique et/ou hybride, de manière à ce que des données de commande puissent être échangées bipolairement entre le dispositif fixe de commande et le dispositif mobile de commande. enfin L'invention vise 20 l'opération de charge hybride, dans lequel, induction du véhicule un procédé d'un véhicule par des moyens électrique et/ou de commande de électrique et/ou de charge par hybride et en fonction de données de contrôle d'au moins une caméra et/ou d'au moins un moyen formant capteur ainsi qu'au 25 moyen d'un dispositif fixe de commande et/ou d'un dispositif mobile de commande du début et de l'arrêt de l'opération de charge - on détecte, si un objet gênant l'opération de charge par induction ou menacé se trouve dans le véhicule 30 électrique et/ou hybride et/ou dans ce qui l'entoure, - on fait débuter ou on continue l'opération de charge par induction s'il n'y a pas présence de l'objet gênant ou menacé ou - on ne fait pas débuter ou on interrompt l'opération de charge par induction s'il y a présence de l'objet gênant ou menacé. L'invention repose sur le fait que jusqu'ici une charge et une ouverture et une fermeture du véhicule n'étaient souvent pas possibles en même temps, puisque la largeur de bande de la fréquence des systèmes de fermeture PKE ne l'autorisait pas. En outre, pendant l'opération de charge, des objets peuvent parvenir dans la proximité immédiate ou même sous le véhicule, de sorte qu'il peut se produire des dommages au véhicule ou dans ce qui entoure le véhicule. Un exemple de cela serait des corps métalliques, qui influent sur l'opération de charge ou des appareils électriques, qui sont alors endommagés lors de l'opération de charge. Il est possible aussi que des personnes (par exemple des personnes malades ayant un stimulateur cardiaque ou des enfants) ainsi que des animaux puissent être affectés en étant à proximité directe du système de charge par induction. L'invention sera décrite et explicitée d'une manière plus précise dans ce qui suit, au moyen des exemples de 25 réalisation représentés aux figures. Aux dessins : la figure 1 représente un premier exemple de réalisation d'un système de commande de l'opération de charge d'un véhicule électrique et/ou hybride ayant un dispositif de commande fixe, la figure 2 représente un deuxième exemple de réalisation d'un système de commande de l'opération de charge d'un véhicule électrique et/ou hybride ayant un dispositif de commande fixe et mobile, les fonctionnalités de contrôle et de commande étant prises en charge prioritairement par le dispositif de commande fixe et la figure 3 représente un troisième exemple de réalisation d'un système de commande de l'opération de charge d'un véhicule électrique et/ou hybride ayant un dispositif de commande fixe et mobile, les fonctionnalités de contrôle et de commande étant prises en charge prioritairement par le dispositif de commande mobile. La topologie, représentée à la figure 1, d'un système 1 sur un secteur 6 de commande de l'opération de charge d'un véhicule 2 électrique et/ou hybride, décrit des moyens 3, 4, 5, 7, 8, qui, considérés du point de vue électrotechnique, donc du point de vue de la transmission d'énergie électrique et de la transformation de l'énergie, sont utilisés pour une charge par induction de véhicule 2 électrique et/ou hybride, un dispositif 9 de commande fixe pour la commande du début et de l'arrêt de l'opération de charge ainsi qu'une caméra 10 et un moyen 12 formant capteur, pour le contrôle de la partie de l'intérieur du véhicule 2 électrique et/ou hybride et/ou de ce qui l'entoure. Outre la caméra 10 ou le moyen 12 formant capteur qui sont représentés, on peut prévoir en cas de besoin aussi d'autres caméras et/ou d'autres moyens formant capteurs. Les moyens 3, 4, 5, 7, 8 du système 1 de commande de l'opération de charge d'un véhicule 2 électrique et/ou hybride comprennent un dispositif 8 de charge fixe, une bobine 3 primaire et une bobine 4 secondaire, un dispositif 5 de charge mobile et une batterie 7 de véhicule. Par cette topologie, on contrôle le système 1 sur le point de savoir si un objet, donc une personne, un animal ou un objet gênant ou menacé se trouve dans l'environnement du véhicule 2 électrique et/ou hybride et peut ainsi ne pas libérer le début de l'opération de charge ou exiger l'interruption immédiate de l'opération de charge. L'intérieur du véhicule 2 électrique et/ou hybride et/ou ce qui l'entoure est, comme cela se voit à la figure 1, surveillé par la caméra 10 fixe et en variante ou par sécurité par le moyen 12 formant capteur qui est fixe. Les données 11 de contrôle ou de surveillance sont transmises au dispositif 9 de commande fixe, ce qui peut se réaliser aussi sans fil, par exemple par transmission radio. Le dispositif 9 de commande fixe exploite les données 11 de contrôle ou les coordonne et donne au dispositif 8 de charge fixe, suivant le résultat du contrôle, les données 16 de commande valables pour faire débuter ou arrêter l'opération de charge. D'une manière détaillée, on fait débuter ou on poursuit l'opération de charge par induction, s'il n'y a pas présence d'objets gênants ou menacés, mais s'il y a présence d'objets gênants ou menacés, on ne la fait pas débuter ou on l'interrompt.
La figure 2 montre en complément de la figure 1 un agencement particulièrement avantageux d'une caméra 10 fixe et en variante ou par sécurité d'un moyen 12 formant capteur fixe, qui assure, au moyen de ce que l'on appelle une top view, un contrôle extérieur de l'environnement d'un véhicule 2 électrique et/ou hybride. En outre, dans cet exemple de réalisation de la figure 2, l'intérieur du véhicule 2 électrique et/ou hybride est surveillé par une caméra 17 mobile et en variante ou par sécurité par un moyen 13 formant capteur mobile, ici aussi avec la top view avantageuse. Outre les caméras 10, 17 fixes et mobiles représentées ou les moyens 12, 13 formant capteurs fixes et mobiles, on peut prévoir en cas de besoin aussi d'autres caméras et/ou moyens formant capteurs. Les données 11 de contrôle sont exploitées dans un dispositif 14 de commande mobile du véhicule 2 électrique et/ou hybride ou sont coordonnées par ce dispositif 14. Entre un dispositif 9 de commande fixe et le dispositif 14 de commande mobile, a lieu un échange de données 15 de commande, le dispositif 9 de commande mobile transmettant, dans l'exemple de réalisation de la figure 2, à un dispositif 8 de charge fixe, suivant le résultat du contrôle, les données 16 de commande valables pour faire débuter ou arrêter l'opération de charge. Tant les données 11 de contrôle qu'également les données 15 de commande entre les dispositifs 9, 14 de commande fixes et mobiles et les données 16 de commande pour faire débuter ou pour arrêter l'opération de charge peuvent être transmises aussi sans câble. On fait débuter ou on arrête l'opération de charge d'une manière comparable à la manière dont on le fait à la figure 1. La figure 3 représente un autre exemple de réalisation, dans lequel toutefois, contrairement aux explications concernant la figure 1, la surveillance de l'intérieur du véhicule 2 électrique et/ou hybride et de ce qui l'entoure est effectuée par une caméra 17 mobile et en variante ou par sécurité par plusieurs moyens 13 formant capteurs fixes, du véhicule 2 électrique et/ou hybride. La surveillance au moyen d'une caméra 10 fixe et en variante ou par sécurité d'un moyen 12 fixe formant capteur n'est pas prévue dans l'exemple de réalisation, 5 de sorte que l'on peut s'en dispenser, contrairement aux modes de réalisation représentés aux figures 1 et 2. Les données 11 de surveillance sont, comme décrit à la figure 2, exploitées ou coordonnées dans un dispositif 14 de commande mobile du véhicule 2 électrique et/ou hybride. 10 Entre un dispositif 9 de commande fixe et le dispositif 14 de commande mobile, a lieu un échange de données 15 de commande, le dispositif 9 de commande fixe transmettant à un dispositif 8 de charge fixe, suivant le résultat de la surveillance, les données 16 de commande valables, pour 15 faire débuter ou pour arrêter l'opération de charge. Tant les données 11 de surveillance qu'également les données 15 de commande entre les dispositifs de commande et les données 16 de commande pour faire débuter ou pour arrêter l'opération de charge, peuvent être transmises aussi sans 20 câble. On fait débuter ou on arrête l'opération de charge de la même façon qu'à la figure 1. Un véhicule électrique et/ou hybride doit, afin d'être chargé par induction, prendre une position x, y définie dans une zone délimitée (par exemple dans un garage). 25 Cette position, fixée par un module de charge se trouvant sur le sol, est supposée statique et son emplacement est supposé connu. Pour prendre la position avec une bonne précision, le conducteur doit être informé de la position de consigne et de la position réelle. 30 La position du véhicule est déterminée par un système de navigation assisté par capteurs et les instructions de déplacement correspondantes sont données. Cela peut s'effectuer aussi d'une manière entièrement automatisée. Un système de caméra, qui se trouve dans, sur ou à proximité du poste de charge, a fait ses preuves comme capteur de détection de position.
On utilise ainsi des systèmes de caméra aussi pour la reconnaissance d'objets et/ou la reconnaissance de personnes. Après que le système de caméra a conduit le conducteur sur la bobine primaire du système de charge par induction, celle-ci reste branchée pour continuer à observer si le conducteur a quitté le véhicule, s'est éloigné du véhicule ou est revenu au véhicule. Il est donc constaté, si des personnes, des animaux ou le cas échéant, également des objets, rassemblés donc en tant que objets déplacés et/ou statiques, se trouvent à proximité du véhicule, alors que ceux-ci, dans le cas d'une opération de charge par induction, ne doivent pas s'y trouver. S'il en est ainsi, on ne fait pas débuter ou on interrompt l'opération de charge par induction. Le système de fermeture PKE reste ainsi dans un état apte à fonctionner ou y est remis sans délai. Si la personne porte la carte d'accès sur soi, le véhicule peut alors s'ouvrir. Sans modification du matériel pour le véhicule, on obtient ainsi également, dans une charge par induction, la fonctionnalité complète du système de fermeture PKE. On reconnaît par précaution également des personnes, des animaux et des objets auxquels l'opération de charge par induction pourrait éventuellement nuire. Il en va de même pour ce qui peut influer sur le véhicule lors d'une opération de charge par induction, si des objets intempestifs (par exemple des objets métalliques) sont dans le champ du véhicule ou y viennent. L'utilisation d'un système de caméra dans et/ou au dessus du véhicule est également avantageuse à cet égard. On utilise en cet endroit de préférence un système de caméra dit top view, qui permet d'avoir une vue d'ensemble sur 360°.
Au lieu de systèmes de caméra, on peut songer aussi à d'autres moyens formant capteurs, de technologie très différente, qui sont mis sur un endroit ou sur plusieurs endroits autour du véhicule et/ou à l'intérieur du véhicule, pour détecter ou surveiller des objets en déplacement et/ou fixes. Par exemple des enfants, qui pourraient ramper sous le véhicule pendant l'opération de charge, ont besoin d'une surveillance particulière. Il en va de même aussi pour des animaux ou des objets en déplacement. Dès que des objets de ce genre ont été détectés, l'opération de charge s'arrête et supprime ainsi tout danger éventuel pour ces objets. L'invention procure un certain nombre d'avantages, comme par exemple : - l'utilisation, pour la mise en position de véhicules, de capteurs prévus pour la charge par induction, donc de systèmes de caméra ou d'une manière générale de capteurs de détection de personnes, pour libérer l'opération de charge par induction, - l'arrêt de l'opération de charge lorsque des objets (personnes, animaux, objets) s'approchent, - le fait que des systèmes de fermeture PKE continuent à fonctionner en liaison avec la charge par induction (il n'est pas nécessaire de modifier les systèmes de fermeture PKE du commerce) et - une réduction du danger potentiel lors d'une charge par induction, des objets de toute nature pouvant être protégés (personnes ayant des problèmes de santé, enfants, animaux, objets menacés etc.), puisque l'opération de charge est inactivée si des objets de ce genre se trouvent à proximité immédiate du véhicule.

Claims (6)

  1. REVENDICATIONS1. Système (1) sur réseau (6) de commande de l'opération de charge d'un véhicule (2) électrique et/ou hybride, 5 caractérisé en ce qu'il comprend - des moyens (3, 4, 5, 7, 8) de charge par induction du véhicule (2) électrique et/ou hybride, - un dispositif (9) fixe de commande du début ou de l'arrêt de l'opération de charge, 10 - au moins une caméra (10, 17) et/ou au moins un moyen (12, 13) formant capteur de contrôle de la partie intérieure du véhicule (2) électrique et/ou hybride ou de ce qui l'entoure, dans lequel le dispositif (9) fixe de commande est prévu 15 pour faire débuter ou arrêter l'opération de charge, en fonction de données (11) de contrôle, qui sont déterminées au moyen de la caméra (10, 17) et/ou du moyen (12, 13) formant capteur. 20
  2. 2. Système suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la caméra (10, 17) et/ou le moyen (12, 13) formant capteur est prévu pour la détection des objets gênants ou mettant en danger l'opération de charge, sous la forme de personnes, d'animaux ou d'objets dans la partie 25 intérieure du véhicule (2) électrique et/ou hybride et/ou dans ce qui l'entoure.
  3. 3. Système suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif (9) fixe de commande 30 peut être couplé à un dispositif (14) mobile de commande du véhicule (2) électrique et/ou hybride, de manière à ceque des données (15) de commande puissent être échangées bipolairement entre le dispositif (9) fixe de commande et le dispositif (14) mobile de commande.
  4. 4. Véhicule (2) électrique et/ou hybride, caractérisé en ce qu'il comprend - des moyens (4, 5, 7) de charge par induction du véhicule (2) électrique et/ou hybride, - un dispositif (14) mobile de commande, - une caméra (17) et/ou au moins un moyen (13) formant capteur de contrôle d'une partie intérieure du véhicule (2) électrique et/ou de ce qui l'entoure, dans lequel le dispositif (14) mobile de commande est prévu pour faire débuter ou arrêter l'opération de 15 charge, en fonction des données (11) de contrôle, qui sont déterminées au moyen de la caméra (17) et/ou du moyen (13) formant capteur.
  5. 5. Véhicule (2) électrique et/ou hybride suivant la 20 revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif (9) fixe de commande peut être couplé à un dispositif (14) mobile de commande du véhicule (2) électrique et/ou hybride, de manière à ce que des données (15) de commande puissent être échangées bipolairement entre le dispositif 25 (9) fixe de commande et le dispositif (14) mobile de commande.
  6. 6. Procédé de commande de l'opération de charge d'un véhicule (2) électrique et/ou hybride, dans lequel, par 30 des moyens (3, 4, 5, 7, 8) de charge par induction du véhicule (2) électrique et/ou hybride et en fonction de données (11) de contrôle d'au moins une caméra (10, 17) et/ou d'au moins un moyen (12, 13) formant capteur ainsi qu'au moyen d'un dispositif (9) fixe de commande et/oud'un dispositif (14) mobile de commande du début et de l'arrêt de l'opération de charge - on détecte, si un objet gênant l'opération de charge par induction ou menacé se trouve dans le véhicule (2) électrique et/ou hybride et/ou dans ce qui l'entoure, - on fait débuter ou on continue l'opération de charge par induction s'il n'y a pas présence de l'objet gênant ou menacé ou - on ne fait pas débuter ou on interrompt l'opération de charge par induction s'il y a présence de l'objet gênant ou menacé.
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