FR3103328A1 - Procédé et dispositif de contrôle de connexion entre une batterie et une prise d’un véhicule à moteur électrique - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif (20) de contrôle de connexion entre une prise (11) électrique et une batterie (12). Le dispositif de contrôle de connexion comporte un premier contacteur (30) agencé entre une première borne (121) de la batterie et une première borne (111) de la prise électrique, un second contacteur (40) agencé entre une seconde borne (122) de la batterie et une seconde borne (112) de la prise électrique, un premier calculateur (50) et un second calculateur (60). Le premier calculateur (50) comporte un commutateur haut (51), agencé entre une ligne d’alimentation et le premier contacteur, et un commutateur bas (52) agencé entre le second contacteur (40) et une ligne de masse, et le second calculateur (60) comporte un commutateur bas (62) agencé entre le premier contacteur et la ligne de masse, et un commutateur haut (61) agencé entre la ligne d’alimentation et le second contacteur (40). Figure 2

Description

Procédé et dispositif de contrôle de connexion entre une batterie et une prise d’un véhicule à moteur électrique
La présente invention appartient au domaine des véhicules à moteur électrique, et concerne plus particulièrement un dispositif et un procédé de contrôle de connexion entre d’une part une prise électrique d’un véhicule à moteur électrique et, d’autre part, une batterie dudit véhicule, ladite batterie étant destinée à alimenter le moteur électrique.
Dans un véhicule automobile à moteur électrique comportant une batterie rechargeable pour l’alimentation du moteur électrique, il est nécessaire de recharger régulièrement ladite batterie en la reliant à une station de charge. A cet effet, le véhicule automobile est équipé d’une prise électrique destinée à coopérer avec un connecteur électrique de ladite station de charge.
A des fins de sécurité, la batterie n’est pas reliée directement à la prise électrique du véhicule automobile, mais par l’intermédiaire un dispositif de contrôle de connexion, adapté à connecter / déconnecter la batterie et la prise électrique entre elles. En effet, une telle batterie délivre typiquement une tension de l’ordre de plusieurs centaines de volts, et on comprend que cela serait trop dangereux pour l’utilisateur du véhicule automobile si une telle tension était présente en permanence sur la prise électrique.
Le dispositif de contrôle de connexion vise précisément à assurer que la batterie est connectée à ladite prise électrique uniquement lorsque le connecteur électrique est branché sur celle-ci. Lorsque le connecteur électrique n’est pas branché sur la prise électrique, alors le dispositif de contrôle de connexion doit assurer que la batterie est déconnectée de la prise électrique, afin de ne pas risquer une électrocution de l’utilisateur sur ladite prise électrique.
Parce qu’il vise à répondre à une problématique de sécurité des personnes, un tel dispositif de contrôle de connexion doit être particulièrement robuste et fiable. En particulier, un tel dispositif de contrôle de connexion doit de préférence respecter les contraintes établies par la norme ISO26262, qui est une norme ISO («International Standardization Organization») pour les systèmes de sécurité dans les véhicules routiers à moteur. La norme ISO26262 définit plusieurs niveaux de sécurité, désignés par ASIL («Automotive Safety Integrity Level»), dont le niveau de sécurité le plus élevé, dit ASIL D, doit de préférence être respecté par de tels dispositifs de contrôle de connexion. De telles contraintes rendent la fabrication de tels dispositifs de contrôle de connexion à la fois complexe et coûteuse.
La présente invention a pour objectif de remédier à tout ou partie des limitations des solutions de l’art antérieur, notamment celles exposées ci-avant, en proposant une solution qui permette de réduire la complexité et le coût de fabrication des dispositifs de contrôle de connexion, sans réduire la fiabilité et la robustesse desdits dispositifs de contrôle de connexion.
A cet effet, et selon un premier aspect, l’invention concerne un dispositif de contrôle de connexion, dans un véhicule à moteur électrique, entre une prise électrique dudit véhicule et une batterie dudit véhicule, ladite prise électrique étant destinée à coopérer avec un connecteur électrique pour charger ladite batterie, et ladite batterie étant destinée à alimenter le moteur électrique dudit véhicule. Le dispositif de contrôle de connexion comporte un premier contacteur agencé entre une première borne de la batterie et une première borne de la prise électrique, un second contacteur agencé entre une seconde borne de la batterie et une seconde borne de la prise électrique, un premier calculateur et un second calculateur. Le premier contacteur comporte une première borne de commande et une seconde borne de commande, et le second contacteur comporte une première borne de commande et une seconde borne de commande.
Le premier calculateur comporte un commutateur haut, agencé entre une ligne d’alimentation et la première borne de commande du premier contacteur, et un commutateur bas agencé entre la seconde borne de commande du second contacteur et une ligne de masse.
Le second calculateur comporte un commutateur bas agencé entre la seconde borne de commande du premier contacteur et la ligne de masse, et un commutateur haut agencé entre la ligne d’alimentation et la première borne de commande du second contacteur.
Ainsi, la première borne et la seconde borne de la batterie sont reliées par respectivement un premier contacteur et un second contacteur à respectivement une première borne et une seconde borne de la prise électrique. De manière connue, un contacteur est un dispositif électrotechnique permettant d’établir ou d’interrompre le passage d’un courant électrique. Ainsi, le premier contacteur peut être commandé pour connecter ou déconnecter entre elles la première borne de la batterie et la première borne de la prise électrique. De même, le second contacteur peut être commandé pour connecter ou déconnecter entre elles la seconde borne de la batterie et la seconde borne de la prise électrique.
Selon l’invention, chaque contacteur est en outre commandé par deux calculateurs distincts, à savoir le premier calculateur et le second calculateur. Ainsi, la batterie ne peut être connectée à la prise électrique que lorsque cette connexion est autorisée à la fois par le premier calculateur et par le second calculateur. De telles dispositions sont avantageuses en ce qu’elles permettent de réduire la complexité de chaque calculateur par rapport à l’utilisation d’un calculateur unique. En effet, dans le cas où le niveau de sécurité ASIL D devrait être vérifié par le dispositif de contrôle de connexion, et dans le cas d’un calculateur unique, alors ledit calculateur unique devrait vérifier le niveau de sécurité ASIL D. Avec deux calculateurs, la redondance introduite permet d’avoir un dispositif de contrôle de connexion vérifiant le niveau de sécurité ASIL D avec deux calculateurs vérifiant chacun un niveau de sécurité moindre, typiquement un niveau de sécurité ASIL B. Il est plus simple et moins coûteux de fabriquer deux calculateurs vérifiant le niveau de sécurité ASIL B que de fabriquer un calculateur vérifiant le niveau de sécurité ASIL D.
En outre, le premier calculateur et le second calculateur sont symétriques en ce que chacun de ces calculateurs relie une borne de commande d’un des contacteurs à la ligne d’alimentation et une borne de commande de l’autre contacteur à la ligne de masse, chaque contacteur comportant une première borne de commande devant être reliée à la ligne d’alimentation et une seconde borne de commande devant être reliée à la ligne de masse. Du fait de cette symétrie, le premier calculateur et le second calculateur, bien que distincts, peuvent comporter de nombreux composants matériels et/ou de nombreux composants logiciels identiques, ce qui permet de réduire encore la complexité et le coût de fabrication du dispositif de contrôle de connexion.
Dans des modes particuliers de réalisation, le dispositif de contrôle de connexion peut comporter en outre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.
Dans des modes particuliers de réalisation, le premier calculateur et le second calculateur sont identiques, c'est-à-dire qu’ils sont constitués par les mêmes composants matériels et par les mêmes composants logiciels.
De telles dispositions permettent de réduire encore la complexité et le coût de fabrication du dispositif de contrôle de connexion, en réalisant notamment des économies d’échelle, mais permet également de simplifier la validation et la maintenance du dispositif de contrôle de connexion.
Dans des modes particuliers de réalisation, la première borne de commande du premier contacteur et la première borne de commande du second contacteur sont reliées à la ligne d’alimentation par des composants résistifs hauts respectifs, la seconde borne de commande du premier contacteur et la seconde borne de commande du second contacteur sont reliées à la ligne de masse par des composants résistifs bas respectifs.
Dans des modes particuliers de réalisation, le premier calculateur comporte un circuit de traitement configuré:
-pour mesurer une tension sur la première borne de commande du premier contacteur et pour mesurer une tension sur la seconde borne de commande du second contacteur,
-pour diagnostiquer le premier contacteur et le second contacteur en fonction des mesures de tension.
Dans des modes particuliers de réalisation, le second calculateur comporte un circuit de traitement configuré:
-pour mesurer une tension sur la seconde borne de commande du premier contacteur et pour mesurer une tension sur la première borne de commande du second contacteur,
-pour diagnostiquer le premier contacteur et le second contacteur en fonction des mesures de tension.
Dans des modes particuliers de réalisation, le premier calculateur et le second calculateur sont reliés par un bus de communication pour échanger des informations de diagnostic et/ou des informations de synchronisation, ledit premier calculateur et ledit second calculateur étant configurés pour contrôler chaque commutateur haut et chaque commutateur bas en tenant compte des informations de diagnostic et/ou des informations de synchronisation reçues sur ledit bus de communication.
De telles dispositions permettent de renforcer la fiabilité du dispositif de contrôle de connexion, dans la mesure où chaque calculateur peut tenir compte d’informations de diagnostic et/ou d’informations de synchronisation provenant de l’autre calculateur pour déterminer s’il doit autoriser ou non la connexion entre la batterie et la prise électrique du véhicule.
Selon un second aspect, l’invention concerne un véhicule comportant un moteur électrique, une batterie destinée à alimenter ledit moteur électrique et une prise électrique destinée à coopérer avec un connecteur électrique pour charger ladite batterie. Le véhicule comporte en outre un dispositif de contrôle de connexion selon l’un quelconque des modes de réalisation de l’invention.
Selon un troisième aspect, l’invention concerne un procédé de contrôle de connexion mis en œuvre par un dispositif de contrôle de connexion selon l’un quelconque des modes de réalisation de l’invention. Le procédé de contrôle de connexion comporte, lorsque chaque commutateur haut et chaque commutateur bas est à l’état ouvert, des étapes de:
-diagnostic du premier contacteur par le premier calculateur, le commutateur haut du premier calculateur étant commandé à l’état fermé par le premier calculateur uniquement si aucun problème n’est détecté sur le premier contacteur par ledit premier calculateur,
-diagnostic du second contacteur par le premier calculateur, le commutateur bas du premier calculateur étant commandé à l’état fermé par le premier calculateur uniquement si aucun problème n’est détecté sur le second contacteur par ledit premier calculateur.
Dans des modes particuliers de mise en œuvre, le procédé de contrôle de connexion peut comporter en outre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.
Dans des modes particuliers de mise en œuvre:
-le commutateur haut du premier calculateur est commandé à l’état fermé par le premier calculateur uniquement si aucun problème n’est détecté sur le premier contacteur et/ou sur le second contacteur par le second calculateur,
-le commutateur bas du premier calculateur est commandé à l’état fermé par le premier calculateur uniquement si aucun problème n’est détecté sur le premier contacteur et/ou sur le second contacteur par le second calculateur.
Dans des modes particuliers de mise en œuvre, le procédé de contrôle de connexion comporte, après que le premier calculateur a commandé le commutateur bas à l’état fermé et avant de commander le commutateur haut à l’état fermé, une étape de diagnostic du premier contacteur par ledit premier calculateur, le commutateur haut du premier calculateur étant commandé à l’état fermé par le premier calculateur uniquement si aucun problème n’est détecté sur le premier contacteur par ledit premier calculateur.
Dans des modes particuliers de mise en œuvre, le commutateur haut du premier calculateur est commandé à l’état fermé par le premier calculateur uniquement si ledit premier calculateur a reçu du second calculateur une information de synchronisation indiquant que le commutateur bas dudit second calculateur a été commandé à l’état fermé.
Dans des modes particuliers de mise en œuvre, le procédé de contrôle de connexion comporte, après que le premier calculateur a commandé le commutateur haut à l’état fermé et avant de commander le commutateur bas à l’état fermé, une étape de diagnostic du premier contacteur par ledit premier calculateur, le commutateur bas du premier calculateur étant commandé à l’état fermé par le premier calculateur uniquement si aucun problème n’est détecté sur le premier contacteur par ledit premier calculateur.
Dans des modes particuliers de mise en œuvre, le commutateur bas du premier calculateur est commandé à l’état fermé par le premier calculateur uniquement si ledit premier calculateur a reçu du second calculateur une information de synchronisation indiquant que le commutateur haut dudit second calculateur a été commandé à l’état fermé.
Description des dessins
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels:
est une représentation schématique d’un véhicule à moteur électrique et d’une station de charge d’une batterie du véhicule.
est une représentation schématique d’un exemple de réalisation d’un dispositif de contrôle de connexion.
est une représentation schématique d’un mode préféré de réalisation d’un dispositif de contrôle de connexion.
est un diagramme illustrant les principales étapes d’un procédé de contrôle de connexion.
est un diagramme illustrant un mode préféré de mise en œuvre d’un procédé de contrôle de connexion.
La figure 1 représente schématiquement un véhicule 10 à moteur électrique. Par «véhicule», on entend tout engin pouvant se déplacer sous l’action d’un moteur. Par conséquent, un véhicule 10 peut être une moto, une voiture, une camionnette, un camion, un autobus, etc.
Tel qu’illustré par la figure 1, le véhicule 10 comporte une batterie 12 pour l’alimentation d’un moteur électrique (non représenté sur les figures), et une prise 11 électrique reliée à la batterie 12 par l’intermédiaire d’un dispositif 20 de contrôle de connexion. La prise11 électrique permet de brancher un connecteur 91 électrique d’une station 90 de charge, pour recharger la batterie 12. Le dispositif 20 de contrôle de connexion permet de connecter la batterie 12 à la prise 11 électrique, auquel cas la charge de la batterie 12 par la station 90 de charge est possible, ou de déconnecter ladite batterie 12 de ladite prise 11 électrique, auquel cas la charge de la batterie 12 est impossible.
La figure 2 représente schématiquement un exemple de réalisation d’un dispositif 20 de contrôle de connexion.
Tel qu’illustré par la figure 2, le dispositif 20 de contrôle de connexion comporte un premier contacteur 30 et un second contacteur 40. De manière connue, un contacteur est un dispositif électrotechnique permettant d’établir (dans un état fermé du contacteur) ou d’interrompre (dans un état ouvert du contacteur) le passage d’un courant électrique.
Le premier contacteur 30 est agencé entre une première borne 121 de la batterie 12 et une première borne 111 de la prise 11 électrique. De manière analogue, le second contacteur 40 est agencé entre une seconde borne 122 de la batterie 12 et une seconde borne 112 de la prise 11 électrique. Typiquement, pour pouvoir alimenter un moteur électrique, l’ordre de grandeur de la tension entre la première borne 121 et la seconde borne 122 de la batterie 12, lorsque celle-ci est chargée, peut être de plusieurs centaines de Volts (V). L’ordre de grandeur du courant circulant entre la batterie 12 et la prise 11 électrique, lorsque le premier contacteur 30 et le second contacteur 40 sont dans un état fermé, peut-être de plusieurs dizaines d’ampères (A).
Pour pouvoir être commandés à l’état fermé ou à l’état ouvert, le premier contacteur 30 comporte une première borne de commande 31 et une seconde borne de commande 32, et le second contacteur 40 comporte une première borne de commande 41 et une seconde borne de commande 42.
Tel qu’illustré par la figure 2, le dispositif 20 de contrôle de connexion comporte également, pour contrôler le premier contacteur 30 et le second contacteur 40, un premier calculateur 50 et un second calculateur 60 matériellement distinct dudit premier calculateur 50.
Le premier calculateur 50 comporte un commutateur haut 51, agencé entre une ligne d’alimentation et la première borne de commande 31 du premier contacteur 30, et un commutateur bas 52 agencé entre la seconde borne de commande 42 du second contacteur 40 et une ligne de masse.
De manière symétrique, le second calculateur 60 comporte un commutateur bas 62 agencé entre la seconde borne de commande 32 du premier contacteur 30 et la ligne de masse, et un commutateur haut 61 agencé entre la ligne d’alimentation et la première borne de commande 41 du second contacteur 40.
Les commutateurs hauts 51, 61 et les commutateurs bas 52, 62 sont par exemple des transistors MOS.
La tension entre la ligne d’alimentation et la ligne de masse est très inférieure à celle entre la première borne 121 et la seconde borne 122 de la batterie 12. L’ordre de grandeur de la tension entre la ligne d’alimentation et la ligne de masse est typiquement de quelques volts à quelques dizaines de volts. La tension entre la ligne d’alimentation et la ligne de masse est généralement fournie par une seconde batterie (non représentée sur les figures) du véhicule 10, distincte de la batterie 12, et délivrant une tension à ces bornes très inférieure à celle de la batterie 12. La tension entre la ligne d’alimentation et la ligne de masse est désignée par Vcmd sur les figures.
Le premier calculateur 50 comporte un circuit de traitement 53 configuré pour commander le commutateur haut 51 et le commutateur bas 52 dudit premier calculateur 50. De manière analogue, le second calculateur 60 comporte un circuit de traitement 63 configuré pour commander le commutateur haut 61 et le commutateur bas 62 dudit second calculateur 60.
Chaque circuit de traitement 53, 63 comporte par exemple un ou plusieurs processeurs et des supports de mémorisation (disque dur magnétique, mémoire électronique, disque optique, etc.) dans lesquels est mémorisé un produit programme d’ordinateur, sous la forme d’un ensemble d’instructions de code de programme à exécuter pour commander le commutateur haut 51, 61 et le commutateur bas 52, 62. Alternativement ou en complément, chaque circuit de traitement 53, 63 comporte un ou des circuits logiques programmables (FPGA, PLD, etc.), et/ou un ou des circuits intégrés spécialisés (ASIC), et/ou un ensemble de composants électroniques discrets, etc., pour commander le commutateur haut 51, 61 et le commutateur bas 52, 62.
En d’autres termes, chaque circuit de traitement 53, 63 correspond à un ensemble de moyens configurés de façon logicielle (produit programme d’ordinateur spécifique) et/ou matérielle (FPGA, PLD, ASIC, etc.) pour commander le commutateur haut 51, 61 et le commutateur bas 52, 62.
Lorsque le commutateur haut 51 du premier calculateur 50 et le commutateur bas 62 du second calculateur 60 sont tous deux dans un état fermé, le premier contacteur 30 est également dans l’état fermé. Si le commutateur haut 51 du premier calculateur 50 et/ou le commutateur bas 62 du second calculateur 60 sont dans un état ouvert, le premier contacteur 30 est également dans l’état ouvert.
Lorsque le commutateur haut 61 du second calculateur 60 et le commutateur bas 52 du premier calculateur 50 sont tous deux dans un état fermé, le second contacteur 40 est également dans l’état fermé. Si le commutateur haut 61 du second calculateur 60 et/ou le commutateur bas 52 du premier calculateur 50 sont dans un état ouvert, le second contacteur 40 est également dans l’état ouvert.
Ainsi, la connexion et la déconnexion entre la batterie 12 et la prise 11 électrique est contrôlée par le dispositif 20 de contrôle de connexion au moyen de deux calculateurs distincts, à savoir le premier calculateur 50 et le second calculateur 60. Dans un tel cas, un dispositif 20 de contrôle de connexion de niveau de sécurité ASIL D peut être obtenu en utilisant deux calculateurs vérifiant chacun un niveau de sécurité moindre, typiquement un niveau de sécurité ASIL B. En outre, le premier calculateur 50 et le second calculateur 60 sont symétriques en ce qu’ils comportent tous deux un commutateur haut 51, 61 permettant de relier la première borne de commande 31, 41 d’un contacteur à la ligne d’alimentation, et un commutateur bas 52, 62 permettant de relier la seconde borne de commande 42, 32 à la ligne de masse. Par conséquent, le premier calculateur 50 et le second calculateur 60, bien que matériellement distincts, peuvent comporter de nombreux composants matériels et/ou de nombreux composants logiciels identiques.
La figure 3 représente schématiquement un mode préféré de réalisation du dispositif 20 de contrôle de connexion.
Tel qu’illustré par la figure 3, le dispositif 20 de contrôle de connexion reprend tous les éléments décrits en référence à la figure 2. En outre, la première borne de commande 31 du premier contacteur 30 et la première borne de commande 41 du second contacteur 40 sont reliées à la ligne d’alimentation par des composants résistifs hauts 54, 64 respectifs. La seconde borne de commande 32 du premier contacteur 30 et la seconde borne de commande 42 du second contacteur 40 sont reliées à la ligne de masse par des composants résistifs bas 65, 55 respectifs.
Du fait de la présence des composants résistifs hauts 54, 64 et des composants résistifs bas 55, 65, il est possible de diagnostiquer le premier contacteur 30 et le second contacteur 40, c'est-à-dire qu’il est possible de déterminer si le premier contacteur 30 et/ou le second contacteur 40 présentent un problème de fonctionnement. Si un problème est détecté, le dispositif 20 de contrôle de connexion n’autorise pas la connexion entre la batterie 12 et la prise 11 électrique.
Par exemple, on considère de manière non limitative que les composants résistifs hauts54, 64 et les composants résistifs bas 55, 65 sont tous de résistances égales, très supérieures à celles du premier contacteur 30 et du second contacteur 40. Dans un tel cas, lorsque le commutateur haut 51 du premier calculateur 50 et le commutateur bas 62 du second calculateur 60 sont tous deux à l’état ouvert, alors la tension sur la première borne de commande 31 du premier contacteur 30 et la tension sur la seconde borne de commande 32 du premier contacteur 30 devraient être toutes deux sensiblement égales à Vcmd/2. Si c’est le cas, alors aucun problème n’est détecté sur le premier contacteur 30. Si l’une au moins de ces tensions diffère de manière trop importante de Vcmd/2, alors il s’agit d’un comportement anormal et un problème est détecté sur le premier contacteur 30. Le diagnostic du second contacteur 40 peut être réalisé de manière analogue, en mesurant la tension sur la première borne de commande 41 du second contacteur 40 et/ou la tension sur la seconde borne de commande 42 dudit second contacteur 40. Les types de problèmes qui peuvent être détectés ne sont pas limités aux problèmes internes aux contacteurs, et peuvent correspondre notamment à un court-circuit à la ligne d’alimentation, à un court-circuit à la ligne de masse, à un circuit ouvert sur un contacteur, etc.
Il est à noter qu’un tel diagnostic, lorsqu’il est effectué, peut être effectué uniquement par le premier calculateur 50 ou uniquement par le second calculateur 60 ou, préférentiellement, être effectué à la fois par le premier calculateur 50 et par le second calculateur 60.
Dans des modes préférés de réalisation, le circuit de traitement 53 du premier calculateur 50 est configuré :
-pour mesurer la tension sur la première borne de commande 31 du premier contacteur30 et pour mesurer la tension sur la seconde borne de commande 42 du second contacteur40,
-pour diagnostiquer le premier contacteur 30 et le second contacteur 40 en fonction desdites mesures de tension.
Alternativement ou en complément, dans des modes préférés de réalisation, le circuit de traitement 63 du second calculateur 60 est configuré :
-pour mesurer la tension sur la seconde borne de commande 32 du premier contacteur30 et pour mesurer la tension sur la première borne de commande 41 du second contacteur40,
-pour diagnostiquer le premier contacteur 30 et le second contacteur 40 en fonction desdites mesures de tension.
Avec de telles dispositions, le premier calculateur 50 et le second calculateur 60 peuvent diagnostiquer le premier contacteur 30 et le second contacteur 40 et, en fonction du résultat du diagnostic, décider ou non de commander le premier contacteur 30 et le second contacteur 40 à l’état fermé.
Afin d’améliorer davantage la fiabilité et la robustesse du dispositif 20 de contrôle de connexion, ledit dispositif de contrôle de connexion peut comporter, dans des modes préférés de réalisation, un bus de communication 70 qui relie le premier calculateur 50 et le second calculateur 60. Le bus de communication 70, par exemple de type CAN (« Controller Area Network »), peut-être de tout type permettant d’échanger des données.
Par l’intermédiaire de ce bus de communication 70, représenté sur la figure 3, le premier calculateur 50 et le second calculateur 60 peuvent échanger des informations de diagnostic et/ou des informations de synchronisation. Le circuit de traitement 53 du premier calculateur 50 et le circuit de traitement 63 du second calculateur 60 sont en outre configurés pour contrôler chaque commutateur haut 51, 61 et chaque commutateur bas52,62 en tenant compte des informations de diagnostic et/ou des informations de synchronisation reçues sur ledit bus de communication.
Les informations de diagnostic correspondent par exemple aux résultats du diagnostic effectué, et chaque calculateur peut envoyer à l’autre calculateur le résultat du diagnostic effectué. Ainsi, un calculateur qui n’a pas détecté de problème peut être informé que l’autre calculateur a au contraire détecté un problème. Dans un tel cas, il n’est pas forcément possible de savoir lequel des calculateurs s’est trompé dans son diagnostic, et il convient donc de ne pas autoriser la connexion entre la batterie 12 et la prise 11 électrique. Les informations de synchronisation visent principalement à synchroniser les différentes actions réalisées par le premier calculateur 50 et le second calculateur 60, afin qu’ils puissent réaliser de manière coordonnée le diagnostic du premier contacteur 30 et du second contacteur 40 et, lorsqu’aucun problème n’est détecté, les placer dans l’état fermé.
La figure 4 représente schématiquement les principales étapes d’un procédé 80 de contrôle de connexion. Il est à noter que l’ordre des étapes représentées sur la figure 4 n’est pas limitatif, et que par conséquent lesdites étapes peuvent être exécutées dans un ordre différent.
Le procédé 80 de contrôle de connexion est mis en œuvre par chacun des premier calculateur 50 et second calculateur 60. Il est cependant à noter que le premier calculateur 50 et le second calculateur 60 peuvent utiliser des modes de mise en œuvre différents du procédé 80 de contrôle de connexion. Toutefois, les modes de mise en œuvre utilisés par le premier calculateur 50 et par le second calculateur 60 sont de préférence identiques.
Dans la suite de la description, les étapes du procédé 80 de contrôle de connexion sont décrites en considérant l’exécution du procédé 80 de contrôle de connexion par le circuit de traitement 53 du premier calculateur 50.
Tout ce qui est décrit ci-après est également applicable au second calculateur 60, en inversant les rôles dudit premier calculateur 50 et dudit second calculateur 60.
Dans la suite de la description, on se place en outre de manière non limitative dans le cas où le commutateur bas 52, 62 d’un contacteur 40, 30 doit être placé dans l’état fermé avant le commutateur haut 51, 61 dudit contacteur 30, 40. Dans un tel cas, le commutateur bas52, 62 sert à activer le contacteur 40, 30 considéré, tandis que le commutateur haut 51, 61 est par exemple commandé avec un signal modulé en largeur d’impulsions (« Pulse Width Modulation » ou PWM dans la littérature anglo-saxonne) afin de contrôler l’intensité du courant circulant dans le contacteur 30, 40. Rien n’exclut cependant, suivant d’autres exemples, d’inverser les rôles du commutateur bas 52, 62 et du commutateur haut 51, 61, ou encore de ne pas imposer d’ordre particulier pour le passage à l’état fermé du commutateur bas 52, 62 d’un contacteur 40, 30 et du commutateur haut 51, 61 dudit contacteur 30, 40.
Tel qu’illustré par la figure 4, lorsqu’il est exécuté par le premier calculateur 50 et lorsque tous les commutateurs bas 52, 62 et tous les commutateurs hauts 51, 61 sont dans l’état ouvert, le procédé 80 de contrôle de connexion comporte :
-une étape E1 de diagnostic du second contacteur 40 par le premier calculateur 50, le commutateur bas 52 du premier calculateur 50 étant commandé à l’état fermé par le premier calculateur uniquement si aucun problème n’est détecté sur le second contacteur 40 par ledit premier calculateur 50,
-une étape E2 de diagnostic du premier contacteur 30 par le premier calculateur 50, le commutateur haut 51 du premier calculateur 50 étant commandé à l’état fermé par le premier calculateur 50 uniquement si aucun problème n’est détecté sur le premier contacteur 30 par ledit premier calculateur 50.
Au cours de l’étape E1 de diagnostic du second contacteur 40, le circuit de traitement 53 du premier calculateur 50 mesure la tension sur la seconde borne de commande 42 du second contacteur 40, et détermine si ledit second contacteur 40 est susceptible de présenter un problème de fonctionnement, par exemple tel que décrit précédemment.
Lorsqu’un problème est détecté (référence E1a sur la figure 4), le premier calculateur 50 ne commande pas le commutateur bas 52 à l’état fermé. Dans l’exemple non limitatif illustré par la figure 4, l’exécution du procédé 80 de contrôle de connexion est en outre interrompue sans exécuter l’étape E2 de diagnostic du premier contacteur 30. Lorsqu’aucun problème n’est détecté (référence E1b sur la figure 4), le premier calculateur 50 exécute l’étape E2 de diagnostic du premier contacteur 30.
Au cours de l’étape E2 de diagnostic du premier contacteur 30, le circuit de traitement 53 du premier calculateur 50 mesure la tension sur la première borne de commande 31 du premier contacteur 30, et détermine si ledit premier contacteur 30 est susceptible de présenter un problème de fonctionnement, par exemple tel que décrit précédemment.
Lorsqu’un problème est détecté (référence E2a sur la figure 4), le premier calculateur 50 ne commande pas le commutateur haut 51 à l’état fermé. Dans l’exemple illustré par la figure 4, le premier calculateur 50 ne commande pas non plus le commutateur bas 52 à l’état fermé. Lorsqu’aucun problème n’est détecté (référence E2b sur la figure 4), le premier calculateur 50 peut exécuter une étape E3 de commande du commutateur bas 52 à l’état fermé et une étape E4 de commande du commutateur haut 51 à l’état fermé, sous réserve éventuellement que d’autres conditions soient vérifiées.
Notamment, lorsque le premier calculateur 50 et le second calculateur 60 peuvent échanger des informations de diagnostic sur un bus de communication 70, alors le premier calculateur 50 peut recevoir des informations de diagnostic correspondant aux résultats des diagnostics du premier contacteur 30 et du second contacteur 40 effectués par le second calculateur 60. Dans un tel cas, le circuit de traitement 53 du premier calculateur 50 est de préférence configuré pour :
-commander le commutateur haut 51 à l’état fermé uniquement si aucun problème n’est détecté sur le premier contacteur 30 et/ou sur le second contacteur 40 par le second calculateur 60,
-commander le commutateur bas 52 à l’état fermé uniquement si aucun problème n’est détecté sur le premier contacteur 30 et/ou sur le second contacteur 40 par le second calculateur 60.
La figure 5 représente schématiquement un mode préféré de mise en œuvre du procédé 80 de contrôle de connexion de la figure 4, dans lequel le dispositif 20 de contrôle de connexion comporte un bus de communication 70 utilisé pour échanger à la fois des informations de diagnostic et des informations de synchronisation. Le procédé 80 de contrôle de connexion de la figure 5 commence par les étapes E1 et E2 décrites précédemment.
Tel qu’illustré par la figure 5, le procédé 80 de contrôle de connexion comporte une étapeE5 d’émission d’informations de diagnostic à destination du second calculateur60. L’étape E5 d’émission d’informations de diagnostic est exécutée à la fois lorsqu’aucun problème n’est détecté par le premier calculateur 50 et lorsqu’un problème est détecté par le premier calculateur 50. Les informations de diagnostic émises par le premier calculateur50 visent à informer le second calculateur 60 des résultats des diagnostics du premier contacteur 30 et du second contacteur 40 effectués par ledit premier calculateur50.
Le procédé 80 de contrôle de connexion comporte également une étape E6 de réception d’informations de diagnostic émises par le second calculateur 60, et une étape E7 de détermination si le second calculateur 60 a détecté un problème sur le premier contacteur30 et/ou sur le second contacteur 40 en fonction des informations de diagnostic reçues dudit second calculateur 60. Lorsqu’un problème a été détecté par le second calculateur 60 (référence E7a sur la figure 5), le premier calculateur 50 ne commande pas le commutateur haut 51 à l’état fermé et ne commande pas le commutateur bas 52 à l’état fermé. Lorsqu’aucun problème n’a été détecté par le second calculateur 60 (référence E7b sur la figure 5), l’exécution du procédé 80 de contrôle de connexion se poursuit et le premier calculateur 50 commande le commutateur bas 52 à l’état fermé (étape E3).
Ensuite, le procédé 80 de contrôle de connexion comporte une étape E8 d’émission, par le premier calculateur 50, d’informations de synchronisation indiquant au second calculateur 60 que le commutateur bas 52 du second contacteur 40 a été commandé à l’état fermé.
De manière analogue, le second calculateur 60 est censé émettre des informations de synchronisation indiquant qu’il a commandé le commutateur bas 62 du premier contacteur30 à l’état fermé, et le procédé 80 de contrôle de connexion comporte, du côté du premier calculateur 50, une étape E9 de réception des informations de synchronisation émises par ledit second calculateur 60.
Le procédé 80 de contrôle de connexion comporte ensuite une étape E10 de détermination si le second calculateur 60 a commandé le commutateur bas 62 du premier contacteur 30 à l’état fermé, en fonction des informations de synchronisation reçues dudit second calculateur 60. Lorsque le second calculateur 60 n’a pas commandé le commutateur bas62 du premier contacteur 30 à l’état fermé (référenceE10a sur la figure 5), le premier calculateur 50 ne commande pas le commutateur haut51 à l’état fermé. L’exécution du procédé 80 de contrôle de connexion est interrompue et le commutateur bas 52 du second contacteur 40 est par exemple commandé à l’état ouvert.
Lorsque le second calculateur 60 a commandé le commutateur bas 62 du premier contacteur 30 à l’état fermé (référence E10b sur la figure 5), l’exécution du procédé 80 de contrôle de connexion se poursuit.
Dans l’exemple illustré par la figure 5, le procédé 80 de contrôle de connexion comporte en outre une étape E11 optionnelle de diagnostic du premier contacteur 30 par ledit premier calculateur. Au cours de l’étape E11 de diagnostic du premier contacteur 30, le premier calculateur 50 vérifie que le commutateur bas 62 du premier contacteur 30 a bien été passé à l’état fermé par le second calculateur 60. Par exemple, le circuit de traitement53 du premier calculateur 50 mesure la tension sur la première borne de commande 31 du premier contacteur 30 et vérifie si la tension mesurée correspond à une tension prédéfinie attendue lorsque le commutateur bas 62 est à l’état fermé (et le commutateur haut 51 à l’état ouvert). Lorsqu’un problème est détecté sur le premier contacteur 30 (référence E11a sur la figure 5), le premier calculateur 50 ne commande pas le commutateur haut 51 à l’état fermé. L’exécution du procédé 80 de contrôle de connexion est interrompue et le commutateur bas 52 du second contacteur 40 est par exemple commandé à l’état ouvert.
Lorsqu’aucun problème n’est détecté sur le premier contacteur 30 (référence E11b sur la figure 5), l’exécution du procédé 80 de contrôle de connexion se poursuit, et le premier calculateur 50 commande le commutateur haut 51 du premier contacteur 30 à l’état fermé (étape E4).
D’autres variantes du procédé 80 de contrôle de connexion sont également envisageables. Notamment, il également possible, après que le premier calculateur 50 a commandé le commutateur haut 51 du premier contacteur 30 à l’état fermé, de vérifier si le second calculateur 60 a également commandé le commutateur haut 61 du second contacteur 40 à l’état fermé, par exemple en échangeant des informations de synchronisation sur le bus de communication 70. Si aucune information de synchronisation confirmant que le commutateur haut 61 du second contacteur 40 a été commandé à l’état fermé, le premier calculateur 50 peut par exemple commander à l’état ouvert à la fois le commutateur bas 52 du second contacteur 40 et le commutateur haut 51 du premier contacteur 30.

Claims (11)

  1. Dispositif (20) de contrôle de connexion, dans un véhicule (10) à moteur électrique, entre une prise (11) électrique dudit véhicule et une batterie (12) dudit véhicule, ladite prise électrique étant destinée à coopérer avec un connecteur(91) électrique pour charger ladite batterie, et ladite batterie étant destinée à alimenter le moteur électrique dudit véhicule, caractérisé en ce que :
    - le dispositif de contrôle de connexion comporte un premier contacteur (30) agencé entre une première borne (121) de la batterie et une première borne(111) de la prise électrique, un second contacteur (40) agencé entre une seconde borne (122) de la batterie et une seconde borne (112) de la prise électrique, un premier calculateur (50) et un second calculateur (60),
    - le premier contacteur (30) comporte une première borne de commande (31) et une seconde borne de commande (32), le second contacteur (40) comporte une première borne de commande (41) et une seconde borne de commande(42),
    - le premier calculateur (50) comporte un commutateur haut (51), agencé entre une ligne d’alimentation et la première borne de commande (31) du premier contacteur, et un commutateur bas (52) agencé entre la seconde borne de commande (42) du second contacteur (40) et une ligne de masse,
    - le second calculateur (60) comporte un commutateur bas (62) agencé entre la seconde borne de commande (32) du premier contacteur et la ligne de masse, et un commutateur haut (61) agencé entre la ligne d’alimentation et la première borne de commande (41) du second contacteur (40).
  2. Dispositif (20) de contrôle de connexion selon la revendication 1, dans lequel le premier calculateur et le second calculateur sont identiques.
  3. Dispositif (20) de contrôle de connexion selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, dans lequel la première borne de commande (31) du premier contacteur (30) et la première borne de commande (41) du second contacteur (40) sont reliées à la ligne d’alimentation par des composants résistifs hauts (54, 64) respectifs, la seconde borne de commande (32) du premier contacteur (30) et la seconde borne de commande (42) du second contacteur (40) sont reliées à la ligne de masse par des composants résistifs bas (55, 65) respectifs.
  4. Dispositif de contrôle de connexion selon la revendication 3, dans lequel le premier calculateur (50) comporte un circuit de traitement (53) configuré:
    - pour mesurer une tension sur la première borne de commande du premier contacteur et pour mesurer une tension sur la seconde borne de commande du second contacteur,
    - pour diagnostiquer le premier contacteur et le second contacteur en fonction des mesures de tension.
  5. Dispositif de contrôle de connexion selon l’une quelconque des revendications 3 à 4, dans lequel le second calculateur (60) comporte un circuit de traitement (63) configuré :
    - pour mesurer une tension sur la seconde borne de commande du premier contacteur et pour mesurer une tension sur la première borne de commande du second contacteur,
    - pour diagnostiquer le premier contacteur et le second contacteur en fonction des mesures de tension.
  6. Dispositif (20) de contrôle de connexion selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le premier calculateur et le second calculateur sont reliés par un bus de communication (70) pour échanger des informations de diagnostic et/ou des informations de synchronisation, ledit premier calculateur (50) et ledit second calculateur (60) étant configurés pour contrôler chaque commutateur haut (51, 61) et chaque commutateur bas (52, 62) en tenant compte des informations de diagnostic et/ou des informations de synchronisation reçues sur ledit bus de communication.
  7. Véhicule (10) comportant un moteur électrique, une batterie (12) destinée à alimenter ledit moteur électrique et une prise (11) électrique destinée à coopérer avec un connecteur électrique pour charger ladite batterie, caractérisé en ce qu’il comporte un dispositif (20) de contrôle de connexion selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, agencé entre ladite prise électrique et ladite batterie du véhicule automobile.
  8. Procédé (80) de contrôle de connexion mis en œuvre par un dispositif (20) de contrôle de connexion selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’il comporte, lorsque chaque commutateur haut (51, 61) et chaque commutateur bas (52, 62) est à l’état ouvert, des étapes de :
    - (E1) diagnostic du premier contacteur (30) par le premier calculateur (50), le commutateur haut du premier calculateur étant commandé à l’état fermé par le premier calculateur uniquement si aucun problème n’est détecté sur le premier contacteur par ledit premier calculateur,
    - (E2) diagnostic du second contacteur (40) par le premier calculateur (50), le commutateur bas du premier calculateur étant commandé à l’état fermé par le premier calculateur uniquement si aucun problème n’est détecté sur le second contacteur par ledit premier calculateur.
  9. Procédé (80) de contrôle de connexion selon la revendication 8, dans lequel :
    - le commutateur haut du premier calculateur est commandé à l’état fermé par le premier calculateur uniquement si aucun problème n’est détecté sur le premier contacteur et/ou sur le second contacteur par le second calculateur,
    - le commutateur bas du premier calculateur est commandé à l’état fermé par le premier calculateur uniquement si aucun problème n’est détecté sur le premier contacteur et/ou sur le second contacteur par le second calculateur.
  10. Procédé (80) de contrôle de connexion selon l’une quelconque des revendications 8 à 9, comportant, après que le premier calculateur (50) a commandé le commutateur bas à l’état fermé et avant de commander le commutateur haut à l’état fermé, une étape (E11) de diagnostic du premier contacteur par ledit premier calculateur, le commutateur haut du premier calculateur étant commandé à l’état fermé par le premier calculateur uniquement si aucun problème n’est détecté sur le premier contacteur par ledit premier calculateur.
  11. Procédé (80) de contrôle de connexion selon l’une quelconque des revendications 8 à 10, dans lequel le commutateur haut du premier calculateur (50) est commandé à l’état fermé par le premier calculateur uniquement si ledit premier calculateur a reçu du second calculateur (60) une information de synchronisation indiquant que le commutateur bas dudit second calculateur a été commandé à l’état fermé.
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