FR3128909A1 - Supervision avec anticipation du groupe d’alimentation électrique d’un véhicule - Google Patents
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Abstract
Un procédé de supervision est mis en œuvre dans un véhicule comprenant un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique et une batterie de servitude. Ce procédé comprend une étape (10-30) dans laquelle on détermine si le groupe d’alimentation a au moins un problème, si le réseau de bord va avoir un prochain besoin énergivore, et une information représentative d’une capacité de production d’énergie électrique du générateur d’énergie électrique, puis on détermine un état représentatif d’un niveau de pénurie énergétique du groupe d’alimentation en fonction de cette information déterminée, d’un éventuel problème déterminé et d’un éventuel prochain besoin énergivore déterminé. Figure 3
Description
Domaine technique de l’invention
L’invention concerne les véhicules comprenant un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique et une batterie de servitude, et plus précisément la supervision du groupe d’alimentation de tels véhicules.
Etat de la technique
Certains véhicules comprennent un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique et une batterie de servitude (généralement rechargeable, possiblement via le générateur d’énergie électrique). Le générateur d’énergie électrique peut, par exemple, être un alternateur ou un alterno-démarreur lorsque le véhicule comprend un groupe motopropulseur (ou GMP) comportant au moins une machine motrice thermique, ou bien un convertisseur associé à une batterie principale (ou « de traction ») de type basse, moyenne ou haute tension, lorsque le GMP comprend au moins une machine motrice électrique.
Dans ce qui suit et ce qui précède, on entend par « réseau de bord » un réseau d’alimentation électrique auquel sont couplés des équipements (ou organes) électriques (ou électroniques) consommant de l’énergie électrique et étant « non prioritaire(s) » ou « sécuritaire(s) » (et donc prioritaire(s)).
Par ailleurs, dans ce qui suit et ce qui précède, on entend par « batterie de servitude » une batterie de type très basse tension (typiquement 12 V, 24 V ou 48 V) et éventuellement rechargeable par au moins un générateur d’énergie électrique.
De plus, dans ce qui suit et ce qui précède, on entend par « équipement (ou organe) sécuritaire » un équipement (ou organe) assurant au moins une fonction dite « sécuritaire » du fait qu’elle concerne la sécurité des passagers d’un véhicule, et donc devant être alimenté en énergie électrique de façon prioritaire. C’est le cas, par exemple, de la direction assistée électrique ou d’un dispositif de freinage électrique (frein de service, frein de secours, système d’aide au freinage ou anti-patinage, par exemple), ou encore d’un dispositif de contrôle de trajectoire.
Dans de nombreux véhicules le réseau de bord est principalement alimenté en énergie électrique par le générateur d’énergie électrique, en particulier lorsque le GMP est en fonctionnement, et la batterie de servitude est présente pour alimenter le réseau de bord lorsque le générateur d’énergie électrique GMP ne peut pas le faire ou en complément de ce que le générateur d’énergie électrique fournit, en particulier lorsqu’il faut garantir un niveau de tension minimum aux organes sécuritaires.
Lorsque la batterie de servitude alimente le réseau de bord, elle se décharge, ce qui peut provoquer une chute de tension aux bornes du réseau de bord (phénomène dit « d’écroulement »), et lorsqu’elle fait l’objet d’un problème de fonctionnement, éventuellement du fait de son vieillissement, la tension à ses bornes peut s’avérer inadaptée au réseau de bord. Dans les deux cas le fonctionnement nominal des équipements électriques couplés au réseau de bord, et en particulier ceux qui sont sécuritaires, peut être impacté.
De même, lorsque le générateur d’énergie électrique fait l’objet d’un problème de fonctionnement résultant d’une défaillance d’un composant interne et/ou du fait qu’il n’est pas correctement alimenté en énergie électrique par la batterie principale, cela peut provoquer une surtension ou une sous-tension dans le réseau de bord, ce qui peut impacter le fonctionnement nominal des équipements électriques qui sont couplés à ce dernier, voire dégrader ces équipements électriques.
Par ailleurs, certaines situations de vie d’un véhicule, comme par exemple certaines manœuvres dites d’urgence (telles que des freinages d’urgence ou des évitements), sont (très) énergivores (c’est-à-dire consomment une (très) importante quantité d’énergie électrique), et donc la capacité de fourniture d’énergie électrique du groupe d’alimentation peut s’avérer insuffisante pour satisfaire intégralement aux besoins en énergie électrique du réseau de bord. Dans ce type de situation il y a un risque d’écroulement du réseau de bord et/ou une impossibilité de garantir le fonctionnement de certains équipements (ou organes) sécuritaires avec le niveau de performance attendu, ce qui peut s’avérer dangereux.
Actuellement, il n’existe pas de dispositif de supervision permettant d’estimer de façon anticipée un risque de pénurie d’énergie électrique pour le réseau de bord, ce qui limite, voire empêche, les prises de décision anticipées de délestage d’alimentation de certains équipements électriques non prioritaires. L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation.
Présentation de l’invention
Elle propose notamment à cet effet un procédé de supervision destiné à être mis en œuvre dans un véhicule comprenant un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique et une batterie de servitude.
Ce procédé de supervision se caractérise par le fait qu’il comprend une étape dans laquelle :
- on détermine si le groupe d’alimentation a au moins un problème, si le réseau de bord va avoir un prochain besoin énergivore, et une information représentative d’une capacité de production d’énergie électrique du générateur d’énergie électrique, puis
- on détermine un état représentatif d’un niveau de pénurie énergétique du groupe d’alimentation en fonction de cette information déterminée, d’un éventuel problème déterminé et d’un éventuel prochain besoin énergivore déterminé.
Grâce à la connaissance de cet état représentatif du niveau anticipé de pénurie énergétique du groupe d’alimentation, il est désormais possible de gérer de façon anticipée, en temps réel, l’énergie électrique qui peut être fournie au réseau de bord.
Le procédé de supervision selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :
- dans son étape l’état peut être choisi parmi N états prédéfinis, avec N ≥ 2 ;
- en présence de la première option, dans son étape les N états prédéfinis peuvent être choisis dans un groupe comprenant, d’une première part, un état non critique représentatif d’une capacité du générateur d’énergie électrique à satisfaire seul au besoin en cours du réseau de bord en l’absence de prochain besoin énergivore, d’une deuxième part, un état partiellement critique représentatif d’une capacité du générateur d’énergie électrique à satisfaire partiellement au besoin en cours du réseau de bord en l’absence de prochain besoin énergivore, une partie complémentaire étant fournie par la batterie de servitude, cette dernière ayant un état de charge en cours supérieur à un premier seuil, d’une troisième part, un état très critique représentatif d’une incapacité du groupe d’alimentation à satisfaire au besoin en cours du réseau de bord en l’absence de prochain besoin énergivore, lorsque l’état de charge en cours de la batterie de servitude est inférieur ou égal au premier seuil, d’une quatrième part, un état dit stabilisé représentatif d’une situation dans laquelle le besoin en cours du réseau de bord a été réduit de sorte que le générateur d’énergie électrique soit en capacité de satisfaire seul à un nouveau besoin réduit en l’absence de prochain besoin énergivore, et d’une cinquième part, un état dit sécuritaire représentatif d’un prochain besoin énergivore du réseau de bord ;
- dans son étape l’information peut être choisie parmi M informations prédéfinies, avec M ≥ 3 ;
- en présence de la dernière option, dans son étape les M informations peuvent être choisies dans un groupe comprenant, d’une première part, une première information prédéfinie représentative d’un premier intervalle de capacités restantes de production d’énergie électrique du générateur d’énergie électrique, d’une deuxième part, une deuxième information prédéfinie représentative d’un deuxième intervalle de capacités restantes de production d’énergie électrique du générateur d’énergie électrique inférieur au premier intervalle, d’une troisième part, une troisième information prédéfinie représentative d’un troisième intervalle de capacités restantes de production d’énergie électrique du générateur d’énergie électrique inférieur au deuxième intervalle, d’une quatrième part, une quatrième information prédéfinie représentative d’un quatrième intervalle de capacités restantes de production d’énergie électrique du générateur d’énergie électrique inférieur au troisième intervalle, et, d’une cinquième part, une cinquième information représentative d’une incapacité de fourniture d’énergie électrique du générateur d’énergie électrique et/ou de la batterie de servitude ;
- dans son étape le problème du groupe d’alimentation peut être choisi dans un groupe comprenant un problème de fonctionnement du générateur d’énergie électrique, un problème de fonctionnement de la batterie de servitude, un problème de surtension aux bornes de la batterie de servitude par rapport à un deuxième seuil, et un problème de sous-tension aux bornes de la batterie de servitude par rapport à un troisième seuil ;
- en présence de la dernière option, dans son étape le problème de surtension peut correspondre à une tension supérieure au deuxième seuil pendant une durée supérieure à une première durée prédéfinie, et le problème de sous-tension peut correspondre à une tension inférieure ou égal au troisième seuil pendant une durée supérieure à une deuxième durée prédéfinie.
L’invention propose également un produit programme d’ordinateur comprenant un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement, est propre à mettre en œuvre un procédé de supervision du type de celui présenté ci-avant pour superviser un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique et une batterie de servitude et alimentant en énergie électrique un réseau de bord d’un véhicule.
L’invention propose également un dispositif de supervision destiné à équiper un véhicule comprenant un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique et une batterie de servitude.
Ce dispositif de supervision se caractérise par le fait qu’il comprend au moins un processeur et au moins une mémoire agencés pour effectuer les opérations consistant :
- à déterminer si le groupe d’alimentation a au moins un problème, si le réseau de bord va avoir un prochain besoin énergivore, et une information représentative d’une capacité de production d’énergie électrique du générateur d’énergie électrique, puis
- à déterminer un état représentatif d’un niveau de pénurie énergétique du groupe d’alimentation en fonction de cette information déterminée, d’un éventuel problème déterminé et d’un éventuel prochain besoin énergivore déterminé.
L’invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique et une batterie de servitude, ainsi qu’un dispositif de supervision du type de celui présenté ci-avant.
Brève description des figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels :
Claims (10)
- Procédé de supervision pour un véhicule (V) comprenant un réseau de bord (RB) alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique (GE) et une batterie de servitude (BS), caractérisé en ce qu’il comprend une étape (10-30) dans laquelle on détermine si ledit groupe d’alimentation a au moins un problème, si ledit réseau de bord (RB) va avoir un prochain besoin énergivore, et une information représentative d’une capacité de production d’énergie électrique dudit générateur d’énergie électrique (GE), puis on détermine un état représentatif d’un niveau de pénurie énergétique dudit groupe d’alimentation en fonction de ladite information déterminée, dudit éventuel problème déterminé et dudit éventuel prochain besoin énergivore déterminé.
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-30) ledit état est choisi parmi N états prédéfinis, avec N ≥ 2.
- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-30) lesdits N états prédéfinis sont choisis dans un groupe comprenant i) un état non critique représentatif d’une capacité dudit générateur d’énergie électrique (GE) à satisfaire seul au besoin en cours dudit réseau de bord (RB) en l’absence de prochain besoin énergivore, ii) un état partiellement critique représentatif d’une capacité dudit générateur d’énergie électrique (GE) à satisfaire partiellement au besoin en cours dudit réseau de bord (RB) en l’absence de prochain besoin énergivore, une partie complémentaire étant fournie par ladite batterie de servitude (BS), cette dernière (BS) ayant un état de charge en cours supérieur à un premier seuil, iii) un état très critique représentatif d’une incapacité dudit groupe d’alimentation à satisfaire au besoin en cours dudit réseau de bord (RB) en l’absence de prochain besoin énergivore, lorsque ledit état de charge en cours de ladite batterie de servitude (BS) est inférieur ou égal audit premier seuil, iv) un état dit stabilisé représentatif d’une situation dans laquelle le besoin en cours dudit réseau de bord (RB) a été réduit de sorte que ledit générateur d’énergie électrique (GE) soit en capacité de satisfaire seul à un nouveau besoin réduit en l’absence de prochain besoin énergivore, et v) un état dit sécuritaire représentatif d’un prochain besoin énergivore dudit réseau de bord (RB).
- Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-30) ladite information est choisie parmi M informations prédéfinies, avec M ≥ 3.
- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-30) lesdites M informations sont choisies dans un groupe comprenant i) une première information prédéfinie représentative d’un premier intervalle de capacités restantes de production d’énergie électrique dudit générateur d’énergie électrique (GE), ii) une deuxième information prédéfinie représentative d’un deuxième intervalle de capacités restantes de production d’énergie électrique dudit générateur d’énergie électrique (GE) inférieur audit premier intervalle, iii) une troisième information prédéfinie représentative d’un troisième intervalle de capacités restantes de production d’énergie électrique dudit générateur d’énergie électrique (GE) inférieur audit deuxième intervalle, iv) une quatrième information prédéfinie représentative d’un quatrième intervalle de capacités restantes de production d’énergie électrique dudit générateur d’énergie électrique (GE) inférieur audit troisième intervalle, et v) une cinquième information représentative d’une incapacité de fourniture d’énergie électrique dudit générateur d’énergie électrique (GE) et/ou de ladite batterie de servitude (BS).
- Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-30) ledit problème du groupe d’alimentation est choisi dans un groupe comprenant un problème de fonctionnement dudit générateur d’énergie électrique (GE), un problème de fonctionnement de ladite batterie de servitude (BS), un problème de surtension aux bornes de ladite batterie de servitude (BS) par rapport à un deuxième seuil, et un problème de sous-tension aux bornes de ladite batterie de servitude (BS) par rapport à un troisième seuil.
- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-30) ledit problème de surtension correspond à une tension supérieure audit deuxième seuil pendant une durée supérieure à une première durée prédéfinie, et ledit problème de sous-tension correspond à une tension inférieure ou égal audit troisième seuil pendant une durée supérieure à une deuxième durée prédéfinie.
- Produit programme d’ordinateur comprenant un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement, est propre à mettre en œuvre le procédé de supervision selon l’une des revendications 1 à 7 pour superviser un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique (GE) et une batterie de servitude (BS) et alimentant en énergie électrique un réseau de bord (RB) d’un véhicule (V).
- Dispositif de supervision (DS) pour un véhicule (V) comprenant un réseau de bord (RB) alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique (GE) et une batterie de servitude (BS), caractérisé en ce qu’il comprend au moins un processeur (PR1) et au moins une mémoire (MD) agencés pour effectuer les opérations consistant i) à déterminer si ledit groupe d’alimentation a au moins un problème, si ledit réseau de bord (RB) va avoir un prochain besoin énergivore, et une information représentative d’une capacité de production d’énergie électrique dudit générateur d’énergie électrique (GE), puis ii) à déterminer un état représentatif d’un niveau de pénurie énergétique dudit groupe d’alimentation en fonction de ladite information déterminée, dudit éventuel problème déterminé et dudit éventuel prochain besoin énergivore déterminé.
- Véhicule (V) comprenant un réseau de bord (RB) alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique (GE) et une batterie de servitude (BS), caractérisé en ce qu’il comprend en outre un dispositif de supervision (DS) selon la revendication 9.
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