FR3133158A1

FR3133158A1 - Procédé de gestion énergetique d’une prise d’alimentation d’accessoire dans un véhicule automobile à l’arrêt

Info

Publication number: FR3133158A1
Application number: FR2201893A
Authority: FR
Inventors: Yannick Botchon
Original assignee: PSA Automobiles SA
Current assignee: Stellantis Auto Sas Fr
Priority date: 2022-03-04
Filing date: 2022-03-04
Publication date: 2023-09-08
Also published as: WO2023166254A1

Abstract

Le procédé est mis en œuvre dans un véhicule dans lequel le réseau électrique de bord de véhicule comporte un stockeur électrique basse tension et une prise accessoire (PA) reliée à celui-ci. Le procédé comprend, le véhicule étant à l’arrêt, une détermination dynamique d’une durée (DAmax_PA) d’utilisation autorisée du stockeur pour alimenter un consommateur raccordé à la prise accessoire, la durée d’utilisation autorisée étant déterminée en fonction d’au moins une situation de vie détectée du véhicule qui affecte un état énergétique du réseau électrique, et une décision d’autoriser ou pas (E12V_PA, DM_eVCU) une alimentation par le réseau électrique du consommateur raccordé à la prise accessoire qui est prise en fonction de la durée d’utilisation autorisée. Fig.1

Description

PROCÉDÉ DE GESTION ÉNERGETIQUE D’UNE PRISE D’ALIMENTATION D’ACCESSOIRE DANS UN VÉHICULE AUTOMOBILE À L’ARRÊT

L’invention se situe de manière générale dans le domaine de la gestion énergétique d’un réseau électrique de bord dans un véhicule automobile. Plus particulièrement, l’invention se rapporte à un procédé de gestion énergétique d’une prise d’alimentation d’accessoire dans un véhicule automobile à l’arrêt. L’invention est applicable en particulier dans un véhicule électrique, mais pas exclusivement.

Les véhicules automobiles comprennent dans leur habitacle une ou plusieurs prises électriques d’alimentation d’accessoires reliées à leur réseau électrique de bord basse tension, typiquement de 12 V, sur lesquelles il est possible de brancher un accessoire, comme par exemple un téléphone intelligent, dit « smartphone », pour sa recharge. La prise d’alimentation d’accessoire, dite également ici « prise accessoire » par la suite, est habituellement une prise de type ISO4166, dite « prise allume-cigare », ou bien de type « USB » (pour « Universal Serial Bus » en anglais).

Lorsque le véhicule est à l’arrêt, avec le générateur électrique du réseau électrique de bord dans un état inactif, la possibilité est généralement laissée à l’utilisateur d’utiliser la prise accessoire, par exemple, pour alimenter son smartphone ou un autre consommateur électrique compatible avec une alimentation 12 V. Dans un véhicule thermique classique, c’est le stockeur électrique 12 V du réseau électrique de bord qui alimente en énergie électrique l’accessoire branché sur la prise et qui, lorsque le véhicule est à l’arrêt, subira une décharge sensible en cas d’utilisation prolongée cette prise. Dans un véhicule électrique, il en sera de même si celui-ci est à l’arrêt et n’est pas branché à une borne pour une recharge de son stockeur électrique haute tension. Dans le cas contraire, lorsque le véhicule est branché à une borne de recharge, le convertisseur électrique continu-continu du véhicule, en tant que générateur électrique du réseau électrique de bord, sera généralement actif et fournira alors l’énergie électrique pour l’accessoire branché sur la prise et pour un complément de charge du stockeur électrique 12 V si nécessaire.

Le stockeur électrique 12 V du réseau électrique de bord est un élément critique du véhicule, car c’est généralement lui qui permet de fournir l’énergie électrique nécessaire à la séquence de mise sous tension et de démarrage du véhicule, en alimentant l’ensemble des calculateurs de celui-ci. Il est donc important de prévenir une décharge excessive du stockeur électrique 12 V par une utilisation prolongée de la prise accessoire lorsque le véhicule est à l’arrêt, et cela même lorsque des informations relatives au stockeur, comme son état de charge, dit « SOC », pour « State Of Charge » en anglais, sa température ou autres, sont inaccessibles. En effet, à défaut, il pourrait en résulter une panne de démarrage du véhicule, par une incapacité du stockeur électrique 12 V à fournir l’énergie électrique nécessaire à la séquence de démarrage du véhicule.

Il est donc souhaitable de proposer un procédé de gestion énergétique d’une prise accessoire dans un véhicule automobile à l’arrêt, conçu pour réguler la disponibilité de la fonction d’alimentation électrique assurée par la prise de façon à conserver un état de charge suffisant du stockeur électrique du réseau électrique de bord du véhicule et éviter ainsi une panne de démarrage de celui-ci.

L’invention concerne un procédé de gestion énergétique d’une prise d’alimentation électrique d’accessoire dans un véhicule, la prise d’alimentation électrique d’accessoire étant reliée à un réseau électrique de bord de véhicule comportant un stockeur électrique basse tension, le procédé comprenant, lorsque le véhicule est à l’arrêt, une détermination dynamique d’une durée d’utilisation autorisée du stockeur électrique pour alimenter un dispositif consommateur raccordé à la prise d’alimentation électrique d’accessoire, la durée d’utilisation autorisée étant déterminée en fonction d’au moins une situation de vie détectée du véhicule qui affecte un état énergétique du réseau électrique de bord basse tension, et une décision d’autoriser ou pas une alimentation par le réseau électrique de bord de véhicule du dispositif consommateur raccordé à la prise d’alimentation électrique d’accessoire qui est prise en fonction de la durée d’utilisation autorisée.

Selon une caractéristique particulière, le procédé comprend, lorsque le véhicule est à l’arrêt, une comparaison entre un état de charge du stockeur électrique et un seuil d’état de charge calibré, et la décision d’autoriser ou pas une alimentation par le réseau électrique de bord de véhicule du dispositif consommateur raccordé à la prise d’alimentation électrique d’accessoire est prise également en fonction du résultat de la comparaison susmentionnée.

Selon une autre caractéristique particulière, le seuil d’état de charge est calibré en fonction d’une température du stockeur électrique.

Selon encore une autre caractéristique particulière, le procédé comprend une détection, lorsque ledit véhicule est à l’arrêt, d’une activation d’un convertisseur de tension alimentant en énergie le réseau électrique de bord de véhicule, et la décision d’autoriser ou pas une alimentation par le réseau électrique de bord de véhicule du dispositif consommateur raccordé à la prise d’alimentation électrique d’accessoire est prise également en fonction du résultat de la détection susmentionnée.

Selon encore une autre caractéristique particulière, le procédé comprend une détection d’une première situation de vie qui est une phase d’activation du convertisseur de tension pendant au moins une première durée calibrée lors de l’arrêt du véhicule.

Selon encore une autre caractéristique particulière, le procédé comprend une détection d’une deuxième situation de vie qui est une phase de véhicule démarré pendant au moins une deuxième durée calibrée avant l’arrêt du véhicule.

Selon encore une autre caractéristique particulière, le procédé comprend une détection d’une troisième situation de vie qui est une consommation électrique à travers la prise d’alimentation électrique d’accessoire hors des première et deuxième situations de vie, et une décrémentation périodique de la durée d’utilisation autorisée pendant la troisième situation de vie détectée.

Selon encore une autre caractéristique particulière, le procédé comprend une initialisation de la durée d’utilisation autorisée à une valeur maximum lorsque la première situation de vie est détectée et/ou la deuxième situation de vie est détectée.

L’invention concerne aussi un calculateur qui comprend une mémoire stockant des instructions de programme pour la mise en œuvre du procédé tel que décrit brièvement ci-dessus. L’invention concerne aussi un véhicule comprenant un calculateur comme indiqué ci-dessus.

D’autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée ci-dessous d’un mode de réalisation particulier de l’invention, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :

La est un bloc-diagramme montrant différentes fonctions d’un processus de traitement réalisé pour la mise en œuvre du procédé selon la présente l’invention.

La est un logigramme d’une première fonction exécutée par le processus de traitement mettant en œuvre le procédé selon la présente invention.

[Fig.3 La Fig.3 est un logigramme d’une deuxième fonction exécutée par le processus de traitement mettant en œuvre le procédé selon la présente invention.

La est un logigramme d’une troisième fonction exécutée par le processus de traitement mettant en œuvre le procédé selon la présente invention.

La est un logigramme d’une quatrième fonction exécutée par le processus de traitement mettant en œuvre le procédé selon la présente invention.

En référence aux Figs.1 à 5, il est maintenant décrit ci-dessous un mode de réalisation particulier du procédé selon l’invention dans le cadre d’une application à un véhicule électrique.

En référence plus particulièrement à la Fg.1, le procédé selon l’invention est mis en œuvre dans le véhicule au moyen d’un module logiciel embarqué ESW. Dans cet exemple de réalisation, le module logiciel embarqué ESW est implanté dans un calculateur superviseur ECU_12V du réseau électrique de bord du véhicule, plus précisément dans une mémoire MEM de ce calculateur. Pour la mise en œuvre du procédé de l’invention, le calculateur superviseur ECU_12V est amené à coopérer, sous la supervision du module logiciel ESW, avec le calculateur principal eVCU du véhicule et éventuellement avec d’autres calculateurs du véhicule via un réseau de communication de données BCD, typiquement de type « CAN ». Dans d’autres modes de réalisation, le module logiciel ESW pourra être hébergé dans un calculateur du véhicule distinct du calculateur superviseur ECU_12V, comme par exemple le calculateur principal eVCU susmentionné ou un calculateur (non représenté) d’un système de gestion de batterie, dit « BMS » pour « Battery Management System » en anglais.

Le module logiciel ESW autorise la mise en œuvre du procédé selon l’invention par l’exécution d’instructions de code de programme par un processeur (non représenté) du calculateur superviseur ECU_12V, dans lequel est hébergé le module ESW dans cet exemple de réalisation.

Le calculateur superviseur ECU_12V héberge également différentes stratégies de supervision du réseau électrique de bord du véhicule, qui sont mises en œuvre par un ou plusieurs modules logiciels embarqués SUP12V, dits ici « module superviseur SUP12V » par la suite.

Comme montré schématiquement à la , dans cet exemple de réalisation, le module logiciel ESW est en communication directe avec le module superviseur SUP12V via une interface logicielle (non représentée) et en communication indirecte avec le calculateur principal eVCU via le module superviseur SUP12V et le réseau de communication de données BCD.

Dans le véhicule, l’alimentation en énergie des prises accessoires PA est établie par l’intermédiaire d’un commutateur SW qui est commandé en ouverture/fermeture par une commande C_PA dont l’état est déterminé par le calculateur principal eVCU. Lorsque le calculateur principal eVCU est activé, la commande C_PA est elle-même à un état actif qui ferme le commutateur SW. Le commutateur SW fermé alimente en énergie électrique les prises accessoires PA qui sont alors en mesure de remplir leur fonction d’alimentation des accessoires raccordés. Lorsque le véhicule est à l’arrêt et qu’un besoin d’alimentation électrique à travers une prise accessoire PA est détecté, si les conditions nécessaires sont satisfaites, le processus du module logiciel ESW réveille le calculateur principal eVCU pour provoquer la fermeture de l’interrupteur d’alimentation SW, via une commutation de la commande C_PA à l’état actif, et alimenter électriquement les prises accessoires PA. Le réveil et/ou le maintien à l’état actif du calculateur principal eVCU est piloté par le processus du module logiciel ESW via une requête DM_eVCU d’activation du calculateur principal eVCU qui est établie conformément au procédé de l’invention. Dans cet exemple de réalisation, la requête d’activation de calculateur principal DM_eVCU est transmise au calculateur eVCU via le module superviseur SUP12V et le réseau de communication de données BCD.

Comme montré à la , le module superviseur SUP12V reçoit des informations d’état SOC_B, TEMP_B, relatives au stockeur électrique basse tension STK12V du réseau électrique de bord du véhicule et transmet celles-ci au module ESW pour être utilisées par son processus de traitement détaillé plus bas. L’information SOC_B est représentative d’un état de charge évalué du stockeur électrique STK12V et l’information TEMP_B est représentative de la température mesurée du stockeur électrique STK12V. Les informations SOC_B et TEMP_B sont transmises au module superviseur SUP12V typiquement par un dispositif BMS (non représenté) de gestion de batterie, via une liaison de communication de données, par exemple, de type « LIN » pour « Local Interconnect Network » en anglais.

De manière générale, le processus de traitement réalisé par le module logiciel SW et mettant en œuvre le procédé de l’invention réalise notamment les actions décrites brièvement ci-dessous.

En premier lieu, lorsque les fonctions d’alimentation électrique via les prises accessoires PA du véhicule sont sollicitées par l’utilisateur, par exemple, pour recharger son smartphone via une prise PA de type USB du véhicule, le processus maintient actif le calculateur principal eVCU du véhicule et informe du maintenu en éveil de ce calculateur eVCU. Le maintien en activité du calculateur principal eVCU et l’alimentation électrique des prises accessoires PA qui en résulte sont gérés par le processus par l’intermédiaire de la requête d’activation de calculateur principal DM_eVCU susmentionnée. Pour définir l’état de la requête d’activation de calculateur principal DM_eVCU, le processus calcule dynamiquement une durée d’utilisation autorisée des fonctions d’alimentation électrique via les prises accessoires PA, de façon à contrôler la décharge du stockeur électrique STK12V lorsque le véhicule est à l’arrêt.

Pour le calcul de la durée d’utilisation autorisée des fonctions d’alimentation électrique via les prises accessoires PA, le processus prend en compte la possibilité d’utiliser l’énergie électrique fournie par le réseau électrique public via une borne de recharge à laquelle est connectée le véhicule, de façon à accroitre la disponibilité pour l’utilisateur de ces fonctions d’alimentation électrique via les prises accessoires PA.

Pendant une phase de vie où le véhicule est à l’arrêt, le processus évalue un état énergétique du système assurant la fourniture d’énergie électrique basse tension (12 V) au véhicule, en intégrant l’apport d’énergie éventuel à travers une borne de recharge, pour définir l’état de la requête d’activation de calculateur principal DM_eVCU et permettre ou pas une décharge du stockeur électrique STK12V pour les fonctions d’alimentation électrique via les prises accessoires PA.

Comme visible à la , le processus de traitement du module logiciel ESW comprend essentiellement quatre fonctions F1 à F4 pour la mise en œuvre du procédé selon l’invention. Les fonctions F1 à F4 sont décrites en détail ci-dessous en référence aux Figs.1 à 5. Dans les logigrammes des Figs.2 à 5, une condition satisfaite, une commande active, une information vraie ou un état nominal est représentée par un état « OK », alors qu’une condition non-satisfaite, une commande inactive, une information fausse ou un état dégradé est représenté par un état « NOK ».

En référence aux Figs.1 et 2, la fonction F1 est chargée d’établir la requête d’activation de calculateur principal DM_eVCU selon la situation de vie du véhicule. La fonction F1 reçoit en entrée une information BA_PA représentative d’un besoin d’alimentation sur une prise accessoire PA et une information E12V_PA représentative de l’état énergétique du système assurant la fourniture d’énergie électrique basse tension (12 V). La fonction F1 délivre en sortie la requête d’activation de calculateur principal DM_eVCU. L’information de besoin d’alimentation BA_PA est fournie typiquement par le module superviseur SUP12V hébergé par le calculateur superviseur ECU-12V qui gère le réseau électrique de bord, mais elle pourra aussi provenir d’un calculateur du véhicule autre que le calculateur superviseur ECU_12V à travers le réseau de communication de données BCD. L’information de besoin d’alimentation BA_PA est active, BA_PA = « OK », lorsqu’un besoin d’alimentation a été détecté suite au branchement par l’utilisateur d’un consommateur électrique sur une prise accessoire PA et est inactive, BA_PA = « NOK », dans le cas contraire. L’information d’état énergétique E12V_PA est active, E12V_PA = « OK », lorsque le système de fourniture d’énergie électrique basse tension est dans un état nominal et est inactive, E12V_PA = « NOK », lorsque le système de fourniture d’énergie électrique basse tension est dans un état dégradé. Lorsque l’information d’état énergétique E12V_PA est à l’état actif, E12V_PA = « OK », la décharge du stockeur électrique STK12V pourra être autorisée par le processus pour une alimentation de consommateur électrique à travers les prises accessoires PA. L’information d’état énergétique E12V_PA est produite par la fonction F4 qui sera décrite plus bas en référence plus particulièrement au logigramme de la .

Comme visible dans le logigramme de la , des blocs fonctionnels B1 à B4 coopèrent pour établir la requête d’activation de calculateur principal DM_eVCU en fonction des informations BA_PA et E12V_PA. Le bloc fonctionnel B1 active une sortie Y lorsque l’information de besoin d’alimentation BA_PA est à l’état actif, BA_PA = « OK », et active une sortie N dans le cas contraire, lorsque l’information de besoin d’alimentation BA_PA est à l’état inactif, BA_PA = « NOK ». Le bloc fonctionnel B2 active une sortie Y lorsque l’information d’état énergétique E12V_PA indique un état d’énergie nominal, E12V_PA = « OK », et active une sortie N dans le cas contraire, lorsque l’information d’état énergétique E12V_PA indique un état d’énergie dégradé, E12V_PA = « NOK ». La fonction logique B3 de type « ET » délivre la requête d’activation de calculateur principal DM_eVCU à l’état actif, DM_eVCU = « OK », lorsque les deux sorties « Y » des blocs fonctionnels B1 et B2 sont actives. La fonction logique B4 de type « OU » délivre la requête d’activation de calculateur principal DM_eVCU à l’état inactif, DM_eVCU = « NOK », lorsqu’au moins une des deux sorties « N » des blocs fonctionnels B1 et B2 est active.

En référence aux Figs.1 et 3, la fonction F2 est chargée dans le processus de confirmer une consommation électrique sur une prise accessoire PA, qui est susceptible de provoquer une décharge du stockeur électrique STK12V. Pour cela, la fonction F2 délivre en sortie une information de consommation électrique CONS12V qui est à l’état actif, CONS12V = « OK », lorsqu’une consommation électrique est effective et à l’état inactif, CONS12V = « NOK », dans le cas contraire. L’information de consommation électrique CONS12V est établie à partir de la requête d’activation de calculateur principal DM_eVCU qui renseigne à l’état actif, DM_eVCU = « OK », que le calculateur principal eVCU est maintenu en éveil et donc qu’une consommation d’énergie électrique est en cours sur une prise accessoire PA.

Comme visible à la , l’information de consommation électrique CONS12V est fournie en entrée à la fonction F3 décrite plus bas dans la description.

Comme visible dans le logigramme de la , un bloc fonctionnel B5 reçoit en entrée la requête d’activation de calculateur principal DM_eVCU et délivre en sortie l’information de consommation électrique CONS12V. Le bloc fonctionnel B5 active une sortie Y qui valide l’information de consommation électrique CONS12V = « OK » lorsque la requête d’activation de calculateur principal DM_eVCU est active, DM_eVCU = « OK ». Le bloc fonctionnel B5 active une sortie N qui valide l’information de consommation électrique CONS12V = « NOK » lorsque la requête d’activation de calculateur principal DM_eVCU est inactive, DM_eVCU = « NOK ».

En référence maintenant plus particulièrement aux Figs.1 et 4, la fonction F3 est chargée d’attribuer et d’actualiser dynamiquement une durée d’utilisation autorisée DAmax_PA du stockeur électrique STK12V pour alimenter lorsque le véhicule est à l’arrêt un dispositif consommateur raccordé à une prise accessoire PA. La fonction F3 permet en particulier de sécuriser énergétiquement le stockeur électrique STK12V contre des décharges trop importantes, même lorsqu’il n’est pas possible de connaitre l’état de charge du stockeur. En effet, comme cela apparaîtra clairement avec la description plus bas de la fonction F4, une fois que la durée d’utilisation autorisée DAmax_PA est écoulée, l’information d’état énergétique E12V_PA commute à son état dégradé, E12V_PA = « NOK », interdisant ainsi le réveil du calculateur principal eVCU et donc l’utilisation des prises accessoires PA.

La fonction F3 reçoit en entrée une information d’état de convertisseur de tension DCDC_ST qui indique l’état actif ou inactif du convertisseur de tension du véhicule, une information de marche/arrêt de véhicule DR_CY qui indique si le véhicule est ou pas dans une phase de véhicule démarré et l’information de consommation électrique CONS12V susmentionnée et fournit en sortie la durée d’utilisation autorisée DAmax_PA. L’information d’état de convertisseur de tension DCDC_ST et l’information de marche/arrêt de véhicule DR_CY sont fournies typiquement par le module superviseur SUP12V ou peuvent provenir d’un calculateur du véhicule autre que calculateur superviseur ECU_12V, à travers le réseau de communication de données BCD.

Comme visible dans le logigramme de la , la fonction F3 comporte essentiellement trois sous-fonctions BK0, BK1 et BK2.

La sous-fonction BK0 est un compteur qui fournit la valeur courante de la durée d’utilisation autorisée DAmax_PA.

Le compteur BK0 est initialisable à une valeur de durée maximum DMAX (DAmax_PA = DMAX), par exemple égale à 30 minutes (mn). La sous-fonction BK1 est chargée de gérer l’initialisation de la durée DAmax_PA = DMAX dans le compteur BK0.

Le véhicule étant à l’arrêt, lorsque l’alimentation électrique d’un consommateur à travers une prise accessoire PA est assurée par le stockeur électrique STK12V, la durée DAmax_PA dans le compteur BK0 est décrémentée périodiquement, jusqu’à atteindre éventuellement une valeur zéro, DAmax_PA = « 0 », qui mettra fin à l’utilisation du stockeur électrique STK12V pour cette alimentation électrique. Ainsi, par exemple, la durée DAmax_PA pourra être décrémentée de un (1), DAmax_PA = DAmax_PA – 1, toutes les DD secondes, avec DD = 1 s. Cette décrémentation de la durée DAmax_PA dans le compteur BK0 est gérée par la sous-fonction BK2.

Les sous-fonctions BK1 et BK2 sont maintenant décrites ci-dessus.

Comme visible à la , la sous-fonction BK1 comprend essentiellement deux modules fonctionnels BK10 et BK11 qui coopèrent avec une fonction logique B16 de type « ET » pour gérer l’initialisation du compteur BK0 à la durée DAmax_PA = DMAX.

Le module fonctionnel BK10 comprend essentiellement les blocs fonctionnels B6 à B12. Ce module fonctionnel BK10 détecte des situations de vie dans lesquelles potentiellement le stockeur électrique STK12V a été chargé suite à une phase de véhicule démarré ou a été chargé suite à une activation du convertisseur de tension du véhicule.

Les blocs fonctionnels B6 à B8 détectent la situation de vie dans laquelle le véhicule passe d’une phase de véhicule démarré à une phase de véhicule à l’arrêt et le convertisseur de tension du véhicule est inactif du fait d’une absence de raccordement du véhicule à une borne de recharge. Le bloc fonctionnel B6 traite l’information de marche/arrêt de véhicule DR_CY pour détecter le passage l’état de véhicule démarré, DR_CY = « OK », à l’état de véhicule à l’arrêt, DR_CY = « NOK ». Le bloc fonctionnel B6 active une sortie Y lorsque le passage de DR_CY = « OK » à DR_CY = « NOK » est détecté et, dans le cas contraire, active une sortie N pour une boucle d’attente. Le bloc fonctionnel B7 traite l’information d’état de convertisseur de tension DCDC_ST pour détecter l’inactivité, DCDC_ST = « NOK », du convertisseur de tension. Le bloc fonctionnel B7 active une sortie Y lorsque la condition DCDC_ST = « NOK » est satisfaite et, dans le cas contraire, active une sortie N pour une boucle d’attente. Les sorties Y des blocs fonctionnels B6 et B7 sont fournies en entrée à la porte logique B8 de type « ET ». Lorsque les deux sorties Y des blocs fonctionnels B6 et B7 sont actives, la porte logique B8 de type « ET » délivre, à travers la porte logique B12 de type « OU », une première sortie de validation de condition DC1 à un état actif qui est appliquée à une première entrée de la porte logique B16 de type « ET ».

Les blocs fonctionnels B9 à B11 détectent la situation de vie dans laquelle le véhicule est à l’arrêt et le convertisseur de tension du véhicule passe d’un état actif à un état inactif, ce qui signifie qu’une recharge du stockeur électrique STK12V est intervenue.

Le bloc fonctionnel B9 traite l’information de marche/arrêt de véhicule DR_CY pour détecter une phase d’arrêt, DR_CY = « NOK », du véhicule. Le bloc fonctionnel B9 active une sortie Y lorsque la condition DR_CY = « NOK » est satisfaite et, dans le cas contraire, active une sortie N pour une boucle d’attente. Le bloc fonctionnel B10 traite l’information d’état de convertisseur de tension DCDC_ST pour détecter un passage du convertisseur de tension d’une phase d’activité, DCDC_ST = « OK », à une phase d’inactivité, DCDC_ST = « NOK ». Le bloc fonctionnel B10 active une sortie Y lorsque le passage de DCDC_ST = « OK » à DCDC_ST = « NOK » est détecté et, dans le cas contraire, active une sortie N pour une boucle d’attente. Les sorties Y des blocs fonctionnels B9 et B10 sont fournies en entrée à la porte logique B11 de type « ET ». Lorsque les deux sorties Y des blocs fonctionnels B9 et B10 sont actives, la porte logique B11 de type « ET » délivre, à travers la porte logique B12 de type « OU », la première sortie de validation de condition DC1 à l’état actif, qui est appliquée à la première entrée de la porte logique B16 de type « ET » comme indiqué plus haut.

Le module fonctionnel BK11 a pour fonction de confirmer une durée de charge suffisante du stockeur électrique STK12V suite à une phase de véhicule démarré ou à une phase d’activation du convertisseur de tension du véhicule par un raccordement à une borne de recharge.

Le module fonctionnel BK11 comprend essentiellement les blocs fonctionnels B13 à B15. Ce module fonctionnel BK11 est chargé de détecter deux situations de vie, à savoir, une première situation dans laquelle une phase de véhicule démarré, avec une recharge consécutive du stockeur électrique STK12V, est intervenue pendant une durée déterminée et une deuxième situation dans laquelle l’activation du convertisseur de tension du véhicule, avec une recharge consécutive du stockeur électrique STK12V, est intervenue pendant une durée déterminée.

Le bloc fonctionnel B13 détecte la première situation de vie susmentionnée. Le bloc fonctionnel B13 traite l’information de marche/arrêt de véhicule DR_CY pour détecter une phase de véhicule démarré, DR_CY = « OK », ayant au moins une durée calibrée DminR12V égale par exemple à 5 mn. Le bloc fonctionnel B13 active une sortie Y lorsque la condition DR_CY = « OK » pendant au moins la durée DminR12V est satisfaite et, dans le cas contraire, active une sortie N pour une boucle d’attente. Le bloc fonctionnel B14 détecte la deuxième situation de vie susmentionnée. Le bloc fonctionnel B14 traite l’information d’état de convertisseur de tension DCDC_ST pour détecter une phase d’activation du convertisseur de tension, DCDC_ST = « OK », ayant au moins la durée calibrée DminR12V. Le bloc fonctionnel B14 active une sortie Y lorsque la condition DCDC_ST = « OK » pendant au moins la durée DminR12V est satisfaite et, dans le cas contraire, active une sortie N pour une boucle d’attente. Les sorties Y des blocs fonctionnels B13 et B14 sont fournies en entrée à la porte logique B15 de type «OU». La porte logique B15 de type « OU » fournit une deuxième sortie de validation de condition DC2 qui est appliquée à une deuxième entrée de la porte logique B16 de type « ET ». La deuxième sortie de validation de condition DC2 est à l’état actif lorsque l’une au moins des sorties Y des blocs fonctionnels B13 et B14 est active.

Lorsque les première et deuxième sorties de validation de condition DC1 et DC2, délivrées respectivement par les modules fonctionnels BK10 et BK11, sont actives, la porte logique B16 de type « ET » fournit en sortie une commande d’initialisation de compteur INIT à l’état actif qui fixe la durée d’utilisation autorisée DAmax_PA à DMAX, DAmax_PA = DMAX.

Comme visible à la , la sous-fonction BK2 comprend essentiellement quatre blocs fonctionnels B18 à B21 qui coopèrent pour établir une commande de décrémentation de compteur DEC. La commande DEC est fournie au compteur BK0 pour la décrémentation de la durée d’utilisation autorisée DAmax_PA. Dans la gestion réalisée par la sous-fonction BK2, la durée d’utilisation autorisée DAmax_P est décrémentée lorsqu’une consommation électrique est effective alors que le convertisseur de tension du véhicule n’est pas actif et que le véhicule est à l’arrêt, en d’autres termes, lorsque l’alimentation électrique via une prise accessoire PA, véhicule à l’arrêt, est assurée par le stockeur électrique STK12V.

Le bloc fonctionnel B18 traite l’information de marche/arrêt de véhicule DR_CY pour détecter une phase d’arrêt, DR_CY = « NOK », du véhicule. Le bloc fonctionnel B18 active une sortie Y lorsque la condition DR_CY = « NOK est satisfaite et, dans le cas contraire, active une sortie N pour une boucle d’attente. Le bloc fonctionnel B19 traite l’information d’état de convertisseur de tension DCDC_ST pour détecter une phase d’inactivité, DCDC_ST = « NOK », du convertisseur de tension du véhicule. Le bloc fonctionnel B19 active une sortie Y lorsque la condition DCDC_ST = « NOK » est satisfaite et, dans le cas contraire, active une sortie N pour une boucle d’attente. Le bloc fonctionnel B20 traite l’information de consommation électrique CONS12V pour détecter une consommation électrique via une prise accessoire PA. Le bloc fonctionnel B20 active une sortie Y lorsque la condition CONS12V = « OK » est satisfaite et, dans le cas contraire, active une sortie N pour une boucle d’attente. Les sorties Y des blocs fonctionnels B18, B19 et B20 sont fournies en entrée à la porte logique B21 de type « ET ». Lorsque les trois sorties Y des blocs fonctionnels B18, B19 et B20 sont actives, la porte logique B21 de type « ET » délivre une commande de décrémentation de compteur DEC à l’état actif qui provoque une réduction par décrémentation de la durée d’utilisation autorisée DAmax_PA dans le compteur BK0.

En référence maintenant plus particulièrement aux Figs.1 et 5, la fonction F4 est chargée d’établir et de délivrer l’information d’état énergétique E12V_PA susmentionnée, pour une exploitation de celle-ci par la fonction F1. Pour établir l’information d’état énergétique E12V_PA, la fonction F4 exploite l’information d’état de convertisseur de tension DCDC_ST susmentionnée, ainsi que des informations d’état du stockeur électrique STK12V, à savoir, l’information d’état de charge SOC_B et l’information de température TEMP_B susmentionnées, et la durée d’utilisation autorisée DAmax_PA déterminée par la fonction F3.

Comme visible dans le logigramme de la , des blocs fonctionnels B22 à B27 coopèrent pour produire l’information d’état énergétique E12V_PA.

Lorsque le convertisseur de tension du véhicule est actif, ce qui est le cas lorsque le véhicule est à l’arrêt et est connecté à une borne de recharge, le convertisseur est en capacité de fournir de l’énergie électrique au réseau électrique de bord. Dans cette situation de vie, le risque de décharge du stockeur 12V par une utilisation des prises accessoires PA est limité et le processus fixe l’information d’état énergétique E12V_PA à son état nominal, E12V_PA = « OK ».

Le bloc fonctionnel B22 a pour fonction de détecter l’état d’activité du convertisseur de tension du véhicule à partir de l’information d’état de convertisseur de tension DCDC_ST. Le bloc fonctionnel B22 active une sortie Y lorsque l’information DCDC_ST = « OK » indique que le convertisseur est actif. La sortie activée Y du bloc fonctionnel B22 est fournie à une première entrée d’une fonction logique B25 de type « OU » qui valide l’information d’état énergétique E12V_PA à son état nominal, E12V_PA = « OK ».

Lorsque le convertisseur de tension est inactif, DCDC_ST = « NOK », le bloc fonctionnel B22 active une sortie N qui est fournie à une première entrée d’une porte logique B26 de type « ET ».

Lorsque le convertisseur de tension du véhicule est inactif, DCDC_ST = « NOK », le stockeur électrique STK12V est alors la seule source d’énergie électrique disponible pour les fonctions d’alimentation des prises accessoires PA. Dans cette situation de vie, pour déterminer l’état, nominal ou dégradé, à affecter à l’information d’état énergétique E12V_PA, le processus intègre dans son traitement la durée d’utilisation autorisée DAmax_PA et les informations d’état SOC_B, TEMP_B, au moyen des blocs fonctionnels B23 à B27.

Le bloc fonctionnel B23 compare l’état de charge SOC_B du stockeur électrique STK12V à un seuil d’état de charge SOCmin_PA. Le seuil d’état de charge SOCmin_PA est calibré en fonction de la température TEMP_B du stockeur électrique STK12V. Typiquement, une cartographie (non représentée), établie préalablement grâce à des données expérimentales, est utilisée pour calibrer le seuil d’état de charge SOCmin_PA en fonction de la température TEMP_B. Ainsi, par exemple, lorsque la température TEMP_B sera de 20°C, le seuil d’état de charge SOCmin_PA pourra être égal à 65% de SOC_B, alors que lorsque la température TEMP_B sera de -20°C, le seuil d’état de charge SOCmin_PA pourra être égal à 80% de SOC_B.

Le bloc fonctionnel B23 active une sortie Y lorsque l’état de charge SOC_B est supérieur au seuil d’état de charge calibré SOCmin_PA. Cette sortie active Y du bloc 23 indique au processus que la charge résiduelle dans le stockeur électrique STK12V n’a pas atteint un seuil critique pour le démarrage du véhicule et que celui-ci serait en mesure d’alimenter une consommation électrique via les prises accessoires PA. Dans le cas contraire où l’état de charge SOC_B devient égal ou inférieur au seuil d’état de charge calibré SOCmin_PA, le bloc fonctionnel B23 active une sortie N qui indique au processus que la charge présente dans le stockeur électrique STK12V doit être conservée pour un futur démarrage du véhicule. Le processus décide alors que le stockeur électrique STK12V n’est plus en mesure d’alimenter une consommation électrique via les prises accessoires PA et stoppe utilisation de celui-ci.

Le bloc fonctionnel B24 a pour fonction de vérifier la durée d’utilisation autorisée DAmax_PA qui est disponible. Tant que la durée DAmax_PA n’est pas écoulée, DAmax_PA > 0, le bloc fonctionnel B24 active une sortie Y qui indique au processus que le stockeur électrique STK12V pourrait encore être utilisé pour alimenter une consommation électrique via les prises accessoires PA. Dans le cas contraire où la durée DAmax_PA est écoulée, DAmax_PA = 0, le bloc fonctionnel B24 active une sortie N qui indique au processus que le stockeur électrique STK12V n’est plus en mesure d’alimenter une consommation électrique via les prises accessoires PA.

Lorsque le convertisseur de tension du véhicule est inactif, DCDC_ST = « NOK », et que les conditions SOC_B > SOCmin_PA et DAmax_PA > 0 sont satisfaites, la sortie N du bloc fonctionnel B22 appliquée à la première entrée de la porte logique B26 de type « ET » et les sorties Y des blocs fonctionnels B23 et B24 appliquées à des deuxième et troisième entrées de la porte logique B26 de type « ET » sont toutes trois actives. La porte logique B26 de type « ET » valide alors l’information d’état énergétique E12V_PA à son état nominal, E12V_PA = « OK », à travers une deuxième entrée de la porte logique B25 de type «OU».

Lorsque l‘une au moins des conditions SOC_B > SOCmin_PA et DAmax_PA > 0 n’est pas satisfaite, une au moins des sorties N des blocs fonctionnels B23 et B24 appliquées à des première et deuxième entrées de la porte logique B27 de type « OU » est active et la porte logique B27 de type « OU » valide alors l’information d’état énergétique E12V_PA à son état dégradé, E12V_PA = « NOK ».

De manière générale, la présente invention permet une meilleure maîtrise de la gestion énergétique du réseau électrique de bord basse tension dans un véhicule et, tout particulièrement, dans un véhicule électrique, de façon à éviter une panne de démarrage due à une décharge excessive du stockeur électrique basse tension.

L’invention ne se limite pas au mode de réalisation particulier qui a été décrit ici à titre d’exemple. L’homme du métier, selon les applications de l’invention, pourra apporter différentes modifications et variantes entrant dans le champ de protection de l’invention.

Claims

Procédé de gestion énergétique d’une prise d’alimentation électrique d’accessoire (PA) dans un véhicule, ladite prise d’alimentation électrique d’accessoire (PA) étant reliée à un réseau électrique de bord de véhicule comportant un stockeur électrique basse tension (STK12), ledit procédé comprenant, lorsque ledit véhicule est à l’arrêt, une comparaison (B23) entre un état de charge (SOC_B) dudit stockeur électrique (STK12V) et un seuil d’état de charge calibré (SOCmin_PA), une détermination dynamique d’une durée (DAmax_PA, DMAX) d’utilisation autorisée dudit stockeur électrique (STK12) pour alimenter un dispositif consommateur raccordé à ladite prise d’alimentation électrique d’accessoire (PA), ladite durée d’utilisation autorisée (DAmax_PA, DMAX) étant déterminée en fonction d’au moins une situation de vie détectée (DR_CY, DCDC_ST, CONS12V) dudit véhicule qui affecte un état énergétique dudit réseau électrique de bord basse tension, et une décision d’autoriser ou pas (E12V_PA, DM_eVCU) une alimentation par ledit réseau électrique de bord de véhicule dudit dispositif consommateur raccordé à ladite prise d’alimentation électrique d’accessoire (PA) qui est prise en fonction du résultat de ladite comparaison et de ladite durée d’utilisation autorisée (DAmax_PA, DMAX).
Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit seuil d’état de charge (SOCmin_PA) est calibré en fonction d’une température mesurée (TEMP_B) dudit stockeur électrique (STK12V).
Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu’il comprend une détection (B22), lorsque ledit véhicule est à l’arrêt, d’une activation d’un convertisseur de tension alimentant en énergie ledit réseau électrique de bord de véhicule, et en ce que ladite décision d’autoriser ou pas (E12V_PA, DM_eVCU) une alimentation par ledit réseau électrique de bord de véhicule dudit dispositif consommateur raccordé à ladite prise d’alimentation électrique d’accessoire (PA) est prise également en fonction du résultat de ladite détection.
Procédé selon la revendication 1 ou 2 et la revendication 3, caractérisé en ce qu’il comprend une détection d’une première dite situation de vie qui est une phase d’activation (DCDC_ST, B10) dudit convertisseur de tension pendant au moins une première durée calibrée (B14, DminR12V) lors de l’arrêt dudit véhicule.
Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’il comprend une détection d’une deuxième dite situation de vie qui est une phase de véhicule démarré (DR_CY, B6) pendant au moins une deuxième durée calibrée (B13, DminR12V) avant l’arrêt dudit véhicule.
Procédé selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce qu’il comprend une détection d’une troisième dite situation de vie qui est une consommation électrique (B5, CONS12) à travers ladite prise d’alimentation électrique d’accessoire (PA) hors desdites première et deuxième situations de vie, et une décrémentation périodique (DEC) de ladite durée d’utilisation autorisée (DAmax_PA) pendant ladite troisième situation de vie détectée.
Procédé selon les revendications 4 et 5 ou la revendication 6, caractérisé en ce qu’il comprend une initialisation (INIT) de ladite durée d’utilisation autorisée à une valeur maximum (DMAX) lorsque ladite première situation de vie est détectée et/ou ladite deuxième situation de vie est détectée.
Calculateur (ECU_12V) caractérisé en ce qu’il comprend une mémoire (MEM) stockant des instructions de programme (ESW) pour la mise en œuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.
Véhicule caractérisé en ce qu’il comprend un calculateur (ECU_12V) selon la revendication 8.