WO2003071654A2 - Ligne de contrôle de mise en veille pour un bus de climatisation de véhicule automobile - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un système de gestion en énergie comportant une unité de distribution d'énergie (20) alimentée par une tension d'entrée (18) et délivrant une tension de sortie sécurisée (22) à une pluralité d'éléments (12a, 12b, 12c, 16); et un circuit de commande (30) alimenté par la tension d'entrée (18) et dialoguant via un bus d'information de sortie (26) avec l'unité de distribution d'énergie (20) et avec la pluralité d'éléments (12a, 12b, 12c, 16, 160) caractérisé en ce que le système comporte une ligne de contrôle (32) entre le circuit de commande (30) et l'unité de distribution d'énergie (20) permettant au circuit de commande (30) de commander une mise en veille ou le retour à un fonctionnement normal de l'unité de distribution d'énergie (20) et de la pluralité d'éléments (12a, 12b, 12c, 16; 160).
Description
Ligne de contrôle de mise en veille pour un bus de climatisation de véhicule automobile.
Arrière-plan de l'invention
L'invention se rapporte à la gestion en énergie d'éléments alimentés en tension dans des véhicules automobiles, et plus particulièrement, mais non exclusivement, à l'alimentation en énergie d'éléments de dispositifs de climatisation. Outre un groupe motoventilateur produisant un flux d'air puisé, les dispositifs de climatisation de véhicules automobiles comprennent une pluralité d'éléments nécessitant une alimentation en énergie, tels les actionneurs de volets de répartition et de mixage d'air, les éléments de tableau de commande de la climatisation, et les capteurs, notamment les sondes de température.
. De façon habituelle, tant le motoventilateur que les autres éléments du dispositif de climatisation sont alimentés à partir d'un bus d'énergie principal du véhicule transmettant la tension de la batterie.
Par ailleurs, la fourniture d'une tension régulée pour les circuits logiques requiert le passage d'une tension de batterie de 12 V ou 24 V, voire 42 V, à une tension de 5 V, voire moins avec les nouvelles générations de composants électroniques.
Un dispositif de climatisation comprenant une unité de distribution d'énergie pour une pluralité d'éléments alimentés en tension dans des véhicules automobiles est déjà connu par le document FR 00 16057 de la déposante.
La figure 6 de l'état de l'art antérieur, montre une unité de distribution d'énergie 20 alimentée par une tension d'entrée 18 et délivrant une tension de sortie sécurisée 22 à une pluralité d'éléments 12a, 12b, 12c et 16. Le bus de tension 18 alimente également un groupe motoventilateur 10 ainsi qu'un circuit de commande 30 qui dialogue via un bus d'information de sortie 26 avec l'unité de distribution d'énergie 20 et avec la pluralité d'éléments 12a, 12b, 12c et 16.
Dans une telle installation, l'unité de distribution d'énergie limite la tension d'alimentation de sortie 22 en dessous de 20V pour une tension
d'entrée 18 de 40V. De plus, il réalise un filtrage et une protection vis-à- vis de la "pollution" électrique présente sur le bus d'énergie principal.
En revanche, la tension à la sortie de l'unité de distribution d'énergie 20 est soit coupée soit délivrée à la pluralité d'éléments de sorte que la consommation en énergie des différents éléments connectés au bus d'information n'est pas contrôlée d'une manière optimale.
Objets et résumé de l'invention
L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et propose à cet effet un système de gestion en énergie comportant une unité de distribution d'énergie alimentée par une tension d'entrée et délivrant une tension de sortie sécurisée à une pluralité d'éléments ; et un circuit de commande alimenté par la tension d'entrée et dialoguant via un bus d'information local (au système de climatisation), commun avec l'unité de distribution d'énergie et avec la pluralité d'éléments, caractérisé en ce que le système comporte une ligne de contrôle entre le circuit de commande et l'unité de distribution d'énergie permettant au circuit de commande de commander une mise en veille ou le retour à un fonctionnement normal de l'unité de distribution d'énergie et de la pluralité d'éléments.
Ainsi, tout en permettant une baisse de consommation en énergie, la ligne de contrôle permet une gestion optimale de la pluralité d'éléments du dispositif de climatisation.
Le circuit de commande est connecté à un bus d'information d'entrée (par exemple de type CAN) à partir duquel le circuit de commande reçoit un signal de commande de mise en veille ou de retour à un fonctionnement normal.
La ligne de contrôle peut être connectée via une ligne de contrôle supplémentaire à au moins un capteur de données physiques à partir duquel le circuit de commande reçoit un signal de commande de mise en veille ou de retour à un fonctionnement normal.
Avantageusement, le capteur peut être alimenté directement, au moins en partie, par la tension d'entrée.
L'invention a aussi pour objet une installation de climatisation de véhicule automobile comprenant un groupe motoventilateur et un
système de gestion d'alimentation d'énergie comme indiqué précédemment.
Le circuit de commande peut être implanté dans un tableau de commande du dispositif de climatisation. L'invention a aussi pour objet un procédé de gestion en énergie dans une installation de climatisation comprenant une unité de distribution d'énergie alimentée par une tension d'entrée et délivrant une tension de sortie sécurisée à une pluralité d'éléments; et un circuit de commande alimenté par la tension d'entrée et dialoguant via un bus d'information de sortie avec l'unité de distribution d'énergie et avec la pluralité d'éléments, le procédé comprenant les étapes suivantes :
- mettre en veille l'unité de distribution d'énergie et la pluralité d'éléments à partir d'un second signal de commande de veille en provenance du circuit de commande, lorsque ce dernier reçoit un premier signal de commande de veille en provenance d'un bus d'information d'entrée ou d'un capteur de données physiques,
- mettre en veille le circuit de commande,
- retourner à l'état de fonctionnement normal l'unité de distribution d'énergie et la pluralité d'éléments à partir d'un second signal de commande à un fonctionnement normal en provenance du circuit de commande lorsque ce dernier reçoit un premier signal de commande de retour à un fonctionnement normal en provenance du bus d'information d'entrée ou du capteur.
Lors de la mise en veille du circuit de commande, certains des éléments parmi ladite pluralité d'éléments, alimentés directement par la tension d'entrée sont alimentés sous une tension réduite et la tension de sortie du distributeur d'énergie est coupée.
Brève description des dessins L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description faite ci-après, à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 est un schéma très général d'un dispositif de climatisation de véhicule automobile selon un mode de mise en oeuvre de l'invention ;
la figure 2 est un schéma d'un mode de réalisation du circuit de commande inclus dans le dispositif de climatisation conforme à l'invention; la figure 3 est un schéma très général d'un dispositif de climatisation de véhicule automobile selon un second mode de mise en oeuvre de l'invention ; la figure 4 est une variante de la figure 3 ; les figures 5A, 5B illustrent un exemple de réalisation de gestion d'énergie, selon l'invention, au moyen d'une unité de distribution d'énergie et d'un circuit de commande, et la figure 6 est un schéma très général d'un dispositif de climatisation de véhicule automobile selon l'art antérieur.
Description détaillée de modes de réalisation
La figure 1 montre très schématiquement différents composants d'un dispositif de climatisation de véhicule automobile, à savoir un groupe motoventilateur 10 destiné à produire un flux d'air puisé et une pluralité d'autres éléments comprenant un ensemble d'activateurs 12a, 12b, 12c pour la commande de volets de répartition du flux d'air, un tableau 40 de commande de la climatisation et un ou plusieurs capteurs 16 tels que capteurs de température, capteurs d'ensoleillement,...
Les activateurs 12a, 12b, 12c sont généralement des moteurs pas à pas. Bien que trois seulement soient représentés sur la figure 1, par souci de simplicité, leur nombre peut être beaucoup plus élevé.
L'énergie électrique nécessaire au fonctionnement du dispositif de climatisation est fournie par un bus d'énergie principal 18 constitué par une paire de conducteurs reliés à la batterie du véhicule.
Le bus 18 alimente le groupe motoventilateur 10 ainsi qu'une unité de distribution d'énergie 20, connue en soi, qui délivre une tension régulée et sécurisée sur un bus d'énergie 22 alimentant en commun les autres éléments 12a, 12b, 12c, 16 du dispositif de climatisation.
Chacun de ces éléments comporte un module principal (moteur, capteur,...) ainsi qu'un module électronique capable de les piloter.
En général, l'unité de distribution d'énergie 20 fournit une tension unique aux éléments de faible puissance (activateurs 12a, 12b, 12c, capteur 16,...). En revanche, pour des éléments de forte puissance tel le motoventilateur 10, l'unité de distribution d'énergie 20 leur fournit
uniquement une puissance de pilotage (non représentée par souci de simplification), l'alimentation de forte puissance étant délivrée directement par le bus d'alimentation 18.
D'une manière classique, l'unité de distribution d'énergie 20 comprend différents circuits, non représentés, comme par exemple un circuit de filtrage et de protection d'entrée, un circuit de régulation de tension, un circuit de protection en courant et un circuit de filtrage de sortie.
De la sorte, au niveau de chaque élément de la pluralité d'éléments 12a, 12b, 12c, 16, il n'est pas utile de prévoir des moyens de filtrage et de protection de tension évitant ainsi de surdimensionner la tenue en tension de ces différents éléments. Peuvent éventuellement être nécessaires des circuits de régulation de tension pour fournir des niveaux de tension logique ou analogique requis. Ainsi, l'unité de distribution d'énergie a pour objet :
- de limiter la tension d'alimentation de sortie 22 en dessous de 20V pour une tension d'entrée 18 de 40V ou plus,
- de réaliser un filtrage et une protection vis-à-vis de la "pollution" électrique présente sur le bus d'énergie principal 18, et - de délivrer une ou plusieurs tensions régulées pour des circuits logiques de commande ou des interfaces analogiques telles que, par exemple, des interfaces d'alimentation d'enroulements de moteurs pas-à-pas constituant des actionneurs de volets 12a, 12b, 12c.
La "pollution" électrique est généralement importante dans un véhicule : impulsions, ondes transitoires, surtensions, coupures, interférences électromagnétiques, inversions accidentelles de polarité, ondulations...
Le bus 18 alimente également un circuit de commande 30 qui constitue une interface entre un bus d'entrée d'informations 24 par exemple un bus CAN et un bus d'information local 26 du dispositif de climatisation (exemple LIN bus). Le bus de sortie 26 dessert les éléments 10, 12a, 12b, 12c, 16 et 20 pour acheminer, par adressage, des informations destinées à ceux-ci, par exemple, des informations de gestion de la distribution de l'alimentation, des consignes de position de volets de répartition de flux d'air, et des informations transmises par ceux-ci, par
exemple reflétant l'état du panneau de commande ou les mesures des capteurs ou les positions réelles des volets.
On notera que le motoventilateur 10 peut être desservi directement par le bus d'entrée d'information 24. Le circuit de commande 30 est également alimenté par une tension sécurisée fournie par l'intermédiaire du bus d'énergie 22 connecté à la sortie du distributeur d'énergie 20.
On notera que la connexion d'éléments d'un dispositif de climatisation de véhicule sur un bus commun pour assurer une liaison informative avec une unité centrale (voir figure 2) est en elle-même connue. Dans l'exemple ici considéré, le bus 24 peut être un bus général sur lequel circulent des informations intéressant différents organes fonctionnels du véhicule ou un bus dédié au dispositif de climatisation mais différent du bus 26. Le circuit de commande 30 est programmé pour transférer les informations du bus 24 au bus 26, et réciproquement, à travers des interfaces de bus (36, 38). A cet effet, de façon bien connue en soi, les informations circulant sur l'un des bus sont lues par le circuit de commande et retransmises sur l'autre bus à leur emplacement et avec le format voulu dans la trame utilisée sur ce dernier bus.
Le circuit de commande 30 est en outre programmé de manière à réaliser une gestion de la distribution d'énergie sur le bus d'énergie 22, pour limiter la puissance maximale devant être délivrée à tout instant par l'unité de distribution d'énergie 20. Dans l'exemple de la figure 1, le circuit de commande 30 est implanté dans le tableau de commande 40 du dispositif de climatisation. Il est toutefois possible de monter le circuit de commande 30 en d'autres emplacements, par exemple au niveau du groupe motoventilateur ou sous forme d'un module indépendant monté par exemple sur le boîtier de climatisation portant les actionneurs 12a, 12b, 12c.
Bien que l'on ait envisagé ci-dessus la séparation des fonctions de passerelle d'énergie et de passerelle d'informations, les deux fonctions pourront être combinées en un seul module.
Dans le mode de réalisation illustré et conformément à l'invention, une ligne de réveil ou de contrôle 32 est connectée entre le circuit de commande 30 et l'unité de distribution d'énergie 20.
Le circuit de commande 30 est alors un circuit maître, qui contrôle l'unité de distribution d'énergie 20 ainsi que les autres éléments connectés au bus d'information 26, dits circuits esclaves. Le circuit de commande ou maître 30 gère à travers la ligne de contrôle 32, la mise en veille ou le retour à un fonctionnement normal de l'unité de distribution d'énergie 20 et de la pluralité d'éléments 12a, 12b, 12c et 16.
Dans l'exemple ici considéré, le circuit de commande 30 reçoit un signal de commande de mise en veille ou de retour à un fonctionnement normal, à travers le bus d'information d'entrée 24. L'énergie électrique nécessaire à une fonction de réveil est délivrée directement par le bus d'alimentation 18.
La figure 2 est un schéma d'un mode de réalisation du circuit de commande inclus dans le dispositif de climatisation conforme à l'invention. Dans cet exemple, le bus d'énergie d'entrée 18 est connecté à un circuit de régulation de tension 42 délivrant un niveau de tension adéquat à une unité centrale de traitement 44.
En outre, le bus d'énergie sécurisé 22 alimente d'une part, l'interface 38 du bus d'information de sortie 26 et d'autre part, une unité de diagnostic 48 qui identifie et contrôle la tension d'alimentation délivrée par l'unité de distribution d'énergie.
L'unité centrale 44 reçoit des données émanant du bus d'information d'entrée 24 à travers l'interface 36 ainsi qu'une tension logique délivrée par l'unité de diagnostic 48.
Conformément à l'invention, l'unité centrale 44 assure le contrôle d'un circuit logique 46, connu en soi, qui envoie des signaux de réveil ou d'endormissement à l'unité de distribution d'énergie, par l'intermédiaire de la ligne de contrôle 32, en fonction des données ou informations reçues par l'unité centrale 44.
La figure 3 illustre un autre mode de réalisation d'un dispositif de climatisation conforme à l'invention pour un véhicule automobile.
Les éléments communs aux figures 1 et 3 portent les mêmes références et ne seront pas décrits à nouveau.
Selon ce mode de réalisation, la ligne de contrôle 32 est connectée via une ligne de contrôle supplémentaire 34 à au moins un capteur de données physiques 160.
Ainsi, le circuit de commande 30 peut recevoir un signal de commande de mise en veille ou de retour à un fonctionnement normal, soit à travers le bus d'information d'entrée 24, soit à partir du capteur 160 via la ligne de contrôle supplémentaire 34. On notera que dans ce cas, le signal de commande peut circuler dans les deux sens dans au moins la portion de la ligne de contrôle 32 entre sa jonction avec la ligne de contrôle supplémentaire 34 et le circuit de commande 30.
Dans ce cas, l'unité centrale (voir figure 2) peut recevoir des informations à travers la ligne de contrôle 32 en plus de celles reçues à travers le bus d'information 24.
Selon ce mode de réalisation, le ou les capteurs susceptibles d'envoyer un signal de contrôle au circuit de commande sont des capteurs passifs qui ne nécessitent pas d'être alimentés en énergie au moment où ce « signal » est envoyé. En effet, le signal de contrôle pouvant par exemple être une variation d'impédance ou une variation d'un tout autre paramètre mesurable.
La figure 4 illustre une variante de la figure 3 dans laquelle, le ou les capteurs sont des capteurs intelligents 1600 qui nécessitent cette fois, une certaine énergie pour pouvoir envoyer un signal de contrôle au circuit de commande. Dans ce cas, le ou les capteurs sont alimentés directement, au moins en partie, par la tension d'entrée 18.
Les figures 5A, 5B illustrent un exemple de réalisation de gestion d'énergie, conformément à l'invention, au moyen d'une unité de distribution d'énergie et d'un circuit de commande.
La figure 5A est une séquence d'arrêt de fonctionnement, montrant (voir aussi les figures précédentes) qu'à partir d'un premier signal de commande de veille en provenance du bus d'information d'entrée 24 ou d'un capteur de données physiques à travers la ligne de contrôle 34, le circuit de commande 30, envoi un second signal de commande de veille, par l'intermédiaire de la ligne de contrôle 32, à l'unité de distribution d'énergie 20. Ce second signal met en veille le bus d'énergie 22, et par conséquent, la pluralité d'éléments connectés au bus d'information 22, ainsi que le circuit de commande 30 se mettent en mode veiile.
On notera, qu'après la mise en veille du circuit de commande 30, les éléments 20 et 1600 (figure 4), qui sont directement connectés au bus d'entrée 18, sont alimentés sous une tension réduite. En revanche, ceux connectés au bus de sortie 22, ne sont plus alimentés en énergie car, la tension délivrée par le distributeur d'énergie 20 est tout simplement coupée afin, de réduire la consommation en énergie.
La figure 5B est une séquence d'initialisation montrant, qu'à la réception d'un premier signal de commande de retour à un fonctionnement normal, en provenance du bus d'information d'entrée 24 ou d'un capteur, le circuit de commande 30 envoie un second signal de commande de retour à un fonctionnement normal à l'unité de distribution d'énergie 20 et ainsi, la pluralité d'éléments connectés au bus d'information 26 retournent à un état de fonctionnement normal. Le premier signal peut être dû, par exemple, à l'actionnement d'une clé de contact.
L'état de fonctionnement normal peut être réalisé, de façon connue, en répartissant dans le temps l'énergie destinée à différents éléments, en particulier ceux requérant une puissance relativement importante. Il s'agit notamment des actionneurs 12a, 12b, 12c qui requièrent la puissance nécessaire à l'alimentation des moteurs pas à pas via une interface analogique.
Les informations lues sur le bus 24 (voir les figures 1 à 4) et destinées aux éléments connectés sur le bus d'énergie 22 sont lues par le circuit de commande 30. Celui-ci détermine si ces éléments doivent être mis en veille on non en fonction de ces informations et éventuellement de celles envoyées par les capteurs.
Lorsque les éléments sont en fonctionnement normal, il est connu que le circuit de commande 30 détermine également si de l'énergie devrait être fournie simultanément à plusieurs éléments connectés au bus 22, tels les actionneurs. Dans l'affirmative, le circuit de commande 30 réorganise les informations de commande lues sur le bus d'informations 24 avant de les réinjecter sur le bus d'informations 26 afin de répartir ou décaler dans le temps la fourniture d'énergie à ces différents éléments.
Claims
1. Système de gestion en énergie comportant une unité de distribution d'énergie (20) alimentée par une tension d'entrée (18) et délivrant une tension de sortie sécurisée (22) à une pluralité d'éléments (12a, 12b, 12c, 16 ; 160 ; 1600) ; et un circuit de commande (30) alimenté par la tension d'entrée (18) et dialoguant via un bus d'information de sortie (26) avec l'unité de distribution d'énergie (20) et avec la pluralité d'éléments (12a, 12b, 12c, 16 ; 160), caractérisé en ce que le système comporte une ligne de contrôle (32) entre le circuit de commande (30) et l'unité de distribution d'énergie (20) permettant au circuit de commande (30) de commander une mise en veille ou le retour à un fonctionnement normal de l'unité de distribution d'énergie (20) et de la pluralité d'éléments (12a, 12b, 12c, 16 ; 160).
2. Système de gestion selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de commande (30) est connecté à un bus d'information d'entrée (24) à partir duquel le circuit de commande (30) reçoit un signal de commande de mise en veille ou de retour à un fonctionnement normal.
3. Système de gestion selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la ligne de contrôle (32) est connectée via une ligne de contrôle supplémentaire (34) à au moins un capteur de données physiques (160 ; 1600) à partir duquel le circuit de commande (30) reçoit un signal de commande de mise en veille ou de retour à un fonctionnement normal.
4. Système de gestion selon la revendication 3, caractérisé en ce que le capteur (1600) est alimenté directement, au moins en partie, par la tension d'entrée (18).
5. Installation de climatisation de véhicule automobile comprenant un groupe motoventilateur, caractérisée en ce qu'elle comprend un système de gestion en énergie selon l'une quelconque des revendications 1 à 4.
6. Installation de climatisation selon la revendication 5, caractérisée en ce que le circuit de commande (30) est implanté dans un tableau de commande (40) du dispositif de climatisation.
7. Procédé de gestion en énergie dans une installation de climatisation comprenant une unité de distribution d'énergie (20) alimentée par une tension d'entrée (18) et délivrant une tension de sortie sécurisée (22) à une pluralité d'éléments (12a, 12b, 12c, 16 ; 160) ; et un circuit de commande (30) alimenté par la tension d'entrée (18) et dialoguant via un bus d'information de sortie (32) avec l'unité de distribution d'énergie (20) et avec la pluralité d'éléments (12a, 12b, 12c, 16 ; 160), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- mettre en veille l'unité de distribution d'énergie (20) et la pluralité d'éléments (12a, 12b, 12c, 16 ; 160) à partir d'un second signal de commande de veille en provenance du circuit de commande (30), lorsque ce dernier reçoit un premier signal de commande de veille en provenance d'un bus d'information d'entrée (24) ou d'un capteur de données physiques (160),
- mettre en veille le circuit de commande (30),
- retourner à l'état de fonctionnement normal l'unité de distribution d'énergie (20) et la pluralité d'éléments (12a, 12b, 12c, 16 ; 160) à partir d'un second signal de commande à un fonctionnement normal en provenance du circuit de commande (30) lorsque ce dernier reçoit un premier signal de commande de retour à un fonctionnement normal en provenance du bus d'information d'entrée (24) ou du capteur (160).
8. Procédé de gestion selon la revendication 7, caractérisé en ce que, après la mise en veille du circuit de commande (30), certains des éléments (20, 160), parmi ladite pluralité d'éléments, alimentés directement par la tension d'entrée (18) sont alimentés sous une tension réduite et la tension de sortie (22) du distributeur d'énergie (20) est coupée.
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| AU2003222368A1 (en) | 2003-09-09 |
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