Brevet FR2770303A1 — publié le 19990430

Les véhicules destinés à la police, aux services incendie, à l'entretien des routes, aux premiers secours en cas d'accident, au transport des malades ou des blessés... possèdent des équipements spéciaux consommateurs d'énergie électrique. Il s'agit généralement d'avertisseurs sonores et/ou lumineux, fixes, tournants ou clignotants, de projecteurs situés à l'avant et à l'arrière du véhicule et, dans le cas d'ambulances équipées d'une cellule médicale, d'équipements de climatisation, d'éclairage, de ventilation... L'énergie électrique destinée à l'alimentation de ces équipements est fournie par le véhicule au moyen de son alternateur et de sa batterie d'accumulateur. Lorsque le véhicule roule, l'énergie disponible est en général suffisante à l'alimentation correcte de ces équipements, d'autant que le plus souvent, alors que le véhicule se déplace, tous ne sont pas mis en service (ceci est vrai notamment des projecteurs qui sont prévus pour l'eclaire- ment d'une scène fixe par le véhicule à l'arrêt). C'est lorsque le véhicule est à l'arrêt que les besoins en énergie sont les plus importants. Par ailleurs ce type de véhicule doit pouvoir intervenir très rapidement et pour cela doit être constamment maintenu en parfait état de marche. Il est donc nécessaire non seulement de pouvoir détecter rapidement les défaillances lorsqu'elles se produisent, mais surtout les prévenir afin qu'elles ne se produisent pas. En effet, une défaillance, par hypothèse, ne doit pas se produire sur un tel véhicule lorsqu'il est en mission car cela peut gravement compromettre la qualité de cette mission. Il est donc nécessaire pour de tels véhicules d'assurer une gestion aussi fine que possible de tous les éléments qui sont consommateurs d'énergie ainsi que de ceux qui en sont les fournisseurs tant en ce qui concerne leur fonctionnement (monitorage) qu'en ce qui concerne leur entretien afin d'assurer à l'utilisateur une garantie de fiabilité du véhicule. Cette gestion doit permettre soit de préserver suffisamment d'énergie pour assurer les fonctions essentielles du véhicule à l'arrêt (moteur tournant au ralenti), soit de conserver suffisamment d'énergie pour le redémarrage de celui-ci après un usage des équipements spéciaux moteur arrêté. A cet effet, l'invention a donc pour objet un dispositif de gestion de l'état et du fonctionnement des équipements électriques spéciaux d'un véhicule automobile dans lequel chacun de ces équipements est reliée à une source d'alimentation formée par au moins une batterie d'accumulateur et d'un alternateur entraîné par le moteur du véhicule. Ce dispositif est constitué, selon l'invention, par une unité centrale comprenant un microprocesseur programmable reliée à chacun des organes de commande et de contrôle de l'alimentation des équipements spéciaux, reliée à un organe de commande et de contrôle de l'alternateur, relié à un organe de contrôle délivré par la batterie d'accumulateur, relié à au moins un terminal d'interface permettant à un opérateur de transmettre des instructions vers le microprocesseur et de recevoir du microprocesseur des informations destinées à l'opérateur, tandis que le programme du microprocesseur comprend une série d'instructions de commande automatique de coupure d'alimentation de certains équipements lorsque la tension surveillée de la batterie d'accumulateur franchit à la baisse un seuil prédéterminé et une série d'instructions de rétablissement de cette alimentation lorsque la tension délivrée par la batterie franchit à la hausse le seuil susdit. La programmation de l'unité centrale du dispositif de l'invention permet ainsi de définir des équipements prioritaires parmi les équipements du véhicule en question. Lorsque l'appel d'énergie de tous ces équipements atteint un seuil tel que les fournisseurs d'énergie sont sur le point de ne plus satisfaire à la totalité de la demande, le dispositif de gestion déleste la batterie d'accumulateur associée à l'alternateur du véhicule d'un certain nombre de ces charges en coupant l'alimentation de certains des équipements qui ne sont pas prioritaires. Ce délestage permet de consacrer l'énergie disponible aux seuls équipements qui ont été définis comme étant prioritaires, c'està-dire dans le cas par exemple d'une ambulance, les équipements associés à la cellule médicale de celle-ci tels que son éclairage, sa climatisation et les appareils utiles aux premières interventions ou au premiers soins à donner aux blessés ou aux patients. En revanche, on peut couper l'alimentation de certains équipements jugés non prioritaires tels que tout ou partie des feux de signalisation ou des projecteurs d'éclairage associés au véhicule. Lorsque la situation redevient normale, le microprocesseur peut automatiquement grâce à son programme réenclencher l'alimentation de tout ou partie des éléments qui ont été délestés. Dans le cas où les équipements spéciaux sont utilisés alors que le moteur du véhicule est à l'arrêt (cas de voitures de police utilisant de manière intensive une radio ou un radar), l'invention déleste de la batterie l'alimentation de ces équipements afin de préserver au véhicule sa capacité de démarrer avec sa batterie. De manière avantageuse, préalablement à la commande automatique de coupure, le programme du microprocesseur comporte des instructions d'alerte de l'opérateur qui lui sont transmises au moyen du terminal d'interface. L'opérateur, ainsi prévenu, peut agir de lui-même sur certains des éléments spéciaux afin notamment d'adapter le délestage nécessaire à opérer à la situation concrète dans laquelle se trouve le véhicule plutôt que de laisser la main à l'unité centrale qui procédera à ce délestage selon une programmation correspondant à un délestage par défaut standard. Dans certains cas, l'excès de demande d'énergie par rapport à sa fourniture peut résulter d'un mauvais risque de fonctionnement de l'alternateur dont la cause principale est une vitesse de rotation trop basse du fait d'un régime de ralenti moteur également trop faible. Dans le dispositif de l'invention, préalablement à la commande automatique de coupure, le programme du microprocesseur peut comporter une série d'instructions, de contrôle du régime du moteur du véhicule, et d'ajustement de celui-ci à une valeur de consigne qui a été introduite par programmation au moment de la configuration du dispositif en fonction du véhicule en cause. Par ailleurs on notera que l'unité centrale comporte des moyens de mémoire pour l'enregistrement, commandé par son programme, d'un certain nombre de paramètres concernant le fonctionnement des équipements spéciaux, de l'alternateur et de la ou des batteries d'accumulateur. On constitue ainsi un historique de fonctionnement du véhicule qui peut être daté et/ou corrélé avec le nombre d'heures de son fonctionnement, afin de rationaliser un programme de maintenance qui lui serait associé. Enfin, l'unité centrale comporte des moyens pour son raccordement temporaire à une unité de programmation du microprocesseur et de lecture de la mémoire de ce dernier. Grâce à cette disposition, il est possible de fabriquer une unité centrale standard et de configurer cette unité centrale en fonction de la nature et du type du véhicule sur lequel elle est installée. Cette possibilité de raccordement permet également de relever périodiquement l'historique de fonctionnement du véhicule et de ses équipements aux fins d'exploitation de ces données pour établir et/ou contrôler l'exécution d'un programme de maintenance grâce auquel le véhicule sera maintenu de manière optimale en état de marche. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après d'un mode de sa réalisation. Il sera fait référence à la figure unique qui illustre de manière schématique le dispositif de l'invention associé aux équipements spéciaux dont il gère le fonctionnement. A cette figure on a représenté un moteur de véhicule 1 auquel est accouplé un alternateur 2 de charge d'une batterie d'accumulateur 3. Le véhicule comporte également une batterie d'accumulateur secondaire 4 montée en parallèle avec la batterie 3 par fermeture d'un interrupteur de liaison 4a. A la sortie de la batterie 3 le véhicule comporte une ligne d'alimentation 5 pour des équipements spéciaux notés 6, 7 et 8. Ces équipements spéciaux peuvent par exemple être un ou plusieurs gyrophares, des lampes flashes, un avertisseur ou une sirène, un dispositif émetteur/récepteur de radio, un dispositif de climatisation d'un cellule médicale d'ambulance, un ou plusieurs projecteurs fixes ou orientables, un ou plusieurs appareils médicaux d'intervention ou de mesure, plusieurs lampes d'éclairage de la cellule médicale d'une ambulance. Ces équipements spéciaux possèdent chacun des modules de commande et de contrôle 9, 10, 11 de leur alimentation. Chaque module comporte typiquement un interrupteur et un fusible et des moyens permettant à un automate de commander le changement d'état de l'interrupteur et de contrôler cet état ainsi que celui du fusible. Le dispositif de l'invention comporte une unité centrale 12 qui est reliée de manière classique par exemple par un bus 13 de terrain, aux différents organes de commande et de contrôle des équipements spéciaux. Cette unité centrale est également reliée au moyen d'une carte spécifique 14 connue en elle-même à des capteurs tels que 15 pour la surveillance du régime du moteur 1 et 16 pour la surveillance de la tension de sortie de la ou des batteries d'accumulateur 3 et 4. L'unité centrale comporte également une liaison avec des terminaux d'interface 17 et 18, ces terminaux permettant d'envoyer des instructions au microprocesseur au moyen d'un clavier et de recevoir des informations de ce microprocesseur affichées par exemple sur un écran à cristaux liquides. D'autres dispositifs d'affichage peuvent être utilisés comme des diodes électroluminescentes de couleurs différentes indiquant l'état d'un certain nombre de paramètres ou d'organes pilotés par le microprocesseur. Dans certaines applications un seul terminal 17 peut suffire: il serait disposé par exemple sur le tableau de bord du véhicule ; dans le cas d'une ambulance d'intervention, un second terminal 18 peut être disposé dans la cellule médicale du véhicule. Enfin, l'unité centrale 12 comporte des moyens 19 pour le raccordement d'une unité de programmation 20 et de lecture de la mémoire nécessairement associée au microprocesseur. L'unité de commande 12 possède un programme général permettant la gestion de la commande et du contrôle de chacun des organes 9, 10, 11. de commande et de contrôle des équipements spéciaux. Ce programme comprend des instructions qui permettent de commander et contrôler les organes 9, 10, 11 en fonction d'une part des données fournies au niveau des interfaces 17, 18 par l'opérateur et d'autre part des paramètres surveillés au niveau du fonctionnement du moteur et de la tension d'alimentation des batteries. Tout événement, soit commandé soit fortuit se passant au niveau des organes 9, 10 et 11 est enregistré dans une zone de mémoire prévue à cet effet dans l'unité centrale. Par ailleurs, le programme standard de l'unité centrale a besoin pour fonctionner de connaître certaines caractéristiques du véhicule et des équipements spéciaux qui lui sont associés. Grâce à l'unité de programmation 20, on peut introduire dans les zones mémoires appropriées de l'unité centrale les valeurs de ces caractéristiques, ce qui permet de configurer le dispositif de l'invention au véhicule sur lequel il est monté. Cette configuration peut être réalisée par une procédure classique d'initialisation par menu déroulant au niveau de l'unité 20, que celle-ci soit directement branchée à l'unité centrale ou qu'elle y soit branchée à distance par le moyen par exemple du réseau téléphonique. En fonctionnement, lorsque l'unité centrale détecte une tension aux bornes des batteries 3, 4, sur le point de franchir un seuil de consigne, elle émet en direction par exemple de l'interface 17 un message caractéristique de cet état. L'opérateur peut alors agir immédiatement pour mettre hors service certains des équipements qui ne lui paraissent pas indispensables au bon fonctionnement du véhicule compte tenu de la situation particulière dans laquelle il se trouve. préalablement à cette alerte, l'unité centrale aura vérifié l'état du régime moteur et comparé cet état à la valeur de consigne qu'elle contient. Si le régime moteur est inférieur à cette valeur, l'unité centrale émettra un ordre d'augmentation du régime moteur au moyen par exemple d'un équipement spécial 21 du véhicule consistant à un actionneur de la pédale d'accélérateur du véhicule équipé d'un organe de commande et de contrôle 22 disposé sur le bus 13. Si au bout d'une certaine temporisation, le message d'alerte na pas été suivi d'effet, l'unité centrale prendra alors automatiquement la décision de délester la charge aux bornes des batteries 3 et 4 en application de certaines instructions de son programme qui contiennent les données d'identification des équipements qu'il convient d'isoler de la ligne d'alimentation 5. Lorsque l'unité centrale constate un retour à la normale de la tension présente aux bornes des batteries, elle comman dera le rétablissement de l'alimentation des équipements qui ont été isolés. Dans le cas où le véhicule possèderait deux batteries d'accumulateur, préalablement au délestage, l'unité centrale peut commander le couplage de ces deux batteries par l'actionneur 23 de l'interrupteur 4a en cas de défaillance au niveau de l'alimentation. Enfin, périodiquement, grâce à l'unité de programmation et de lecture 20, on peut relever l'historique du fonctionnement des équipements spéciaux du véhicule ainsi que celui de son moteur au ralenti afin de pouvoir décider, en fonction d'un programme de maintenance et d'entretien, sil faut ou non procéder à la révision de ce dernier en vue de prévenir certaines défaillances. Le relevé de cette mémoire permet également d'intervenir ponctuellement pour remplacer des organes de commande de contrôle ou même des équipements spéciaux défaillants, et ceci indépendamment des opérateurs qui sont libérés de cette charge de surveillance. Cet historique mémorisé par l'unité centrale est avantageux car les véhicules considérés sont en général utilisés par plusieurs équipes dont le souci premier n'est pas de vérifier le bon état de marche du véhicule ni de consigner les anomalies mais d'agir au plus vite dans une situation où l'urgence est grande. L'historique de chaque véhicule peut être centralisé, ce qui permet d'améliorer grandement la gestion d'un parc de véhicules d'intervention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de gestion de l'état et du fonctionnement des équipements électriques spéciaux (6, 7, 8) d'un véhicule automobile dans lequel chacun de ses équipements est relié à une source d'alimentation formée par au moins une batterie (3, 4) d'accumulateur et d'un alternateur (2) entraîné par le moteur (1) du véhicule, caractérisé en ce qu'il est constitué par une unité centrale (12) comprenant un microprocesseur programmable reliée chacun des organes (9, 10, 11) de commande et de contrôle de l'alimentation des équipements spéciaux (6, 7, 8), reliée à un organe de commande et de contrôle (15) de l'alternateur (2), reliée à un organe de contrôle (16) de la tension délivrée par la batterie d'accumulateur (3, 4), reliée à au moins un terminal d'interface (17, 18) permettant à un opérateur de transmettre des instructions vers le microprocesseur de l'unité centrale (12) et de recevoir de ce microprocesseur des informations qui lui sont destinées et en ce que le programme du microprocesseur comporte une série d'instructions de commande automatique de coupure de l'alimentation de certains équipements (6, 7, 8) lorsque la tension surveillée de la batterie (3, 4) d'accumulateur franchit à la baisse un seuil prédéterminé et de rétablissement de cette alimentation lorsque la tension délivrée par la batterie franchit à la hausse le seuil susdit 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, préalablement à la commande automatique de coupure, le programme du microprocesseur de l'unité centrale (12) comporte des instructions d'alerte de l'opérateur au moyen du terminal d'interface (17, 18) 3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que préalablement à la commande automatique de coupure, le programme du microprocesseur de l'unité centrale (12) comporte une série d'instructions de contrôle du régime de rotation du moteur (1) et d'ajustement de celui-ci à une valeur de consigne. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité centrale comporte des moyens de mémoire pour l'enregistrement automatique et daté d'un certain nombre de paramètres concernant le fonctionnement des équipements spéciaux, de l'alternateur et de la ou des batteries d'accumulateurs. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité centrale (12) comporte des moyens (19) pour son raccordement temporaire à une unité (20) de programmation du microprocesseur et de lecture de la mémoire de ce dernier.