Brevet FR2767761A1 — publié le 19990305

L'invention concerne le domaine des réseaux d'alimentation de bord pour véhicule automobile et, dans la réalisation de l'association, relevant de la technique des circuits, entre utilisateurs, appareils de commande et lignes d'alimentation en énergie, elle doit s'appliquer à une zone partielle d'un réseau d'alimentation de bord équipé d'un système multiplex de puissance. La multiplication des composants électriques et électroniques dans un véhicule automobile et la multiplication des liaisons formées de conducteurs qui en résulte ne peuvent se maîtriser de façon rationnelle qu'en utilisant un système multiplex qui comprend, entre autres, un bus de données et un bus de puissance, les différents composants électriques et électroniques étant commandés au moyen du bus de données commun et alimentés en courant au moyen du bus de puissance commun. Un tel système multiplex de puissance est constitué d'un assez grand nombre d'appareils de commande décentralisés, qu'il est convenu d'appeler modules multiplex de puissance ("powermultiplex"), de conducteurs de liaison comportant deux câbles de courant et deux câbles de données, d'un accumulateur d'énergie et des composants électriques et électroniques, c'est-à-dire les utilisateurs. Ces composants électriques et électroniques sont rassemblés par groupes, par exemple "éclairage dans la partie avant", "éclairage dans la partie arrière", "composants de la porte du conducteur", "composants de la porte du passager", etc.. Des signaux de commande, délivrés sur le bus de données, commandent les utilisateurs de puissance et déclenchent des fonctions déterminées, telles que mise en marche et arrêt de moteurs ou mise en circuit ou hors circuit de lampes ou d'éléments de chauffage (revue "METALL", 1993, fascicule 1, pages 41 à 45). Eventuellement, un appareil central de commande peut être associé aux appareils décentralisés de commande en présentant un rang hiérarchique supérieur vis-à-vis de ceux-ci. L'utilisation d'un système multiplex de puissance entraîne une réduction de la complexité du câblage et du poids qui y est lié. C'est ainsi par exemple que, dans le cas d'une répartition appropriée des composants électriques et électroniques sur les différents appareils décentralisés de commande modules, le bus de puissance peut être conçu avec une section de conducteur uniforme de 2,5 mm qui, en tenant compte de l'intensité de courant maximale admissible, assure à chaque module un courant permanent de 16 A (à 12 V) (VDI Berichte n 1009, 1992, pages 121 à 136). Lors du dimensionnement de la section de conducteur des différentes lignes de liaison, il convient, entre autres, de tenir aussi compte du fait que, pour des utilisateurs déterminés, tels que notamment les lampes, la chute de tension se présentant entre la source d'énergie/batterie et les utilisateurs ne doit pas, en raison de l'intensité lumineuse à obtenir, tomber au-dessous d'une valeur fixée par des prescriptions concernant cette question. C'est pourquoi, pour ces utilisateurs sensibles à une chute de tension, la section de conducteur de la ligne d'alimentation en énergie menant à l'appareil de commande décentralisée doit être surdimensionnée en ce qui concerne le courant admissible maximal. Il est donc courant de commander des utilisateurs sensibles à la tension, tels que notamment des lampes, et des utilisateurs tolérants vis-à-vis de la tension, tels que par exemple des moteurs et des éléments de chauffage, au moyen de lignes d'alimentation ou appareils décentralisés de commande modules multiplex de puissance qui sont différents. En ce qui concerne la commande de moteurs, il est connu de commander la vitesse de rotation du moteur au moyen d'une commande par impulsions de la tension continue appliquée, un taux d'impulsions de 0 à 100% pouvant être couvert à l'aide de ce qu'il est convenu d'appeler des éléments générateurs d'impulsions à modulation d'impulsion en largeur (revue "Design + Elektronik", fascicule 24 du 26.11.1996, pages 22 à 24). Ainsi en partant d'un agencement de circuit, pour une zone partielle d'un réseau d'alimentation de bord pour véhicule automobile, dont les utilisateurs sont raccordés à un système multiplex de puissance, tandis que, dans la zone partielle, sont utilisés aussi bien des utilisateurs sensibles à une chute de tension que des utilisateurs tolérants vis-à- vis d'une chute de tension et que, pour commander les utilisateurs, plusieurs appareils décentralisés de commande sont prévus et les utilisateurs branchés en aval d'un appareil décentralisé de commande peuvent être raccordés à une ligne commune d'alimentation en énergie au moyen d'interrupteurs de puissance, l'invention a pour but de rendre optimale la section de conducteur de la ligne d'alimentation en énergie qui est nécessaire dans la zone partielle du réseau d'alimentation de bord du véhicule automobile. Conformément à l'invention, ce but est atteint, dans un agencement de circuit électrique du type défini ci-dessus par le fait qu'aussi bien des utilisateurs sensibles à une chute de tension que des utilisateurs tolérants vis-à-vis d'une chute de tension sont branchés en aval d'un appareil décentralisé de commande, qu'en outre, la section électrique de la ligne d'alimentation en énergie commune est adaptée à la chute de tension maximale admissible pour le fonctionnement simultané des utilisateurs sensibles à une chute de tension et qu'il est prévu, associé à l'appareil décentralisé de commande, un dispositif au moyen duquel le courant sur la ligne d'alimentation en énergie commune est adaptable à la chute de tension maximale admissible au moyen d'une surveillance de la chute de tension sur la ligne et d'une commande variable des utilisateurs tolérants vis- à-vis d'une chute de tension. La réalisation de l'agencement de circuit qui est prévue conformément à l'invention est basée sur le fait qu'en général, dans la zone partielle considérée d'un réseau d'alimentation de bord, seule une partie des utilisateurs sensibles à la tension sont simultanément en service et que, dans cette situation, une partie de la puissance prévue pour les utilisateurs sensibles à la tension peut être appliquée aux utilisateurs tolérants vis-à-vis de la tension. Un exemple typique à cet égard est constitué par la partie arrière d'un véhicule de tourisme comportant les feux arrière, le feu d'immatriculation, les feux de freinage, les feux clignotants, le phare de recul et le feu antibrouillard, d'une part, et l'élément de chauffage de lunette arrière et le moteur d'essuie-glace, d'autre part. Le fait d'appliquer l'invention permet ainsi, dans une zone partielle d'un réseau d'alimentation de bord pour véhicule automobile, d'utiliser, à la place de deux lignes d'alimentation en énergie présentant par exemple chacune une section de conducteur de 2,5 mm2 ou à la place d'une ligne d'alimentation en énergie présentant une section de conducteur de 4 mm2, une ligne unique d'alimentation en énergie présentant une section de conducteur de 2,5 mm2, ce qui entraîne des gains en matière et en poids, ainsi qu'en encombrement, et une gestion plus aisée des faisceaux de câbles. Le dispositif, prévu conformément à l'invention, qui permet une commande variable des utilisateurs tolérants vis-à-vis d'une chute de tension peut - dans la mesure o il en existe un - être monté dans un appareil central de commande du système multiplex de puissance ou dans l'appareil décentralisé de commande (module multiplex de puissance) associé à la zone partielle considérée. Ce dispositif électronique - programmé d'une manière appropriée - surveille la consommation de puissance momentanément nécessaire dans la zone partielle, calcule la chute de tension qui y est liée et compare celle-ci à la chute de tension maximale admissible. En fonction du résultat de cette comparaison, un ou plusieurs utilisateurs tolérants vis- à-vis d'une chute de tension sont temporairement "décrochés" ou commandés avec une puissance nécessaire réduite ou éventuellement totale. A cet effet, on peut de préférence utiliser ce qu'il est convenu d'appeler des éléments générateurs d'impulsions à modulation d'impulsion en largeur, lesquels permettent un cadencement approprié du courant appliqué à l'utilisateur tolérant vis-à-vis d'une chute de tension. Ainsi, l'agencement de circuit conforme à l'invention peut aussi présenter l'une ou l'autre des particularités suivantes: - pour la commande variable des utilisateurs tolérants vis-à-vis d'une chute de tension, il est prévu un élément générateur d'impulsions à modulation d'impulsion en largeur, les feux de la zone arrière d'un véhicule automobile de tourisme constituent les utilisateurs sensibles à une chute de tension et l'élément de chauffage de lunette arrière constitue l'utilisateur tolérant vis-à-vis d'une chute de tension. Un exemple de réalisation d'un agencement de circuit mettant en oeuvre l'invention est représenté aux figures 1 à 3. On voit: à la figure 1, en représentation schématique, l'agencement d'un système multiplex de puissance dans un véhicule de tourisme, à la figure 2, un appareil décentralisé de commande raccordé à un bus combiné de puissance et de données et comportant des utilisateurs disposés en aval et, à la figure 3, un ordinogramme du déroulement de prise de décision concernant la commande d'utilisateurs tolérants vis-à-vis d'une chute de tension. Comme le montre la figure 1, un système multiplex de puissance est associé à un véhicule automobile de tourisme 1, ce système multiplex de puissance étant constitué d'un appareil central de commande 2, du bus de données et de puissance 3 et des appareils décentralisés de commande 21 à 27 raccordés au bus de données- puissance. Comme le montre la figure 2, plusieurs utilisateurs, pour lesquels il s'agit du feu d'immatriculation 11, du feu de recul 12, du feu de frein 13, du phare de recul 14, du feu clignotant 15, d'un troisième feu de frein 16 et de l'élément de chauffage de lunette arrière 17, sont connectés en aval de l'appareil décentralisé de commande, qui est ce qu'il est convenu d'appeler un module multiplex de puissance 26, lequel est raccordé à la ligne de données bifilaire 31 et à la ligne d'alimentation en énergie bifilaire 32. En ce qui concerne les utilisateurs 11 à 16, il s'agit de ce qu'il est convenu d'appeler des utilisateurs sensibles à la tension. Pour ces utilisateurs, la section électrique de la ligne d'alimentation en énergie 32 doit être dimensionnée de façon telle que, dans le cas du fonctionnement simultané de tous les feux, la chute de tension maximale admissible sur cette ligne 32 n'est pas franchie. En ce qui concerne l'élément de chauffage de lunette arrière 17, il s'agit d'un utilisateur tolérant vis-à-vis d'une chute de tension qui donc - pour une chute de tension maximale préfixée sur la ligne d'alimentation en énergie 32, peut être commandé avec des intensités de courant différentes. Un bloc fonctionnel 33 servant de contrôleur programmé est associé soit à l'appareil décentralisé de commande 26, soit à l'appareil central de commande 2 et ce bloc-contrôleur reçoit dans une mémoire S, comme le montre la figure 3, les ordres (marche, arrêt) donnés aux utilisateurs 11 à 17 et présents sur le bus de données et de puissance 3, calcule la somme de la puissance requise et contrôle alors dans un comparateur V, en ce qui concerne les chutes de tension admissibles et les intensités de courant admissibles sur le bus de puissance 32, la puissance qui est dans l'ensemble exigée. Si le résultat du contrôle est positif, le ou les utilisateurs tolérants vis-à-vis d'une chute de tension sont commandés au moyen d'un commutateur E. Si le résultat est négatif, la puissance exigée est réduite à la valeur dans l'ensemble tolérable, au moyen d'un réducteur D réalisé sous forme d'un élément générateur d'impulsions à modulation d'impulsion en largeur, par commande par impulsions ou mise hors circuit complète d'un ou plusieurs utilisateurs tolérants vis-à-vis d'une chute de tension. REVENDICATIONS 1. Agencement de circuit, pour une zone partielle d'un réseau d'alimentation de bord pour véhicule automobile, dont les utilisateurs sont raccordés à un système multiplex de puissance, tandis que, dans la zone partielle, aussi bien des utilisateurs sensibles à une chute de tension que des utilisateurs tolérants vis-à- vis d'une chute de tension sont utilisés et que, pour commander les utilisateurs, plusieurs appareils décentralisés de commande sont prévus et les utilisateurs branchés en aval d'un appareil décentralisé de commande peuvent être raccordés à une ligne commune d'alimentation en énergie au moyen d'interrupteurs de puissance, caractérisé en ce qu'aussi bien des utilisateurs (11 à 16) sensibles à une chute de tension que des utilisateurs (17) tolérants vis- à-vis d'une chute de tension sont branchés en aval d'un appareil décentralisé de commande (26), en ce que la section électrique de la ligne d'alimentation en énergie (32) commune est adaptée à la chute de tension maximale admissible pour le fonctionnement simultané des utilisateurs sensibles à une chute de tension et en ce qu'il est prévu, associé à l'appareil décentralisé de commande (26), un dispositif (33) au moyen duquel le flux de courant sur la ligne d'alimentation en énergie (32) commune est adaptable à la chute de tension maximale admissible au moyen d'une surveillance de la chute de tension sur la ligne et d'une commande variable des utilisateurs tolérants vis-à-vis d'une chute de tension. 2. Agencement de circuit suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, pour la commande variable des utilisateurs tolérants vis-à-vis d'une chute de tension, il est prévu un élément générateur d'impulsions à modulation d'impulsion en largeur. 3. Agencement de circuit suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les feux de la zone arrière d'un véhicule automobile de tourisme constituent les utilisateurs sensibles à une chute de tension et l'élément de chauffage de lunette arrière (17) constitue l'utilisateur tolérant vis-à-vis5 d'une chute de tension.