Brevet FR2792469A1 — publié le 20001020

J ENSEMBLE D'ALIMENTATION POUR UN VEHICULE CONTEXTE DE L'INVENTION 1. Domaine de l'invention La présente invention concerne un ensemble d'alimentation pour un véhicule comportant deux systèmes d'alimentation, à savoir, une batterie de stockage de haute tension et une batterie de stockage de basse tension. 2. Description de l'art associé La figure 3 est un schéma synoptique montrant un ensemble d'alimentation classique pour un véhicule. Sur la figure 3, le numéro de référence 1 représente un moteur destiné à déplacer une automobile, le numéro de référence 2 représente un générateur raccordé à et entraîné par le moteur 1; le numéro de référence 3 représente un démarreur destiné à faire démarrer le moteur 1, le numéro de référence 4 représente une charge électrique, constituée par un poste de radio, des lampes, etc., le numéro de référence 5 représente une batterie de stockage à laquelle est appliquée la tension de sortie du générateur 2, le numéro de référence 6 représente un commutateur à clé et le numéro de référence 7 représente un contrôleur destiné à surveiller la tension aux bornes de la batterie de stockage 5 et à réguler la tension de sortie du générateur 2 en se basant sur la tension aux bornes de la batterie de stockage 5. Dans un ensemble d'alimentation classique pour un véhicule construit de la manière ci-dessus, lorsque le commutateur à clé 6 est fermé, fermant un commutateur de commande de démarreur 9, la tension de la batterie de stockage 5 est appliquée au démarreur 3, un courant s'écoule à travers la portion de moteur du démarreur 3 et le démarreur 3 commence à tourner. Le moteur 1 est ainsi entraîné. Puis, le générateur 2 est entraîné par le moteur 1 et commence à générer de l'énergie. La tension de sortie du générateur 2 est régulée, à 14,4 V par exemple et appliquée à la batterie de stockage 5, servant à recharger la batterie de stockage 5. Lorsqu'un commutateur 8 est fermé, la tension aux bornes de la batterie de stockage 5 est appliquée à la charge électrique désirée 4, actionnant la charge électrique désirée 4. La batterie de stockage 5 est maintenant appauvrie par l'utilisation du démarreur 3 et de la charge électrique 4, diminuant la tension à ses bornes. Ainsi, le contrôleur 7 surveille la tension aux bornes de la batterie de stockage 5 et fournit une commande MARCHE/ARR T du courant d'excitation du générateur 2 en réponse à la tension aux bornes, régulant la charge de la batterie de stockage 5. Comme indiqué ci-dessus, dans l'ensemble d'alimentation classique pour un véhicule, une seule batterie de stockage 5 est montée et de plus, puisque la batterie de stockage 5 est connectée à la masse, même lorsque le moteur 1 est au repos, de très faibles courants s'écoulent lorsque le moteur est arrêté, provoquant la décharge de la batterie de stockage 5. De plus, dans un véhicule adoptant un système d'arrêt et démarrage au ralenti, le démarreur 3 est fréquemment utilisé, appauvrissant rapidement la batterie de stockage 5. Ainsi, un problème a consisté en ce que la tension aux bornes de la batterie de stockage 5 a été réduite par cette décharge et cet appauvrissement rapide, rendant impossible la commande du démarreur 3 et en conséquence, le démarrage du moteur 1. Dans de tels cas, il est nécessaire de démarrer le moteur au moyen de l'assistance d'un autre véhicule, conduisant à des situations extrêmement malcommodes. RESUME DE L'INVENTION La présente invention a pour but de résoudre les problèmes ci-dessus et un but de la présente invention consiste à proposer un ensemble d'alimentation pour un véhicule permettant d'éviter de rendre impossible le démarrage du moteur en montant deux systèmes de sources d'alimentation, à savoir, une batterie de stockage de haute tension et une batterie de stockage de basse tension, de façon que la batterie de stockage de basse tension puisse être rechargée par la batterie de stockage de haute tension lorsque la batterie de stockage de basse tension est appauvrie. Pour atteindre le but ci-dessus, selon un aspect de la présente invention, il est fourni un ensemble d'alimentation pour un véhicule comportant: un générateur connecté à un moteur du véhicule; un bus de haute tension auquel est délivrée la tension de sortie du générateur et auquel est connectée une charge de haute tension; un bus de basse tension connecté au bus de haute tension par l'intermédiaire d'un élément abaisseur de tension et auquel sont connectés un démarreur et une charge de basse tension; une batterie de stockage de haute tension dont une borne positive est connectée au bus de haute tension et dont une borne négative est reliée à la masse par l'intermédiaire d'un élément de commutation; une batterie de stockage de basse tension dont une borne positive est connectée au bus de basse tension par l'intermédiaire d'un commutateur à clé et dont une borne négative est reliée à la masse; et un contrôleur pour commander l'ouverture et la fermeture de l'élément de commutation. Le contrôleur est construit de facon à surveiller le démarrage et l'arrêt du moteur, en se basant sur des signaux de démarrage et d'arrêt provenant du moteur et ouvrir l'élément de commutation lorsque l'arrêt du moteur est détecté. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est un schéma synoptique d'un ensemble d'alimentation pour un véhicule selon le mode de réalisation 1 de la présente invention; la figure 2 est un organigramme expliquant le fonctionnement de l'ensemble d'alimentation pour un véhicule selon le mode de réalisation 1 de la présente invention; et la figure 3 est un schéma synoptique d'un ensemble d'alimentation classique pour un véhicule. DESCRIPTION DETAILLEE DU MODE DE REALISATION PREFERE Le mode de réalisation préféré de la présente invention va maintenant être expliqué en référence aux dessins. Mode de réalisation 1 La figure 1 est un schéma synoptique d'un ensemble d'alimentation pour un véhicule selon le mode de réalisation 1 de la présente invention. Sur la figure 1, un générateur 2 est directement raccordé à et entraîné par un moteur et il génère de l'électricité. La tension de sortie du générateur 2 est délivrée à un bus de haute tension 10. Une borne positive d'une batterie de stockage de haute tension 15 est connectée au bus de haute tension 10 et une borne négative de celle-ci est reliée à la masse par l'intermédiaire d'un commutateur à semi-conducteur 14 servant de moyens de commutation. De plus, une charge de haute tension 13, constituée de dégivreurs, etc., est connectée au bus de haute tension 10. Une borne positive d'un bus de basse tension 11 est connectée au bus de haute tension 10 par l'intermédiaire d'un convertisseur continu-continu 12 servant de moyens abaisseurs de tension et une borne négative de celui-ci est reliée à la masse. Une batterie de stockage de basse tension 16 est connectée au bus de basse tension 11 par l'intermédiaire d'un commutateur à clé 6. De plus, un démarreur 3 destiné à démarrer le moteur 1 et une charge de basse tension 4, constituée d'un poste de radio, de lampes, etc., sont connectés au bus de basse tension 11. Ici, si la tension de sortie du générateur 2 est de 42 V et que la tension de batterie de la batterie de stockage de haute tension 15 est de 36 V, par exemple, la tension délivrée au bus de basse tension 11 peut être abaissée jusqu'à 12 V par le convertisseur continu-continu 12. Un contrôleur 17 servant de moyens de commande est respectivement connecté par l'intermédiaire de lignes de signal 30 à 34 au moteur 1, au générateur 2, au commutateur à semi-conducteur 14, à la borne positive de la batterie de stockage de haute tension 15 et à la borne positive de la batterie de stockage de basse tension 16. Des signaux de démarrage et d'arrêt provenant du moteur 1 sont ainsi appliqués à l'entrée du contrôl61eur 17 par l'intermédiaire de la ligne de signal 30. De plus, les tensions aux bornes de la batterie de stockage de haute tension 15 et de la batterie de stockage de basse tension 16 sont appliquées à l'entrée du contrôleur 17 par l'intermédiaire des lignes de signal 33 et 34. Puis, le contrôleur 17 commande la génération d'électricité du générateur 2 en délivrant en sortie un signal MARCHE/ARR T pour le courant d'excitation, par l'intermédiaire de la ligne de signal 31, en se basant sur les signaux de démarrage et d'arrêt provenant du moteur 1 et des tensions aux bornes de la batterie de stockage de haute tension 15 et de la batterie de stockage de basse tension 16 et de plus, commande l'état MARCHE/ARR T du commutateur à semi-conducteur 14 en délivrant en sortie un signal MARCHE/ARR T pour le commutateur à semi-conducteur 14, par l'intermédiaire de la ligne de signal 32. Le fonctionnement d'un ensemble d'alimentation pour un véhicule construit de cette manière va ensuite être expliqué. Lorsque le commutateur à clé 6 est fermé, fermant à son tour un commutateur de commande du démarreur 9, la tension de la batterie de stockage de basse tension 16 est appliquée au démarreur 3, un courant s'écoule à travers la portion de moteur du démarreur 3 et le démarreur 3 commence à tourner. Le moteur 1 est ainsi entraîné et le générateur 2 est entraîné par le moteur 1. Puis, lorsqu'un signal MARCHE pour le courant d'excitation est délivré en sortie par le contrôleur 17, le générateur 2 commence la génération d'électricité. La tension de sortie du générateur 2 est délivrée au bus de haute tension 10 et de plus, est abaissée par le convertisseur continu-continu 12 et délivrée au bus de basse tension 11. Ainsi, la batterie de stockage de haute tension 15 connectée au bus de haute tension 10 est rechargée et la batterie de stockage de basse tension 16 connectée au bus de basse tension 11 est également rechargée. Lorsqu'un commutateur 8 est fermé, la tension aux bornes de la batterie de stockage de basse tension 16 est appliquée à la charge de basse tension désirée 4, activant la charge de basse tension désirée 4. De façon similaire, lorsqu'un commutateur 18 est fermé, la tension aux bornes de la batterie de stockage de haute tension 15 est appliquée à la charge de haute tension désirée 13, activant la charge de haute tension désirée 13. La commande par le contrôleur 17 va ensuite être expliquée en référence à la figure 2. Premièrement, à l'étape 100, le contrôleur 17 surveille le démarrage et l'arrêt du moteur, en se basant sur des signaux de démarrage et d'arrêt provenant du moteur 1, appliqués en entrée par l'intermédiaire de la ligne de signal 30. Puis, lorsque l'arrêt du moteur 1 est détecté, le processus passe à l'étape 101, délivrant en sortie un signal ARR T, par l'intermédiaire de la ligne de signal 32, pour ouvrir le commutateur à semi-conducteur 14. La connexion électrique entre la batterie de stockage de haute tension 15 et le véhicule est ainsi rompue, empêchant la décharge de la batterie de stockage de haute tension 15. Puis, le processus passe à l'étape 102, pour déterminer si la batterie de stockage de basse tension 16 est appauvrie, en se basant sur la tension aux bornes de la batterie de stockage de basse tension 16, appliquée en entrée par l'intermédiaire de la ligne de signal 34. À l'étape 102, si la tension aux bornes de la batterie de stockage de basse tension 16 est inférieure à une valeur fixée, la batterie de stockage de basse tension 16 est estimée être appauvrie et le processus passe à l'étape 103, pour déterminer si la batterie de stockage de haute tension 15 est appauvrie, en se basant sur la tension aux bornes de la batterie de stockage de haute tension 15, appliquée en entrée par l'intermédiaire de la ligne de signal 33. À l'étape 103, si la tension aux bornes de la batterie de stockage de haute tension 15 est supérieure à une valeur fixée, la batterie de stockage de haute tension est estimée être normale et le processus passe à l'étape 104, délivrant en sortie un signal MARCHE par l'intermédiaire de la ligne de signal 32, pour fermer le commutateur à semi-conducteur 14. La tension aux bornes de la batterie de stockage de haute tension 15 est ainsi appliquée à la batterie de stockage de basse tension 16, rechargeant la batterie de stockage de basse tension 16 (étape 105). Ainsi, l'activation du démarreur 3 par la fermeture du commutateur de commande de démarreur 9 peut être effectuée sans entrave. De plus, à l'étape 103, si la tension aux bornes de la batterie de stockage de haute tension 15 est inférieure à la valeur fixée, la batterie de stockage de haute tension 15 est estimée être appauvrie et le processus passe à l'étape 106, illuminant une lampe d'avertissement (non-représentée) indiquant que la batterie est faible. Puis, l'occupant confirme l'illumination de la lampe d'avertissement et démarre le démarreur 3 avec une batterie externe (avec l'assistance d'un autre véhicule, etc.). De plus, à l'étape 100, lorsque le démarrage du moteur 1 est détecté, le processus passe à l'étape 111, délivrant en sortie un signal MARCHE par l'intermédiaire de la ligne de signal 32 pour fermer le commutateur à semi-conducteur 14. Apres cela, le processus passe à l'étape 112, pour déterminer si la batterie de stockage de haute tension 15 est appauvrie, en se basant sur la tension aux bornes de la batterie de stockage de haute tension 15 appliquée en entrée par l'intermédiaire de la ligne de signal 33. À l'étape 112, si la tension aux bornes de la batterie de stockage de haute tension 15 est inférieure à la valeur fixée, la batterie de stockage de haute tension 15 est estimée être appauvrie et le processus passe à l'étape 113, délivrant en sortie un signal MARCHE pour le courant d'excitation par l'intermédiaire de la ligne de signal 31 et le générateur 2 commence la génération d'électricité. La batterie de stockage de haute tension 15 et la batterie de stockage de basse tension 16 sont ainsi rechargées. De plus, à l'étape 112, si la tension aux bornes de la batterie de stockage de haute tension 15 est supérieure à la valeur fixée, la batterie de stockage de haute tension 15 est estimée être normale et le processus passe à l'étape 114 pour déterminer si la batterie de stockage de basse tension 16 est appauvrie, en se basant sur la tension aux bornes de la batterie de stockage de basse tension 16 appliquée en entrée par l'intermédiaire de la ligne de signal 34. À l'étape 114, si la tension aux bornes de la batterie de stockage de basse tension 16 est inférieure à la valeur fixée, la batterie de stockage de basse tension 16 est estimée être appauvrie et le processus passe à l'étape 115, délivrant en sortie un signal MARCHE pour le courant d'excitation par l'intermédiaire de la ligne de signal 31 et le générateur 2 commence la génération d'électricité. La batterie de stockage de basse tension 16 est ainsi rechargée par l'intermédiaire du convertisseur continu-continu 12. De plus, à l'étape 114, si la tension aux bornes de la batterie de stockage de basse tension 16 est supérieure à la valeur fixée, le processus passe à l'étape 116, délivrant en sortie un signal ARR T pour le courant d'excitation par l'intermédiaire de la ligne de signal 31, terminant la génération d'électricité par le générateur 2. Ainsi, lorsque le moteur 2 fonctionne, les tensions aux bornes de la batterie de stockage de haute tension 15 et de la batterie de stockage de basse tension 16 sont chacune maintenues à des valeurs fixées. Selon la présente invention, puisqu'une batterie de stockage de haute tension 15 et une batterie de stockage de basse tension 16 sont prévues et si la batterie de stockage de basse tension 16 est appauvrie lorsque le moteur 1 est arrêté, un commutateur à semi- conducteur 14 est fermé de façon que la tension aux bornes de la batterie de stockage de haute tension 15 puisse être appliquée à la batterie de stockage de basse tension 16 de cette manière. En conséquence, même si la tension aux bornes de la batterie de stockage de basse tension 16 est excessivement réduite pour une raison ou une autre, la batterie de stockage de basse tension 16 est rapidement rechargée, évitant à l'avance le risque de rendre impossible l'activation du démarreur 3 et en conséquence, évitant de rendre impossible le démarrage du moteur 1. De plus, puisque le potentiel électrique de la batterie de stockage de haute tension 15 est élevé par rapport à la batterie de stockage de basse tension 16, il existe une possibilité accrue de décharge due à de très petites fuites de courant, etc. Toutefois, puisque le commutateur à semi-conducteur 14 est conçu pour être ouvert lorsque le moteur 1 est arrêté, la connexion électrique entre la batterie de stockage de haute tension 15 et le véhicule est ainsi rompue, permettant d'éviter la décharge de la batterie de stockage de haute tension 15. En conséquence, la tension aux bornes de la batterie de stockage de haute tension 15 est maintenue, la charge de haute tension 13 peut être actionnée de façon stable. Même si la tension aux bornes de la batterie de stockage de basse tension 16 est excessivement réduite pour une raison ou une autre, la batterie de stockage de basse tension 16 est rapidement rechargée, permettant de supprimer l'apparition de l'impossibilité du démarrage du moteur 1. Ainsi, il est possible d'éviter des cas o le moteur 1 doit être démarré avec l'assistance d'un autre véhicule (batterie externe). De plus, dans le mode de réalisation 1, un commutateur à semi-conducteur 14 est fourni comme moyens de commutation, mais les moyens de commutation ne sont pas limités au commutateur à semi- conducteur 14 et un relais ou analogue peut, par exemple, être utilisé. Selon la présente invention, il est fourni un ensemble d'alimentation pour un véhicule comportant: un générateur connecté à un moteur du véhicule; un bus de haute tension auquel est délivrée la tension de sortie du générateur et auquel est connectée une charge de haute tension; un bus de basse tension connecté au bus de haute tension par l'intermédiaire de moyens abaisseurs de tension et auquel sont connectés un démarreur et une charge de basse tension; une batterie de stockage de haute tension dont une borne positive est connectée au bus de haute tension et dont une borne négative est reliée à la masse par l'intermédiaire de moyens de commutation; une batterie de stockage de basse tension dont une borne positive est connectée au bus de basse tension par l'intermédiaire d'un commutateur à clé et dont une borne négative est reliée à la masse; et des moyens de commande pour commander l'ouverture et la fermeture des moyens de commutation. Les moyens de commande sont construits de façon à surveiller le démarrage et l'arrêt du moteur en se basant sur des signaux de démarrage et d'arrêt provenant du moteur et ouvrir les moyens de commutation lorsque l'arrêt du moteur est détecté. Ainsi, la connexion électrique entre la batterie de stockage de haute tension et le véhicule est rompue lorsque le moteur est arrêté, empêchant la décharge de la batterie de stockage de haute tension. En conséquence, la batterie de stockage de basse tension peut être rechargée par la batterie de stockage de haute tension lorsque la batterie de stockage de basse tension est appauvrie, fournissant un ensemble d'alimentation pour un véhicule permettant d'éviter l'impossibilité du démarrage du moteur. De plus, puisque les moyens de commande sont construits de façon à surveiller les tensions aux bornes positives de la batterie de stockage de haute tension et fermer les moyens de commutation lorsque l'appauvrissement de la batterie de stockage de basse tension et l'arrêt du moteur sont détectés, même si la tension aux bornes de la batterie de stockage de basse tension est excessivement réduite pour une raison ou une autre, la batterie de stockage de basse tension est rapidement rechargée, évitant à l'avance le risque d'impossibilité du démarrage du moteur. REVENDICATIONS 1. Un ensemble d'alimentation pour un véhicule comprenant: un générateur (2) connecté à un moteur (1) du véhicule; un bus de haute tension (10) auquel est délivrée la tension de sortie dudit générateur (2) et auquel est connectée une charge de haute tension (13); un bus de basse tension (11) connecté audit bus de haute tension (10) par l'intermédiaire de moyens abaisseurs de tension (12) et auquel sont connectés un démarreur (3) et une charge de basse tension (4); une batterie de stockage de haute tension (15) dont une borne positive est connectée audit bus de haute tension (10) et dont une borne négative est reliée à la masse par l'intermédiaire de moyens de commutation (14); une batterie de stockage de basse tension (16) dont une borne positive est connectée audit bus de basse tension par l'intermédiaire d'un commutateur à clé (6) et dont une borne négative est reliée à la masse; et des moyens de commande (17) pour commander l'ouverture et la fermeture desdits moyens de commutation (14), caractérisé en ce que lesdits moyens de commande (17) sont construits de façon à surveiller le démarrage et.l'arrêt dudit moteur (1), en se basant sur des signaux de démarrage et d'arrêt provenant dudit moteur (1) et ouvrir lesdits moyens de commutation (14) lorsque l'arrêt dudit moteur (1) est détecté. 2. L'ensemble d'alimentation pour un véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande (17) sont construits de façon à surveiller la tension de la borne positive de ladite batterie de stockage de haute tension (15) et fermer lesdits moyens de commutation (14) lorsque l'appauvrissement de ladite batterie de stockage de basse tension (16) et l'arrêt dudit moteur (1) sont détectés.