Brevet FR2882864A1 — publié le 20060908

CIRCUIT ELECTRIQUE MUNI D'UN GENERATEUR SECONDAIRE DE TENSION POUR LA FOURNITURE D'ELECTRICITE DANS UN HABITACLE DE VEHICULE AUTOMOBILE L'invention se rapporte à un circuit électrique muni d'un générateur secondaire de tension pour la fourniture d'électricité dans un habitacle de véhicule automobile, notamment pour un organe de préchauffage, ainsi qu'un procédé utilisant en particulier ledit circuit. Il est particulièrement désagréable de pénétrer dans un véhicule automobile qui est resté immobilisé dans un lieu froid, notamment un garage, car l'habitacle dudit véhicule présente une température intérieure basse. Une fois le moteur thermique du véhicule automobile mis en route, il faut parfois plusieurs minutes, voire une dizaine de minutes dans les cas les plus extrêmes, pour réchauffer l'habitacle correctement et uniformément. Pendant toute cette période, le conducteur et les passagers doivent donc supporter une température basse et une ventilation à cette température. Par ailleurs, la mise en route de la ventilation seule, avant de démarrer le véhicule automobile ou peu de temps après sa mise en route, est généralement à proscrire car elle enverrait de l'air frais issu soit de l'habitacle soit de l'extérieur. Or, cet air n'aurait pas eu le temps de monter en température correctement grâce au moteur et au système habituel de chauffage, et l'effet inverse à celui désiré risque d'être obtenu. Ainsi, que le véhicule automobile soit dans un garage froid ou pendant les premières minutes qui suivent son démarrage, l'habitacle reste à une température relativement basse qui peut s'avérer particulièrement incommodante pour ses occupants. Une solution connue pour ne pas avoir à subir ce froid consiste à brancher sur le secteur un petit radiateur électrique, par exemple un radiateur de salle de bain, et de le placer dans l'habitacle lorsque le véhicule automobile est à l'arrêt. Cependant, ce système est peu commode, pas adapté à ce type d'utilisation, et peut s'avérer dangereux s'il est mal placé ou mal orienté, et l'air chaud expulsé n'est pas uniformément réparti dans l'habitacle. Par ailleurs, un radiateur de ce type, adapté à une tension de véhicule et branché sur la batterie du véhicule, risque de décharger la batterie très rapidement et de la détériorer pour un effet peu satisfaisant. Ainsi, il est particulièrement difficile dans les véhicules actuels de réchauffer rapidement l'habitacle d'un véhicule automobile froid. Un autre problème se pose concernant l'utilisation de manière plus globale d'équipements fonctionnels d'un habitacle de véhicule automobile lorsque ledit véhicule est immobilisé avec le moteur arrêté, que ce soit dans un garage ou proche d'une habitation. En effet, un risque important de décharger la batterie existe lors de l'utilisation de ces équipements fonctionnels, tels qu'un lecteur CD/DVD ou un système de guidage par satellite, ou encore des organes d'un appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation. Le risque concerne le démarrage du véhicule automobile car cette phase nécessite une puissance électrique importante à fournir en peu de temps par la batterie. Si de trop nombreuses utilisations de la batterie sont effectuées pour alimenter des éléments fonctionnels lorsque le véhicule automobile est immobilisé avec le moteur à l'arrêt, ladite batterie risque de se décharger rapidement et de s'user prématurément, par une décharge trop importante. Certaines voitures récentes sont équipées d'un système d'arrêt momentané du moteur lorsque le véhicule est immobilisé dans la circulation, appelé également système stop and start . Avec ce système, la charge de la batterie couplée à un alterno-démarreur, doit être parfaitement connue, maîtrisée, et maximale lors du démarrage ou du redémarrage du véhicule. Les inconvénients cités précédemment augmentent donc en intensité dans ce type de véhicule, car la batterie est alors utilisée plus fréquemment que dans les véhicules qui ne sont pas équipés de ce système d'arrêt intermittent du moteur thermique. Enfin, concernant les batteries des véhicules de type hybride à moteurs électrique et thermique, ou des véhicules à moteur thermique, il n'existe pas de moyen de contrôle de la charge de la batterie du véhicule lorsque celui-ci est en mode stationnement. Les problèmes évoqués précédemment se posent donc d'autant plus que dans ces véhicules particuliers, la batterie fournit une grande partie de l'énergie demandée. Un risque élevé de décharge rapide et inopinée de la batterie est donc à prévoir si l'utilisation de celle-ci n'est pas surveillée. Un but de la présente invention est donc de proposer un moyen pour avoir très rapidement, et de manière fiable, une source de courant électrique dans un véhicule à l'arrêt, en particulier pour préchauffer son habitacle à l'arrêt, et pour toute application consommant de l'énergie électrique. Plus précisément, l'invention se rapporte à un circuit électrique pour la fourniture d'électricité dans un habitacle de véhicule automobile, comprenant au moins une batterie délivrant un courant électrique, et au moins un équipement fonctionnel de l'habitacle du véhicule connecté électriquement à ladite batterie pour être alimenté en courant, ledit circuit comprenant en outre un générateur secondaire de tension branché directement sur le secteur et fournissant un courant électrique à l'équipement fonctionnel pour l'alimenter et/ou à ladite batterie pour la recharger. Selon des modes de réalisation préférés de la présente 10 invention: - le générateur secondaire est intercalé entre le secteur, délivrant un courant sous une tension de 230 Volts environ, la batterie et/ou ledit équipement fonctionnel pour délivrer à l'une comme à l'autre un courant électrique sous une tension comprise entre environ 12 et 16 Volts; - le générateur secondaire est relié électriquement à la batterie à l'aide de câbles d'alimentation, et la batterie et le générateur secondaire sont reliés électriquement à chaque équipement fonctionnel par l'intermédiaire d'un circuit secondaire de dérivation; - l'équipement fonctionnel est choisi parmi: une résistance à coefficient de température positif, un moteur de pulseur propulsant de l'air chaud et/ou froid, un équipement audio/vidéo, un compresseur électrique ou hybride, et une combinaison d'au moins deux de ces équipements fonctionnels; - un interrupteur branché électriquement sur le générateur 25 secondaire est prévu dans le circuit secondaire de dérivation pour commander l'alimentation de la résistance; - un moteur de pulseur est relié électriquement au circuit secondaire de dérivation pour coopérer avec la résistance au préchauffage de l'habitacle du véhicule, à l'arrêt de celui-ci; - un interrupteur est connecté entre la batterie et le circuit secondaire de dérivation, pour alimenter ledit équipement fonctionnel en courant électrique issu soit de la batterie, soit du générateur secondaire; - le circuit comprend également une sonde de contrôle de l'état de charge/décharge de la batterie, ladite sonde étant intercalée entre le générateur secondaire et ladite batterie; et - le circuit comprend en outre un tableau de commande pour piloter le fonctionnement du circuit et notamment la charge de la batterie par le générateur secondaire ou la décharge de ladite batterie lorsqu'elle alimente un équipement fonctionnel en courant électrique. La présente invention se rapporte également à un procédé pour délivrer du courant électrique à au moins un équipement fonctionnel d'un habitacle de véhicule, notamment à l'aide d'un circuit électrique tel que décrit précédemment, consistant à relier électriquement un générateur secondaire de tension branché sur le secteur à une batterie afin de la recharger et/ou sur l'équipement fonctionnel pour l'alimenter en courant électrique. Avantageusement, le secteur fournit du courant sous une tension d'environ 230 Volts directement au générateur et ledit générateur fournit du courant électrique sous une tension comprise entre environ 12 et 16 Volts à l'équipement et/ou à la batterie. De préférence, une opération de contrôle et d'adaptation de la charge de la batterie par le générateur, ou une opération de la décharge de ladite batterie lorsqu'elle délivre du courant à l'équipement fonctionnel, est effectuée par une sonde de contrôle intercalée entre la batterie et le générateur secondaire. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description détaillée qui suit, en référence à des exemples de réalisation illustré par les dessins annexés qui représentent respectivement: - la figure 1, une vue schématique d'un premier mode de réalisation d'un circuit électrique conforme à la présente invention, - la figure 2, une vue schématique d'un circuit électrique conformément à un deuxième mode de réalisation de la présente invention, la figure 3, une vue schématique d'un circuit électrique conformément à un troisième mode de réalisation de la présente invention, et - la figure 4, une vue schématique d'un circuit électrique conformément à un quatrième mode de réalisation de la présente invention. Les figures 1 à 4 représentent, de manière simplifiée, un circuit électrique 10 destiné à alimenter en courant électrique des équipements fonctionnels d'un véhicule automobile, en particulier des équipements fonctionnels équipant l'habitacle dudit véhicule. Différentes applications sont décrites ci-après pour différents types d'équipements fonctionnels utilisables en particulier lorsque le véhicule est à l'arrêt. Sur la figure 1, le circuit électrique 10 comprend une source de tension 20 de type secteur sensiblement égale à 230 Volts, délivrant un courant électrique continu. Cette source de tension 20 peut par exemple être une prise électrique normale, soit d'un garage dans lequel le véhicule automobile est garé, soit d'une partie d'habitation proche de laquelle se trouve le véhicule. Un générateur secondaire de tension 30 est relié électriquement à la source de tension 20 pour être alimenté directement en tension de type secteur. Ce générateur secondaire 30 délivre un courant électrique sous une tension comprise entre environ 12 et 16 Volts pour une puissance d'environ 2 kilowatts ou plus, ladite tension pouvant varier en sortie du générateur ou pouvant être modulable par l'utilisateur. En sortie, le générateur secondaire 30 est relié, à l'aide de câbles d'alimentation 35, à une batterie 40 de type ordinaire montée dans le véhicule, et à un circuit secondaire de dérivation 50 alimentant au moins un équipement fonctionnel. Une rallonge, illustrée par le câble 25, permet de placer le générateur secondaire 30 à divers endroits autour ou dans le véhicule automobile, de préférence proche de la batterie 40, par exemple sur le capot moteur du véhicule. Une sonde de contrôle 60 mesurant le courant 'bat et la tension Vbat traversant la batterie 40 est reliée électriquement au générateur secondaire 30 par l'intermédiaire de câbles d'alimentation 65. Cette sonde de contrôle 60 est prévue sur un des câbles d'alimentation 35 pour contrôler l'état de charge/décharge de la batterie 40. Un tableau de commande 70, par exemple d'un appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation, est également relié électriquement au circuit secondaire 50, à l'aide de câbles d'alimentation 75. Grâce à la sonde de contrôle 60, le générateur secondaire régule le fonctionnement du circuit électrique 10 de sorte que la batterie 40 ne délivre aucun courant aux équipements fonctionnels à alimenter, pour éviter qu'elle ne se décharge. Le générateur secondaire 30 prend le relais pour fournir à l'équipement fonctionnel le courant juste nécessaire. En pratique, le générateur secondaire 30 fournit une tension à peine supérieure à al tension de la batterie 40 afin de ne pas décharger celle-ci. Dans la configuration où la charge de la batterie 40 est recherchée, le générateur secondaire 30 est piloté en fonction des mesures de la sonde de contrôle 60 pour fournir le courant nécessaire pour recharger la batterie 40 dans les meilleures conditions. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, un premier équipement fonctionnel se présente sous la forme d'une résistance 80, par exemple à coefficient de température positif (CTP). Cette résistance 80 est reliée électriquement au circuit secondaire 50 par l'intermédiaire de câbles d'alimentation 85 dont l'un est muni d'un interrupteur de commande 90 alimenté directement par le générateur secondaire 30 à l'aide d'un câble 95, notamment pour les équipements non régulés. Un second équipement fonctionnel, constitué par un moteur de pulseur 100, est relié au tableau de commande 70 par des câbles 105 afin de pouvoir être alimenté et ainsi être commandé en déclenchement, en entraînement à différentes vitesses, ou mis à l'arrêt. Ce moteur de pulseur 100 peut ainsi coopérer avec la résistance 80 à coefficient de température positif afin de propulser de l'air chauffé par ladite résistance 80 dans l'habitacle du véhicule. L'interrupteur 90 peut être commuté manuellement en position fermée lorsqu'il est souhaitable d'alimenter électriquement la résistance 80 afin qu'elle chauffe. Lorsque le moteur de pulseur 100 ne tourne pas, la résistance 80 n'est pas alimentée pour éviter toute surchauffe dans l'appareil de chauffage, ventilation et/ou climatisation et consommer inutilement de l'énergie. Cette possibilité de mise en route d'un préchauffage de l'habitacle est particulièrement utile et appréciable en cas de stockage du véhicule dans un garage très froid, ou tout simplement pour réchauffer rapidement un habitacle de véhicule que le conducteur ou un passager trouverait trop frais et donc inconfortable. Ce préchauffage peut surtout être réalisé avant de démarrer le véhicule, et sans avoir à utiliser la batterie 40 ou en utilisant uniquement une petite partie de son énergie, le principal de l'énergie étant fourni par le générateur secondaire 30 branché sur le secteur 20. Pour cela, une simple vérification de l'état de charge/décharge de la batterie 40 peut être effectuée rapidement à l'aide du tableau de commande 70 et de la sonde de contrôle 60. La figure 2 représente schématiquement un deuxième mode de réalisation de la présente invention. Dans ce mode, le circuit électrique 10 comprend la source de tension 20 sensiblement égale à 230 Volts, le générateur secondaire 30 de tension, la batterie 40, le circuit secondaire de dérivation 50, la sonde de contrôle 60, le tableau de commande 70, le moteur de pulseur 100 et un interrupteur 190 permettant d'alimenter ledit moteur 100 soit par le générateur secondaire 30, soit par la batterie 40, par l'intermédiaire du circuit de dérivation 50. Dans ce mode de réalisation, dit de pré-ventilation, le moteur de pulseur 100 est également relié électriquement à l'extrémité du circuit secondaire 50. Dans cet agencement, le fonctionnement du moteur de pulseur 100 est commandé par un module électronique (non représenté) disposé sur le circuit secondaire 50. Il s'agit principalement d'alimenter le moteur 100 du pulseur afin d'effectuer une ventilation de l'habitacle avec de l'air issu de l'extérieur ou recyclé, sans chauffage. Les modes de commande du moteur de pulseur 100 présentés selon les dispositions des figures 1 et 2 soit par l'intermédiaire du tableau de commande 70 ou soit par connexion au circuit secondaire 50 via un module de puissance peuvent être combinés et être substitué l'un à l'autre dans les divers modes de réalisation décrits. La figure 3 représente schématiquement un troisième mode de réalisation de la présente invention. Dans ce mode, le circuit électrique 10 comprend la source de tension 20 sensiblement égale à 230 Volts, le générateur secondaire 30 de tension, la batterie 40, le circuit secondaire de dérivation 50, la sonde de contrôle 60, le tableau de commande 70, un équipement audio/vidéo 110 et l'interrupteur 190 permettant d'alimenter ledit équipement audio/vidéo 110 soit par le générateur secondaire 30, soit par la batterie 40, par l'intermédiaire du circuit secondaire 50. Dans ce mode de réalisation, il s'agit principalement d'alimenter l'équipement audio/vidéo 110 pour qu'il diffuse dans l'habitacle du véhicule de la musique issu d'un auto radio ou d'un lecteur de CD, un film issu d'un lecteur de DVD, des informations routières, une position ou des informations de guidages en temps réel s'il s'agit d'un système de positionnement par satellite. La figure 4 représente schématiquement un quatrième mode de réalisation de la présente invention. Dans ce mode, le circuit électrique 10 comprend la source de tension 20 sensiblement égale à 230 Volts, le générateur secondaire 30 de tension, la batterie 40, le circuit secondaire de dérivation 50, la sonde de contrôle 60, le tableau de commande 70, un compresseur électrique ou hybride 120 d'un circuit de climatisation (non représenté) et l'interrupteur 190 permettant d'alimenter ledit compresseur 120 soit par le générateur secondaire 30, soit par la batterie 40, par l'intermédiaire du circuit secondaire 50. Dans ce mode de réalisation, il s'agit principalement d'alimenter le compresseur électrique 120 pour qu'il effectue un pré-refroidissement de l'habitacle du véhicule. Dans tous les modes de réalisation présentés précédemment et illustrés par les figures 1 à 4, l'alimentation électrique de chaque équipement fonctionnel peut être réalisée à l'arrêt du véhicule, en puisant l'énergie électrique soit dans la batterie 40, selon son état de charge, soit préférentiellement dans le générateur secondaire 30. Ainsi, aucun équipement fonctionnel de l'habitacle, tel que la résistance 80, le moteur 100 du pulseur, l'équipement audio/vidéo 110 ou le compresseur électrique ou hybride 120, ne décharge complètement la batterie 40 dès lors que le générateur électrique 30 fournit sensiblement l'intégralité du courant nécessaire à leur fonctionnement. Cette solution permet également de n'avoir aucun câble électrique sous une tension de 230 Volts dans l'habitacle. Il n'est donc pas nécessaire de tenir compte des normes restrictives relatives à l'utilisation d'une tension de secteur dans un habitacle de véhicule automobile. Une simple protection contre les courts-circuits est donc suffisante pour les câbles 25 et 35. Par ailleurs, l'architecture du circuit électrique 10 ainsi conçu selon la présente invention est très simple, avec peu de modification ou d'adaptation d'un circuit de type connu. Cette architecture permet également d'effectuer une gestion plus appropriée de la charge de la batterie 40. Par exemple, pendant une phase de préchauffage de l'habitacle du véhicule à l'aide de la résistance 80 et du pulseur, l'état de charge de la batterie 40 est contrôlé par la sonde 60 afin de ne pas diminuer la fiabilité de la batterie 40. Le but est de faire en sorte que le courant nécessaire lors de cette phase de préchauffage soit le plus possible issu du générateur secondaire 30. La sonde de contrôle 60 permet de gérer au mieux l'état de charge de la batterie 40 en mesurant la tension Vbat et le courant 'bat qui la traversent. Cette gestion consiste à de concilier la fourniture de courant aux équipements fonctionnels et l'utilisation minimale de la batterie 40. En effet, une fois le générateur secondaire 30 retiré, par exemple quand le véhicule roule, la batterie 40 ne peut se recharger que lorsque le moteur tourne, de préférence à un régime important. Le générateur secondaire 30 fonctionne de deux façons complémentaires. Soit il délivre du courant électrique aux équipements fonctionnels le nécessitant, auquel cas la tension délivrée doit être sensiblement égale à la tension que délivrerait la batterie 40, c'est-à-dire sensiblement 12 à 16 Volts, soit il délivre un peu plus de courant pour recharger également la batterie 40. Dans ce second cas, la sonde de contrôle 60 permet de vérifier la charge délivrée à la batterie 40 par le générateur secondaire 30 pour éviter un endommagement par surcharge et par conséquent une diminution de fiabilité de la batterie 40. Un interrupteur (non représenté) accessible par l'utilisateur peut permettre de passer d'un mode à l'autre quand la charge de la batterie 40 est trop faible afin de limiter son vieillissement prématuré et son déchargement prolongé ou trop répétitif. Le générateur secondaire 30 s'adapte donc pour fournir le courant que demandent les équipements fonctionnels, grâce notamment à la sonde de contrôle 60. Ainsi, le circuit de la présente invention est particulièrement adapté aux véhicules possédant des équipements fonctionnels consommant une quantité importante de courant électrique issu de la batterie principale, par exemple dans les pays froids, aux véhicules équipés du système d'arrêt du moteur de type stop and start et aux véhicules hybrides à moteurs thermique et électrique, voire intégralement électriques. II doit être bien entendu toutefois que la description détaillée, donnée uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'Invention, ne constitue en aucune manière une limitation, les équivalents techniques étant également compris dans le champ de la présente invention. Ainsi, d'autres équipements peuvent être alimentés par le circuit de la présente invention, notamment par l'intermédiaire de la prise allume cigare, tels qu'un réfrigérateur portatif, un lecteur de DVD portable ou une console de jeu. Il est également possible de combiner au moins deux des 35 équipements cités précédemment, par exemple le moteur de pulseur, la résistance et l'équipement audio/vidéo, voire tous ensemble. REVENDICATIONS 1. Circuit électrique (10) pour la fourniture d'électricité dans un habitacle de véhicule automobile, comprenant au moins une batterie (40) délivrant un courant électrique, et au moins un équipement fonctionnel (80; 100; 110; 120) de l'habitacle du véhicule connecté électriquement à ladite batterie (40) pour être alimenté en courant, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un générateur secondaire (30) de tension branché directement sur le secteur (20) et fournissant un courant électrique à l'équipement fonctionnel (80; 100; 110; 120) pour l'alimenter et/ou à ladite batterie (40) pour la recharger. 2. Circuit selon la revendication 1, dans lequel le générateur secondaire (30) est intercalé entre le secteur (20), délivrant un courant sous une tension de 230 Volts environ, la batterie (40) et/ou ledit équipement fonctionnel (80; 100 110; 120) pour délivrer à l'une comme à l'autre un courant électrique sous une tension comprise entre environ 12 et 16 Volts. 3. Circuit selon la revendication 2, dans lequel le générateur secondaire (30) est relié électriquement à la batterie (40) à l'aide de câbles d'alimentation (35), et la batterie (40) et le générateur secondaire (30) sont reliés électriquement à chaque équipement fonctionnel (80; 100; 110; 120) par l'intermédiaire d'un circuit secondaire de dérivation (50). 4. Circuit selon la revendication 3, dans lequel l'équipement fonctionnel (80; 100; 110; 120) est choisi parmi: une résistance (80) à coefficient de température positif, un moteur (100) de pulseur propulsant de l'air chaud et/ou froid, un équipement audio/vidéo (110) et un compresseur électrique ou hybride (120), ainsi qu'une combinaison d'au moins deux dits équipements fonctionnels. 5. Circuit selon la revendication 4, dans lequel, un interrupteur (90) branché électriquement sur le générateur secondaire (30) est prévu dans le circuit secondaire de dérivation (50) pour commander l'alimentation de la résistance (80). 6. Circuit selon la revendication 4 ou 5, dans lequel un moteur (100) de pulseur est relié électriquement au circuit secondaire de dérivation (50) pour coopérer avec la résistance (80) au préchauffage de l'habitacle du véhicule, à l'arrêt de celui-ci. 7. Circuit selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel, un interrupteur (190) est connecté entre la batterie (40) et le circuit secondaire de dérivation (50), pour alimenter ledit équipement fonctionnel (100; 110; 120) en courant électrique issu soit de la batterie (40), soit du générateur secondaire (30). 8. Circuit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend également une sonde (60) de contrôle de l'état de charge/décharge de la batterie (40), ladite sonde étant intercalée entre le générateur secondaire (30) et ladite batterie (40). 9. Circuit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un tableau de commande (70) pour piloter le fonctionnement du circuit (10) et notamment la charge de la batterie (40) par le générateur secondaire (30) ou la décharge de ladite batterie (40) lorsqu'elle alimente un équipement fonctionnel (80; 100; 110; 120) en courant électrique. 10. Procédé pour délivrer du courant électrique à au moins un équipement fonctionnel (80; 100; 110; 120) d'un habitacle de véhicule, notamment à l'aide d'un circuit électrique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à relier électriquement un générateur secondaire (30) de tension branché sur le secteur (20) à une batterie (40) afin de la recharger, et/ou sur l'équipement fonctionnel (80; 100; 110; 120) pour l'alimenter en courant électrique. 11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel le secteur (20) fourni du courant sous une tension d'environ 230 Volts directement au générateur (30) et ledit générateur (30) fournit du courant électrique sous une tension comprise entre environ 12 et 16 Volts à l'équipement (80; 100; 110; 120) et/ou à la batterie (40). 12. Procédé selon la revendication 10 ou 11, dans lequel une opération de contrôle et d'adaptation de la charge de la batterie (40) par le générateur (30), ou une opération de la décharge de ladite batterie (40) lorsqu'elle délivre du courant à l'équipement fonctionnel (80; 100; 110; 120), est effectuée par une sonde de contrôle (60) intercalée entre la batterie (40) et le générateur secondaire (30).