Brevet FR2886600A1 — publié le 20061208

La présente invention concerne une installation électrique de bord de véhicule automobile. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à une telle installation qui comporte des moyens de stockage d'énergie électrique, constitués par exemple par une ou plusieurs batteries de stockage, un alternateur, un démarreur, des organes fonctionnels à alimentation permanente, des organes fonctionnels à alimentation de puissance et des calculateurs. Actuellement, les installations électriques de ce type comportent deux lignes d'alimentation à partir de la batterie, l'une en direction du démarreur puis de l'alternateur, et l'autre en direction de tous les autres consommateurs du véhicule. Or, dans le contexte actuel des systèmes électriques embarqués à bord des véhicules, on constate un besoin toujours accru de fonctions et de prestations électriques dans le véhicule et il se pose alors un problème d'alimentation en énergie électrique de ceux-ci. Compte tenu du niveau de puissance mis en jeu, de la saturation des relais ou contacteurs existants et des prestations fonctionnelles demandées, les véhicules comportent de plus en plus de consommateurs alimentés en continu par une ligne d'alimentation permanente également appelée + BAT Permanent , ce qui présente deux inconvénients majeurs lorsque le véhicule est mis en veille. En effet, ces architectures augmentent les risques liés aux dangers électriques et se traduisent par une dégradation des performances de la batterie en raison des courants de fuite des consommateurs. Pour tenter de résoudre ces problèmes, on a proposé d'ajouter un relais ou contacteur entre la batterie et les consommateurs à risque. Mais, cette solution présente un certain nombre d'inconvénients car le coût et l'encombrement du relais ou contacteur devient prohibitif pour des consommateurs de forte puissance, l'ouverture intempestive du relais conduit à la perte du consommateur, ce qui se traduit également par un problème de fiabilité de fonctionnement et pour chaque relais, il faut ajouter une alimentation et une commande spécifique de la bobine. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes. A cet effet, l'invention a pour objet un installation électrique de bord pour véhicule automobile, du type comportant des moyens de stockage d'énergie électrique, un alternateur, un démarreur, des organes fonctionnels à alimentation permanente, des organes fonctionnels à alimentation de puissance et des calculateurs, caractérisée en ce qu'elle comporte trois lignes d'alimentation dont une première ligne d'alimentation permanente associée aux organes à alimentation permanente et raccordée directement aux moyens de stockage d'énergie électrique, une deuxième ligne d'alimentation de puissance associée au démarreur, à l'alternateur et aux organes à alimentation de puissance et raccordée aux moyens de stockage d'énergie électrique à travers un contacteur à fermeture à la mise du contact du véhicule et une troisième ligne d'alimentation commutée en stockage du véhicule associée aux calculateurs et raccordée aux moyens de stockage d'énergie électrique à travers des moyens de commutation de leur alimentation. Suivant d'autres caractéristiques: - les moyens de commutation comprennent un contacteur piloté à l'ouverture lors d'un stockage du véhicule; - les moyens de commutation comprennent des moyens de raccordement de la troisième ligne en aval du contacteur à fermeture de la deuxième ligne d'alimentation de puissance, lors d'un stockage du véhicule; - les moyens de raccordement comprennent un commutateur; - le commutateur est à commande électrique; - le commutateur est à commande manuelle; et - les moyens de raccordement comprennent des moyens formant shunt déplaçables manuellement entre une position de raccordement de la troisième ligne en aval du contacteur à fermeture de la deuxième ligne et une position de raccordement de la troisième ligne directement aux moyens de stockage. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va 30 suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la Fig.1 représente un schéma synoptique illustrant la structure générale d'une installation électrique de bord selon l'invention; et - les Fig.2, 3 et 4 illustrent différentes variantes de réalisation d'une telle installation. L'invention a pour but de proposer une solution capable de se prémunir des dangers électriques lorsque par exemple le véhicule est en veille ou en stockage. De plus, elle doit permettre une réduction des coûts, une amélioration de la fiabilité/sécurité et une diminution des consommations en veille ou en stockage sur la batterie. A cet effet, et comme cela est illustré sur la figure 1, l'installation électrique de bord telle que décrite précédemment, comporte trois lignes d'alimentation dont une première ligne d'alimentation permanente + BAT Permanent , désignée par la référence générale 1, raccordée directement aux moyens de stockage d'énergie électrique désignés par la référence générale 2 et constitués par exemple par une batterie de stockage d'énergie électrique. Cette première ligne d'alimentation permanente 1 est associée par exemple aux organes à alimentation permanente du véhicule, tels que des prises embarquées, un système antivol, etc.. L'installation électrique selon l'invention comporte également une deuxième ligne d'alimentation de puissance désignée par la référence générale 3 sur cette figure et appelée + BAT Puissance . Cette deuxième ligne d'alimentation de puissance est associée par exemple au démarreur et à l'alternateur du véhicule et aux organes à alimentation de puissance et est raccordée aux moyens de stockage d'énergie électrique 2, à travers un contacteur à fermeture à la mise du contact du véhicule, ce contacteur à fermeture étant désigné par la référence générale 4 sur cette figure et étant appelé K2. Enfin, cette installation comporte une troisième ligne d'alimentation commutée en stockage du véhicule appelée + BAT coupé sur parc , désignée par la référence générale 5 sur cette figure. Cette troisième ligne d'alimentation est associée par exemple aux calculateurs embarqués et est raccordée aux moyens de stockage d'énergie électrique 2 à travers des moyens de commutation d'alimentation formés par exemple par un contacteur à ouverture désigné par la référence générale 6 sur cette figure et appelé K1, dont le fonctionnement est commandé à l'ouverture lorsque le véhicule est stocké en parc pour une longue durée par exemple. Ceci permet alors de se prémunir des risques électriques lorsque le véhicule est en veille et/ou stocké. Le concept de base est alors d'utiliser deux types de + BAT, à savoir: un + BAT Puissance commuté dans toutes les phases de veille et en cas d'accident par exemple par K2 et destiné à l'ensemble des consommateurs qui fonctionnellement n'ont pas besoin d'être alimentés en + BAT Permanent, - un + BAT Coupé sur Parc lorsque le véhicule est stocké en parc pour une longue durée par exemple. Ce + BAT coupé sur parc est plus particulièrement adapté à tous les 10 calculateurs. Pour des contraintes de conformité à des normes par exemple, le + BAT Permanent peut être conservé sur la prise de diagnostic du véhicule. Enfin, le profil de K2 permet d'économiser bon nombre de relais. L'alternateur est alors volontairement placé en aval de K2 sur le + BAT Puissance. Cet alternateur est alors au plus près des consommateurs de puissance et K2 ne voit pas de courant important, ce qui permet d'en réduire le coût. En outre, K2 se trouve alors entre les deux sources de puissance du véhicule, à savoir la batterie et l'alternateur. L'ouverture intempestive de K2 lorsque le véhicule roule, ne conduit plus à la perte d'organes fonctionnels. Ceci permet d'augmenter la fiabilité et la sécurité de fonctionnement de l'installation. Pour ce qui est des consommateurs en veille, l'installation selon l'invention est optimisée dans la mesure où seuls les consommateurs qui ont fonctionnellement besoin d'une alimentation permanente sont alimentés. Tous les autres sont commutés grâce à K2. De plus, et si besoin est, notamment pour des stockages de véhicules en parc pour une longue durée, par exemple supérieure à un mois, il peut également être possible de piloter K1, de façon électronique ou manuelle, et ainsi de commuter volontairement et exceptionnellement, le + BAT coupé sur parc. Le réamorçage du réseau électrique se fait alors à travers par exemple le système d'antivol du véhicule ou un bouton de démarrage quelconque, alimenté en + BAT Permanent. La consommation en énergie, lors d'une phase de veille prolongée, est alors quasiment nulle. Selon le type de moyens de commutation utilisés pour le + BAT Coupé sur Parc, il peut également ne plus être nécessaire d'intervenir physiquement sur le véhicule, pour déconnecter et reconnecter la batterie, par exemple sous le capot du compartiment moteur. Une telle structure est extrêmement flexible et peut être déclinée pour plusieurs variantes de réalisation d'installation. Sur la figure 1, on a illustré des moyens de commutation de la troisième ligne d'alimentation sous la forme d'un contacteur à ouverture K1. Bien entendu, d'autres modes de réalisation peuvent être envisagés et ceux-ci peuvent également être constitués par un interrupteur à pilotage manuel. D'autres modes de réalisation encore peuvent être envisagés, comme cela est illustré sur la figure 2. Sur cette figure 2, les moyens de commutation sont désignés par la référence générale 7 et se présentent par exemple sous la forme de moyens de raccordement de la troisième ligne d'alimentation 5 en aval du contacteur à fermeture K2 de la deuxième ligne d'alimentation de puissance lors d'un stockage du véhicule. Ces moyens peuvent par exemple être formés par un commutateur de basculement de l'alimentation ou encore par des moyens formant shunt déplaçables comme cela est illustré entre une position parc désignée par la référence générale 8 dans laquelle le + BAT Coupé sur Parc est relié en aval de K2 et une position client désignée par la référence générale 9, dans laquelle le + BAT Coupé sur Parc est raccordé aux moyens de stockage d'énergie 2. Bien entendu, différentes implantations possibles peuvent être envisagées selon le volume disponible par exemple autour de la batterie du véhicule. Deux variantes de réalisation possibles sont illustrées sur les figures 3 et 4. Sur ces figures, on reconnaît la batterie 2 du véhicule, la première ligne 1, la deuxième ligne 3 avec le contacteur K2, 4, et la troisième ligne 5 avec les moyens formant shunt 7. Un module d'estimateur d'état de charge de la batterie désigné par la référence générale 10 sur cette figure, est également prévu, ce module étant raccordé à des moyens d'acquisition de la tension aux bornes de la batterie, du courant circulant dans celle-ci et de sa température. Des moyens de pilotage de K2 désignés par la référence générale 11 sont également prévus. Les différents fusibles associés aux différents organes à alimenter sont également illustrés et intégrés dans un boîtier commun désigné par la référence générale 12. Sur la figure 4, on a illustré une structure similaire en utilisant des numéros de référence identiques qui désignent des circuits identiques ou 10 analogues. Cependant, alors que sur la figure 3 tous les éléments ont été intégrés dans le boîtier 12, sur la figure 4, le volume disponible autour de la batterie n'est pas suffisant pour tout intégrer dans un même et seul boîtier, de sorte que les différents éléments décrits précédemment, à savoir par exemple le module d'estimation d'état de charge et les fusibles, sont disposés dans des boîtiers distincts. Bien entendu, d'autres modes de réalisation encore peuvent être envisagés. REVENDICATIONS 1. Installation électrique de bord pour véhicule automobile, du type comportant des moyens de stockage d'énergie électrique (2), un alternateur, un démarreur, des organes fonctionnels à alimentation permanente, des organes fonctionnels à alimentation de puissance et des calculateurs, caractérisée en ce qu'elle comporte trois lignes d'alimentation dont une première ligne d'alimentation permanente (1) associée aux organes à alimentation permanente et raccordée directement aux moyens de stockage d'énergie électrique (2), une deuxième ligne d'alimentation de puissance (3) associée au démarreur, à l'alternateur et aux organes à alimentation de puissance et raccordée aux moyens de stockage d'énergie électrique (2) à travers un contacteur à fermeture (K2) à la mise du contact du véhicule et une troisième ligne d'alimentation commutée en stockage du véhicule (5) associée aux calculateurs et raccordée aux moyens de stockage d'énergie électrique (2) à travers des moyens de commutation (K1) de leur alimentation. 2. Installation électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de commutation (K1) comprennent un contacteur piloté à l'ouverture lors d'un stockage du véhicule. 3. Installation électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce 20 que les moyens de commutation (7) comprennent des moyens de raccordement de la troisième ligne (5) en aval du contacteur à fermeture (K2) de la deuxième ligne d'alimentation de puissance, lors d'un stockage du véhicule. 4. Installation électrique selon la revendication 3, caractérisée en ce que les moyens de raccordement (7) comprennent un commutateur. 5. Installation électrique selon la revendication 4, caractérisée en ce que le commutateur est à commande électrique. 6. Installation électrique selon la revendication 4, caractérisée en ce que le commutateur est à commande manuelle. 7. Installation électrique selon la revendication 4, caractérisée en ce que les moyens de raccordement comprennent des moyens formant shunt déplaçables manuellement entre une position de raccordement de la troisième ligne (5) en aval du contacteur à fermeture (K2) de la deuxième ligne (3) et une position de raccordement de la troisième ligne (5) directement aux moyens de stockage (2).