Brevet FR2917034A1 — publié le 20081212

La présente invention concerne un procédé d'alimentation électrique d'un organe d'un véhicule automobile et, en particulier d'alimentation d'un organe de sécurité d'un véhicule automobile. L'invention se rapporte également à un dispositif d'alimentation permettant de mettre en oeuvre un tel procédé d'alimentation électrique. Les organes électriques d'un véhicule automobile sont branchés sur un même réseau de bord délivrant en général une tension continue. Selon les conditions de fonctionnement du véhicule, cette tension fluctue. Les organes électriques du véhicule sont donc alimentés sous une tension continue fluctuante. Dans des cas extrêmes, les organes sont alimentés en sous-tension ou en surtension. Ces cas extrêmes sont difficiles à gérer. En particulier, les sous-tensions entraînent une instabilité du système constitué par les organes électriques alimentés par le réseau de bord. En effet, ces organes présentent pour la plupart des calculateurs régissant leur fonctionnement, calculateurs qui sont remis à zéro lorsque leur tension d'alimentation est inférieure à un certain seuil. Ainsi, en cas de sous-tension, certains organes électriques cessent brutalement de fonctionner. Dès que l'un ou plusieurs des organes électriques ont cessé de fonctionner, la tension du réseau de bord remonte, l'intensité du courant tiré sur le réseau de bord étant diminuée. La tension remontée au-dessus du seuil évoqué précédemment, les organes électriques ayant cessé de fonctionner reprennent leur fonctionnement, en tirant de nouveau un courant électrique sur le réseau de bord ce qui provoque une nouvelle baisse de tension. Ce phénomène est la cause de l'instabilité évoquée précédemment. Afin de limiter cette instabilité, il est nécessaire de gérer le fonctionnement des organes électriques. Pour remédier à ces inconvénients, il existe deux types de solutions. Selon une première solution, les différents organes électriques sont mis en marche et consomment ainsi une énergie électrique. Cette énergie est fournie par l'alternateur et la batterie. Si cette énergie est insuffisante suite à un fort appel de courant ou à des dysfonctionnements (batterie déchargée ou débranchée), on procède à des délestages d'organes dans la mesure du possible. Certains organes prioritaires assurant des fonctions de sécurité ne peuvent être délestés. C'est notamment le cas d'un dispositif de direction assistée. Lorsque les délestages sont insuffisants, la tension du réseau de bord s'écroule et les organes électriques sont mis hors tension. Ainsi, comme déjà expliqué précédemment, le courant tiré sur le réseau de bord chute puis la tension de ce réseau de bord se rétablit. Les organes électriques sont arrêtés et les calculateurs sont souvent en mode reset ; ce qui nécessite un certain temps avant que les organes électriques puissent de nouveau fonctionner. Ce scénario peut amener à des calages ou à des défauts de prise en charge de fonctions assurées normalement par les organes électriques. Selon une deuxième solution, on recourt à des moyens logiciels pour couper, en utilisant un hystérésis, l'alimentation d'un organe électrique avant d'atteindre une tension seuil provoquant une remise à zéro du calculateur. Seule l'alimentation de l'électronique de puissance est coupée : le calculateur peut toujours fonctionner et communiquer avec le réseau du véhicule. Pour ce faire, on coupe l'alimentation de l'électronique de puissance lorsque la tension du réseau de bord franchit à la baisse un premier seuil de tension. Le courant alors tiré par l'organe électrique sur le réseau de bord est alors quasi nul et la tension du réseau de bord se rétablit. Dès que la tension du réseau de bord franchit à la hausse un second seuil de tension, l'alimentation de l'électronique de puissance est rétablit. Cette solution reste instable, dans la mesure où elle conduit à une succession de coupures et de rétablissements de l'alimentation de l'électronique de puissance des organes du véhicule. Cependant, contrairement à la première solution, il n'y a plus de délai d'initialisation des calculateurs avant la reprise de l'alimentation. Ainsi, les solutions antérieures conduisent à des systèmes instables. En fait, les organes sont mis à l'arrêt, puis mis en marche de manière incessante, ceci peut même provoquer des remises à zéro du calculateur dans le cadre de la deuxième solution. 10 Lorsqu'un dispositif de direction assistée est alimenté selon ce principe, on obtient des blocages de la direction dû à la perte de l'assistance puis à des remises de l'assistance brutales. Ceci conduit à des inconvénients pour l'utilisateur du véhicule : perte de prestation d'assistance et danger 15 lors de la remise brutale d'assistance, notamment lorsque le véhicule négocie une courbe à haute vitesse. Un autre inconvénient est dû à l'instabilité de la tension du réseau de bord du fait de ces solutions. On connaît de la demande FR 2 757 818 un système de direction 20 assistée électro-hydraulique dans lequel, on limite l'intensité du courant d'alimentation d'un moteur électrique à une valeur constante lorsque la charge est élevée afin de maintenir à une valeur raisonnable l'échauffement du moteur et des éléments électroniques et électriques. 25 Le but de l'invention est de fournir un procédé d'alimentation électrique obviant aux inconvénients identifiés précédemment et améliorant les procédés d'alimentation connus de l'art antérieur. En particulier, l'invention propose un procédé d'alimentation simple permettant de limiter les sous-tensions du réseau électrique de bord du véhicule et, par 30 conséquent, de limiter les réinitialisations dues à des chutes de tension trop importantes de la tension d'alimentation fournie par le réseau de5 bord. Le but de l'invention est encore de fournir un dispositif d'alimentation permettant de mettre en oeuvre un tel procédé. Le procédé selon l'invention permet l'alimentation électrique d'un organe électrique d'un véhicule automobile par un réseau de bord de ce véhicule. II est caractérisé en ce qu'il comprend une étape de limitation de l'intensité du courant d'alimentation de l'organe électrique en fonction de la tension aux bornes de l'organe électrique. L'étape de limitation de l'intensité du courant d'alimentation peut être limitée à une plage de tensions aux bornes de l'organe électrique. Le procédé d'alimentation peut comprendre des itérations des étapes suivantes : déterminer une tension du réseau de bord du véhicule aux bornes de l'organe électrique, - calculer, à partir de cette tension, une intensité maximale du courant pouvant être tirée sur le réseau de bord sans que la tension du réseau de bord ne chute en dessous d'un seuil, limiter l'intensité du courant d'alimentation de l'organe à cette intensité maximale. L'organe électrique peut assurer une fonction de sécurité du véhicule. L'organe électrique peut comprendre un actionneur électrique de système de direction assistée. L'étape de limitation de l'intensité du courant d'alimentation peut également être fonction de la valeur de l'impédance interne du réseau de bord du véhicule vu depuis les bornes d'alimentation de l'organe électrique. Selon l'invention, le dispositif de commande de l'alimentation électrique d'un organe électrique d'un véhicule automobile par un réseau de bord de ce véhicule est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens matériels et logiciels pour mettre en oeuvre le procédé d'alimentation défini précédemment. Les moyens matériels peuvent comprendre des moyens de limitation du courant d'alimentation de l'organe électrique. Le dispositif de commande peut comprendre des moyens de mesure de la tension d'alimentation de l'organe électrique. Le dispositif de commande peut comprendre des moyens de mesure du courant d'alimentation de l'organe électrique. Selon l'invention, un système de direction assistée pour véhicule automobile est caractérisé en ce qu'il comprend un actionneur électrique dont l'alimentation est commandée par un dispositif de commande défini précédemment. 20 Selon l'invention, un véhicule automobile comprend au moins un dispositif de commande défini précédemment ou un système de direction assistée défini précédemment. 25 Le dessin annexé représente, à titre d'exemples, un mode d'exécution d'un procédé de commande d'alimentation selon l'invention et un mode de réalisation d'un dispositif d'alimentation selon l'invention. La figure 1 est un schéma d'un réseau électrique d'alimentation 30 d'organes électriques d'un véhicule automobile. La figure 2 est un schéma d'un mode de réalisation d'un dispositif d'alimentation selon l'invention.15 La figure 3 est un graphique représentant les évolutions de la tension du réseau de bord en fonction de l'intensité du courant électrique débitée par ce réseau. La figure 4 est un ordinogramme représentant un mode d'exécution d'un procédé de commande de l'alimentation d'un organe selon l'invention. Un réseau électrique 1 d'alimentation des organes électriques d'un 10 véhicule automobile est représenté schématiquement à la figure 1. Ce réseau comprend principalement un réseau de bord 2, un premier organe électrique 3 et un deuxième organe électrique 4. Bien que seulement deux organes électriques soient représentés, il est clair qu'un plus grand nombre d'organes électriques sont en général connectés au réseau de 15 bord du véhicule automobile. Le premier organe électrique est par exemple un organe prioritaire quant à son alimentation car assurant des fonctions de sécurité du véhicule. Le premier organe électrique est ainsi par exemple un système de direction 20 assistée. II comprend un groupe électropompe 8 (ou un moteur électrique selon que la direction assistée est hydraulique ou électrique) et un dispositif 7 de commande d'alimentation et de gestion du fonctionnement du groupe électropompe. Le dispositif 7 comprend principalement des moyens de mesure de tension et des moyens logiciels coopérant pour 25 régir le fonctionnement de moyens de limitation du courant d'alimentation du groupe électropompe. II peut également comprendre des moyens de mesure du courant d'alimentation du groupe électropompe. Le deuxième organe électrique est par exemple un organe non prioritaire 30 quant à son alimentation car n'assurant pas de fonction de sécurité. Le deuxième organe est ainsi par exemple un dispositif de lève-vitre. Il5 7 comprend un moteur 10 et un dispositif 9 de commande d'alimentation et de gestion du fonctionnement de ce moteur. Le dispositif 9 peut être identique au dispositif 7. Ces deux organes sont connectés en parallèle aux bornes du réseau de bord 2 fournissant de l'énergie électrique sous forme de tension continue U. Un courant I est débité par ce réseau de bord. Le réseau de bord peut être modélisé comme un générateur parfait 5 délivrant une tension E en série avec une iimpédance interne 6. La tension E et la valeur de l'impédance interne peuvent varier en fonction de différents paramètres et notamment en fonction du mode de fonctionnement et de l'état du véhicule. En effet, les composants principaux de ce réseau de bord comprennent une batterie et un alternateur. On comprend alors que suivant le régime moteur et, par conséquent la vitesse de rotation de l'alternateur, les caractéristiques électriques du réseau de bord varieront. De même, imaginons que la batterie soit débranchée : les caractéristiques du réseau de bord seront là encore modifiées. La valeur de l'impédance interne peut aussi varier en fonction de l'intensité du courant débité par le réseau de bord. Le dispositif 7 de commande d'alimentation est décrit plus en détail de manière fonctionnelle en référence à la figure 2. Un premier bloc 11 modélise la tension disponible sur le réseau de bord. Cette tension alirnente un calculateur 14 au travers d'un bloc 13 modélisant la résistance de ligne d'alimentation et les capacités d'entrée du groupe électropompe. En sortie de ce bloc, on a donc la tension effectivement disponible pour le groupe électropompe. 30 La tension attaque également directement une entrée de mesure du calculateur. La tension disponible pour le groupe électropompe est transmise à un bloc 15 modélisant des moyens de gestion de moyens de limitation de courant. En sortie de ce bloc 15, on alimente le groupe électropompe avec un courant d'intensité saturé à une valeur déterminée par les moyens de gestion. Cette alimentation est modélisée par un bloc 18. Ce bloc de gestion est en sortie connecté à un bloc 16 de temporisation. La sortie de ce bloc attaque un bloc 17 modélisant une résistance et permettant de modifier le signal de tension au niveau d'un bloc opérateur 12. Cette boucle de retour comprenant les blocs 16, 17 et 12 permet de modéliser le temps nécessaire au calcul du courant de limitation. Le principe du procédé d'alimentation selon l'invention est décrit ci après en référence au graphique de la figure 3. Ce principe est de limiter ou saturer l'intensité du courant d'alimentation des organes électriques de façon à éviter que la valeur de la tension du réseau de bord ne chute en deçà d'une valeur seuil, ce qui provoquerait la remise à zéro de calculateur et l'arrêt brutal du fonctionnement d'organes électriques. La droite oblique du graphique représente la caractéristique tension-courant du réseau de bord, cette caractéristique étant supposée linéaire 25 en première approximation. On suppose qu'à un premier instant la tension disponible sur le réseau de bord est U,. Le réseau de bord débite donc à cet instant un courant Il. On suppose en outre que la tension disponible sur le réseau de bord ne 30 doit pas franchir un premier seuil U2 sous peine de provoquer une remise à zéro de l'un ou de plusieurs calculateurs du véhicule. A l'instant t,, le réseau de bord peut donc fournir une intensité de courant total 12, soit une intensité supplémentaire Al. Cette intensité supplémentaire débitée par le réseau de bord provoquerait une chute de tension supplémentaire de AU et la nouvelle tension disponible sur le réseau de bord serait U2. Selon un aspect de l'invention, on autorise un organe électrique à prélever, dès l'instant t2, cette intensité supplémentaire sur le réseau de bord. Un premier mode d'exécution du procédé selon l'invention est décrit ci-10 après, à titre d'exemple, en référence à la figure 4. Dans une première étape 30, on mesure la tension U disponible sur le réseau de bord du véhicule alors que l'organe électrique n'est pas alimenté. Cette étape est mise en oeuvre par une mesure de tension aux 15 bornes de l'organe électrique destiné à être alimenté par le réseau de bord. Dans une deuxième étape 40, on détermine l'intensité du courant qui peut être tirée, par l'organe alimenté, sur le réseau de bord. Cette 20 détermination est de préférence faite à l'aide d'une loi du type : -au-dessus d''une première valeur de tension VI (par exemple V1=11V), on ne limite pas l'intensité du courant d'alimentation (ce courant n'est alors limité que par le courant maximum que l'organe peut tirer sur le réseau de bord), et 25 - entre la première valeur V1 et une deuxième valeur de tension V2 (V2 Dans une troisième étape 50, on limite l'intensité du courant d'alimentation de l'organe à la valeur définie à l'étape 40. A l'issue de l'étape 50, le procédé boucle sur l'étape 30. En cas de limitation du courant d'alimentation d'un système de direction assistée, la conséquence pour l'utilisateur sera de ne pas bénéficier de la pleine assistance, c'est-à-dire d'avoir une direction plus dure que si la totalité du courant nécessaire avait pu être affectée au système. Un deuxième mode d'exécution du procédé selon l'invention est décrit ci-après, à titre d'exemple. Dans la première étape 30, on mesure la tension U disponible sur le réseau de bord du véhicule. Dans cette première étape, on peut également mesurer l'intensité i du courant qui alimente l'organe électrique si la mesure de tension précédente n'est pas faite à courant nul. Dans la deuxième étape 40, on détermine l'intensité du courant qui peut encore être tiré sur le réseau de bord. Pour ce faire, il faut déterminer la caractéristique du réseau de bord. Cette caractéristique peut avoir été déterminée antérieurement à l'étape 30. Cependant, il est aussi possible de mesurer différents paramètres électriques pour déterminer la caractéristique actuelle du réseau de bord. En exploitant cette caractéristique, il est alors possible de déterminer la valeur de l'intensité L I du courant supplémentaire qu'il est possible de tirer sur le réseau de bord sans que la tension du réseau de bord chute en dessous d'une première valeur seuil U2. Cette étape de détermination comprend de préférence une sous-étape de prise en compte du temps de calcul nécessaire à la détermination du courant pouvant encore être tiré sur le réseau de bord et notamment de l'évolution de la tension disponible sur le réseau de bord pendant ce temps. Dans la troisième étape, on limite le courant d'alimentation de l'organe électrique à une valeur d'intensité i+iI correspondant à la valeur i mesurée à l'étape 30 et augmentée de Al. En conséquence, si l'organe électrique demande un courant d'intensité inférieure à i+Al, il obtiendra ce courant et, au contraire, si l'organe électrique demande un courant d'intensité supérieure à i+il, il n'obtiendra qu'un courant d'intensité égale à i+I. A l'issue de l'étape 50, le procédé boucle sur l'étape 30. En cas de limitation du courant d'alimentation d'un système de direction assistée, la conséquence pour l'utilisateur sera de ne pas bénéficier de la pleine assistance, c'est-à-dire d'avoir une direction plus dure que si la totalité du courant nécessaire avait pu être affectée au système. Le procédé d'alimentation selon l'invention est de préférence appliqué au plus grand nombre possible d'organes électriques alimentés sur le réseau de bord. II peut être appliqué avec des paramètres de seuil V,, V2 ou U2 différents pour les organes électriques assurant des fonctions de sécurité et pour les organes n'assurant pas de fonction de sécurité. De cette façon, l'intensité du courant disponible pour ces derniers organes peut être plus rapidement limitée. Il est à noter que la valeur de tension seuil U2 ne correspond pas nécessairement au seuil de tension de fonctionnement d'un calculateur, mais intègre préférentiellement un coefficient de sécurité. Il est clair que le procédé ne peut, dans certains cas, empêcher la chute de tension du réseau de bord en dessous d'une tension seuil de fonctionnement d'un calculateur. Ce peut par exemple être le cas, lorsque les performances du réseau de bord sont diminuées par un dysfonctionnement et/ou lorsque plusieurs organes électriques demandent indépendamment l'un de l'autre, sans le savoir et simultanément une énergie électrique importante. Dans ces cas, les organes seront brutalement mis hors tension comme c'était le cas dans les systèmes connus de l'art antérieur. Le procédé d'alimentation selon l'invention présente de nombreux avantages : éviter des fonctionnements radicalement différents des organes électriques ; dans le cas d'une direction assistée éviter le blocage de la direction quitte à rendre progressivement plus dure la manoeuvre de direction, stabiliser la tension du réseau de bord en évitant des remises à zéro de calculateurs, des instabilités de fonctionnement des organes et d'éventuels calages qui en résultent, améliorer la qualité de fonctionnement des organes perçue par l'utilisateur. Revendications : 1. Procédé d'alimentation électrique d'un organe électrique (3) d'un véhicule automobile par un réseau de bord (2) de ce véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de limitation de l'intensité du courant d'alimentation de l'organe électrique en fonction de la tension aux bornes de l'organe électrique. 2. Procédé d'alimentation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de limitation de l'intensité du courant d'alimentation est limitée à une plage de tensions aux bornes de l'organe électrique. 3. Procédé d'alimentation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend des itérations des étapes suivantes : déterminer une tension du réseau de bord du véhicule aux bornes de l'organe électrique, calculer, à partir de cette tension, une intensité maximale (12) du courant pouvant être tirée sur le réseau de bord sans que la tension du réseau de bord ne chute en dessous d'un seuil (U2), limiter l'intensité du courant d'alimentation de l'organe à cette intensité maximale. 4. Procédé d'alimentation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe électrique assure une fonction de sécurité du véhicule. 5. Procédé d'alimentation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe électrique comprend un actionneur électrique (8) de système de direction assistée.Procédé d'alimentation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de limitation de l'intensité du courant d'alimentation est également fonction de la valeur de l'impédance interne (6) du réseau de bord du véhicule vu depuis les bornes d'alimentation de l'organe électrique. 7. Dispositif (7) de commande de l'alimentation électrique d'un organe électrique (3) d'un véhicule automobile par un réseau de bord (2) de ce véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens matériels (11, 12, 13, 14, 15, 16, 17) et logiciels pour mettre en oeuvre le procédé d'alimentation selon l'une des revendications précédentes. 8. Dispositif de commande selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens matériels comprennent des moyens (15) de limitation du courant d'alimentation de l'organe électrique. 9. Dispositif de commande selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (14) de mesure de la tension d'alimentation de l'organe électrique. 10. Dispositif de commande selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de mesure du courant d'alimentation de l'organe électrique. 11. Système (3) de direction assistée pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un actionneur électrique (8) dont l'alimentation est commandée par un dispositif de commande (7) selon l'une des revendications 7 à 10. 30 12. Véhicule automobile comprenant au moins un dispositif de commande (7) selon l'une des revendications 7 à 10 ou un système (3) de direction assistée selon la revendication 11.25