Brevet FR2963998A1 — publié le 20120224

Procédé et dispositif de sécurisation du fonctionnement d'une machine électrique tournante équipant un véhicule automobile [0001 L'invention est du domaine des équipements pour véhicule automobile, et plus particulièrement des machines électriques tournantes génératrices d'un courant, alternateur réversible notamment. Elle a pour objet un procédé et un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé, pour sécuriser l'exploitation d'une telle machine électrique en cas de défaillance de moyens de commande sous la dépendance desquels est placée sa mise en oeuvre. [0002] Les véhicules automobiles sont équipés de machines électriques tournantes génératrices d'un courant, tels que des alternateurs conventionnels ou des alternateurs réversibles, qui associent un rotor monté tournant à l'intérieur d'un stator. Un courant induit au sein du stator est collecté et est exploité pour alimenter en énergie un réseau de bord du véhicule, notamment pour le démarrage d'un moteur thermique de propulsion du véhicule, pour le rechargement d'une réserve d'énergie embarquée et/ou pour mettre en oeuvre des équipements et des fonctions du véhicule. Les véhicules automobiles sont équipés d'au moins un calculateur apte à gérer les différentes fonctionnalités des équipements du véhicule, et notamment leur alimentation en énergie à partir de la machine électrique. Le calculateur permet de définir les paramètres de fonctionnement du véhicule et de ses équipements, de sorte que la machine électrique fournisse l'énergie nécessaire selon les besoins. La commande à partir du calculateur de l'alimentation en énergie du réseau de bord et des divers équipements du véhicule, est réalisée par l'intermédiaire de moyens de transmission d'informations exploitant un protocole de communication entre le calculateur et la machine électrique. [0003] Plus spécifiquement concernant les machines électriques agencées en alternateurs réversibles, celles-ci sont couramment exploitées dans le domaine automobile pour mettre en oeuvre une fonction de démarrage du véhicule dite « Stop and Start ». Une telle fonction réside dans une mise en veille de l'organe moteur de propulsion du véhicule lorsque la vitesse du véhicule est inférieure à un seuil prédéterminée, à titre indicatif de l'ordre de 5 km/h. La mise en veille du moteur perdure tant que le conducteur du véhicule actionne la pédale de commande du mécanisme de freinage. Lorsque le conducteur relâche la pédale, le moteur redémarre automatiquement. [0004] Un problème réside dans une défaillance potentielle de la transmission d'informations depuis le calculateur vers la machine électrique, la fonction d'alimentation en énergie du réseau de bord électrique du véhicule et de ses équipements étant alors inopérante. Cette fonction devient autonome dans le cas particulier des alternateurs réversibles qui ont la faculté de générer leur propre excitation, mais sous condition que l'alternateur réversible soit activé par le calculateur. Un défaut d'alimentation en énergie du réseau de bord du véhicule est à éviter, sous peine d'induire un épuisement de la réserve d'énergie rechargeable embarquée et à terme de provoquer une panne voire une dégradation des équipements du véhicule. Pour éviter de tels inconvénients, il a été proposé des dispositifs de surveillance du fonctionnement de la transmission d'informations entre le calculateur et la machine électrique, de sorte qu'un signal d'alerte soit le cas échéant généré. On pourra par exemple se reporter aux documents FR2875551 (VALEO EQUIP. EL. MOTEUR) et FR2925617 (VALEO EQUIP. EL. MOTEUR) qui mentionnent de tels dispositifs de surveillance. [0005] Cependant, si la surveillance du fonctionnement de la transmission d'informations permet de prévenir les éventuelles pannes induites, elle implique un arrêt urgent du véhicule pour effectuer un diagnostic et les réparations nécessaires, faute de quoi la réserve d'énergie risque d'être rapidement épuisée et les équipements et/ou fonctions du véhicule d'être altérés. [0006] Le but de la présente invention est de proposer un procédé et un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé, pour sécuriser l'exploitation d'une machine électrique tournante équipant un véhicule automobile et finalement pour sécuriser les équipements de ce véhicule qui sont alimentés en énergie directement et/ou indirectement à partir de la machine électrique. De tels procédé et dispositif sont plus particulièrement recherchés simples et fiables, tout en pouvant être mis en oeuvre et être implantés à moindres coûts sur un quelconque véhicule à partir de ses équipements existants. [0007] Le procédé de la présente invention est un procédé de sécurisation du fonctionnement d'une machine électrique tournante équipant un véhicule automobile, en cas de défaillance d'une transmission d'informations entre un calculateur de commande équipant le véhicule et la machine électrique. La machine électrique est plus particulièrement du type intégrant des moyens aptes à provoquer son auto-excitation, tel qu'un alternateur réversible ou analogue. L'activation de la machine électrique depuis un état de veille vers un état générateur d'énergie est placée sous la dépendance d'un premier signal en provenance du calculateur. [0008] Selon la présente invention, il est proposé de placer une dite activation de la machine électrique depuis un état de veille vers un état générateur d'énergie, sous la dépendance d'un deuxième signal en provenance d'au moins un quelconque organe de commande du véhicule actionnable par le conducteur. Cette mise en relation entre la machine électrique et ledit organe de commande est réalisée en parallèle de la mise en relation entre le calculateur et la machine électrique, de sorte qu'une absence et/ou par analogie un dysfonctionnement éventuels de réception du premier signal détectés par la machine électrique induise son activation à partir de la manoeuvre du dit organe de commande. [0009i Plus particulièrement, une auto-excitation de la machine électrique est induite à partir du dit deuxième signal en cas de détection préalable par la machine électrique d'une absence de réception du dit premier signal. L'auto-excitation forcée de la machine électrique induit son passage depuis un état de veille vers un état de génération d'énergie, et est placée sous la dépendance de la double condition d'un actionnement par le conducteur d'un quelconque organe de commande du véhicule et d'une détection d'absence de réception d'un premier signal en provenance du calculateur. Cette double condition étant validée à partir de moyens appropriés équipant la machine électrique, la fonction d'auto-excitation de la machine électrique est activée pour provoquer son passage depuis son état de veille vers son état de génération d'énergie. [0010] Plus particulièrement, le procédé comprend au moins les étapes suivantes : ^ commander une dite activation de la fonction d'auto-excitation de la machine électrique à partir d'au moins un quelconque organe de commande du véhicule actionnable par le conducteur, - détecter à partir de la machine électrique une éventuelle absence d'un premier signal en provenance du calculateur, et en cas d'une absence détectée de premier signal, autoriser l'exécution de la fonction d'auto-excitation de la machine électrique préalablement commandée à partir du dit organe de commande, de sorte que sa fonction génératrice d'énergie soit induite. [0011] L'organe de commande est susceptible d'être un quelconque organe implanté sur le véhicule et actionnable par l'utilisateur soit directement, soit par l'intermédiaire d'un quelconque équipement du véhicule. La manoeuvre de l'organe de commande correspond notamment à une utilisation potentielle du véhicule par le conducteur. Pour constituer l'organe de commande de l'auto-excitation de la machine électrique, il peut être exploité un organe de commande du véhicule qui est spontanément actionné par le conducteur à partir de son installation à bord ou à partir de l'utilisation d'un quelconque équipement et/ou fonction du véhicule. [0012] Par exemple, l'organe de commande est susceptible d'être constitué d'un ou de plusieurs contacteurs affectés à la commande de la mise en oeuvre de quelconques équipement et/ou fonction du véhicule, voire encore un quelconque détecteur de présence effective du conducteur installé à bord du véhicule, tel qu'un contacteur actionnable par une portière du véhicule. [0013] Dans sa généralité, l'organe de commande est électriquement relié à la machine électrique, indifféremment pour générer spécifiquement le deuxième signal ou, et de préférence, pour générer un signal d'activation de la machine électrique dans le cadre d'une quelconque autre fonction existante du véhicule et/ou de la mise en oeuvre de l'un au moins de ses équipements. [0014] Pour simplifier le procédé et le dispositif pour sa mise en oeuvre proposés, il est de préférence évité de raccorder la machine électrique au dit organe de commande par un câble spécifique supplémentaire à ceux déjà exploités pour la mise en oeuvre d'équipements ou de fonctions existantes du véhicule. Il est avantageux d'utiliser un organe de commande et un câble de raccordement de cet organe de commande à la machine électrique existants, pour éviter des coûts structurels et de fabrication supplémentaires et pour permettre une mise en oeuvre du procédé sur un quelconque véhicule existant. Il est donc préféré de générer le deuxième signal à partir d'un organe du véhicule qui est électriquement relié à la machine électrique pour fournir une quelconque autre fonction de commande de l'activation de la machine électrique entre un état de veille et un état de génération d'énergie. [0015] Par exemple, il est courant qu'une pédale de commande d'un mécanisme de freinage équipant le véhicule soit exploitée pour commander la mise en oeuvre de la machine électrique dans le cadre d'une fonction « Start and Stop » du véhicule. Il est avantageusement choisi d'exploiter cette pédale de commande pour générer le deuxième signal. [0016] La présente invention a aussi pour objet un dispositif de sécurisation du fonctionnement d'une machine électrique équipant un véhicule automobile, apte à mettre en oeuvre le procédé de l'invention tel qu'il vient d'être décrit. Selon la présente invention, ce dispositif est principalement reconnaissable en ce qu'il comprend une machine électrique tournante constituée d'un alternateur réversible dont la mise en oeuvre est placée sous la dépendance d'un calculateur générateur d'un premier signal. Ce dispositif comprend en outre un organe de commande actionnable par le conducteur générateur d'un deuxième signal. La mise en oeuvre de moyens d'auto-excitation intégrés à la machine électrique est placée sous la dépendance combinée d'un actionnement du dit organe de commande par le conducteur et de moyens intégrés à la machine électrique de détection d'une absence de réception d'un premier signal par la machine électrique. [0017] Ledit organe de commande est de préférence constitué d'une pédale de manoeuvre d'un mécanisme de freinage pour véhicule automobile, qui est électriquement reliée à la machine électrique en constituant en outre un organe courant de commande d'une fonction « Start and Stop » du véhicule. [0018] La présente invention a aussi pour objet un véhicule automobile équipé d'un dispositif de sécurisation du fonctionnement d'une machine électrique tel qu'il vient d'être décrit. Ce véhicule est équipé d'un calculateur de commande du fonctionnement au moins d'une machine électrique tournante embarquée et agencée en alternateur réversible, et d'un organe de commande de l'activation de la machine électrique entre un état de veille et un état générateur d'énergie qui est électriquement relié à la machine électrique. Selon la présente invention, un tel véhicule est principalement reconnaissable en ce que l'alternateur réversible intègre des moyens de détection d'une absence d'un premier signal en provenance du calculateur. La mise en oeuvre de moyens d'activation forcée d'une fonction d'auto-excitation intégrée à la machine électrique est placée sous la dépendance des dits moyens de détection et est commandée à partir de l'organe de commande. [0019] Le véhicule étant équipée d'une pédale de commande d'un mécanisme de freinage équipant le véhicule qui est électriquement reliée à la machine électrique, ledit organe de commande générateur du deuxième signal est constitué par une telle pédale de commande, qui est en outre avantageusement affectée à la mise en oeuvre d'un mécanisme « Stop and Start » équipant le véhicule. [0020] Un exemple de réalisation de la présente invention va être décrit en relation avec la figure unique de la planche annexée, qui illustre un dispositif et ses modalités de mise en oeuvre pour sécuriser le fonctionnement d'une machine électrique tournante équipant un véhicule automobile. [0021] Sur la figure unique, une machine électrique tournante 1 est agencée en alternateur réversible et est exploitée pour alimenter en énergie le réseau de bord 2 d'un véhicule automobile. La mise en oeuvre de la machine électrique 1 est placée sous la dépendance d'un calculateur 3 équipant le véhicule, qui définit les paramètres de fonctionnement du véhicule et de ses équipements. Cette mise en oeuvre est réalisée par l'intermédiaire d'une transmission de premiers signaux 4 exploitant un protocole de communication spécifique entre le calculateur 3 et la machine électrique 1. En cas d'interruption d'une telle transmission de premiers signaux 4 et/ou de dénaturation du protocole utilisé, la machine électrique 1 ne génère plus de courant et les équipements du véhicule sont alimentés en énergie à partir d'une réserve d'énergie embarquée rechargeable à partir de la machine électrique 1. L'épuisement de la réserve d'énergie n'est pas souhaitable et provoque une panne du véhicule et de ses équipements, voire induit un risque d'endommagement de ces équipements. [0022] Pour éviter un tel risque de panne, l'activation de la machine électrique 1 entre un état de veille et un état générateur d'énergie est en outre placée sous la dépendance de la manoeuvre d'un organe de commande 5 par le conducteur et de moyens de détection 6 d'une absence et/ou par analogie d'un dysfonctionnement de réception de dits premiers signaux 4 par la machine électrique 1. L'organe de commande 5 est relié à la machine électrique 1 en parallèle du calculateur 3, et est actionné par le conducteur dès lors qu'il utilise le véhicule, voire par analogie qu'il est potentiellement susceptible de l'utiliser. Dans le cas où les moyens de détection 6 intégrés à la machine électrique 1 identifient une absence de transmission de premiers signaux 4 depuis le calculateur 3 vers la machine électrique 1, l'activation préalable de l'organe de commande 5 générant un deuxième signal 7 de commande provoque l'activation de la fonction d'auto-excitation 8 de la machine électrique 1, pour son passage de l'état de veille à l'état de génération d'énergie. [0023] Pour éviter de complexifier le câblage de la machine électrique 1, l'organe de commande 5 est avantageusement un organe de commande couramment relié à la machine électrique 1 pour la mise en oeuvre d'une autre fonction du véhicule, telle qu'une fonction « Start and Stop ». Plus particulièrement, l'organe de commande 5 est constitué d'une pédale de commande d'un mécanisme de freinage équipant le véhicule, qui est couramment exploitée pour activer la machine électrique 1 selon le processus courant de mise en oeuvre de la fonction « Start and Stop » du véhicule. L'organisation structurelle de la sécurisation de la machine électrique 1 est obtenue à partir de l'exploitation d'organes existants du véhicule, ce qui permet de mettre en oeuvre à moindres coûts le procédé de sécurisation de la présente invention et de permettre son implantation sans modification structurelle majeure sur un quelconque véhicule. REVENDICATIONS1.- Procédé de sécurisation du fonctionnement d'une machine électrique tournante (1) équipant un véhicule automobile, en cas de défaillance d'une transmission d'informations entre un calculateur (3) de commande équipant le véhicule et la machine électrique (1), l'activation de la machine électrique (1) étant placée depuis un état de veille vers un état générateur d'énergie sous la dépendance d'un premier signal (4) en provenance du calculateur (3), caractérisé en ce qu'une activation de la machine électrique (1) est placée sous la dépendance d'un deuxième signal (7) en provenance d'au moins un quelconque organe de commande (7) du véhicule actionnable par le conducteur, et en ce qu'une auto-excitation (8) de la machine électrique (1) est induite à partir de ce deuxième signal (7) en cas de détection préalable d'une absence de réception du dit premier signal (4) par la machine électrique (1). 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'auto-excitation (8) forcée de la machine électrique (1) induisant son passage depuis un état de veille vers un état de génération d'énergie est placée sous la dépendance de la double condition d'un actionnement par le conducteur d'un quelconque organe de commande (5) du véhicule et d'une détection d'absence de réception d'un premier signal (4) en provenance du calculateur (3), une validation de cette double condition activant la fonction d'auto-excitation (8) de la machine électrique (1). 3.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes suivantes : *) commander une dite activation de la fonction d'auto-excitation (8) de la machine électrique (1) à partir d'au moins un quelconque organe de commande (5) du véhicule actionnable par le conducteur, *) détecter à partir de la machine électrique (1) une éventuelle absence d'un premier signal (4) en provenance du calculateur (3), et*) en cas d'une absence détectée de premier signal (4), autoriser l'exécution de la fonction d'auto-excitation (8) de la machine électrique (1) induisant la mise en oeuvre de sa fonction génératrice d'énergie. 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour générer le deuxième signal (7) il est exploité au moins un organe de commande (5) qui est électriquement relié à la machine électrique (1) indifféremment pour générer spécifiquement le deuxième signal (7) ou pour générer un signal d'activation de la machine électrique (1) dans le cadre d'une quelconque autre fonction existante du véhicule et/ou de la mise en oeuvre de l'un au moins de ses équipements. 5.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le deuxième signal (7) est généré à partir d'un organe du véhicule qui est électriquement relié à la machine électrique (1) pour fournir une quelconque autre fonction de commande de l'activation de la machine électrique (1) entre un état de veille et un état de génération d'énergie. 6.- Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une pédale de commande d'un mécanisme de freinage équipant le véhicule est exploitée pour générer le deuxième signal (7), ladite pédale de freinage étant en outre exploitée pour commander la mise en oeuvre de la machine électrique (1) dans le cadre d'une fonction « Start and Stop » du véhicule. 7.- Dispositif de sécurisation du fonctionnement d'une machine électrique équipant un véhicule automobile, apte à mettre en oeuvre un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une machine électrique tournante (1) constituée d'un alternateur réversible dont la mise en oeuvre est placée sous la dépendance d'un calculateur (3) générateur d'un premier signal (4) et d'un organe de commande (5) actionnable par le conducteur et générateur d'un deuxième signal (7), et en ce que la mise en oeuvre de moyens d'auto-excitation (8)intégrés à la machine électrique (1) est placée sous la dépendance combinée d'un actionnement du dit organe de commande (5) par le conducteur et de moyens (6) intégrés à la machine électrique (1) de détection d'une absence de réception d'un premier signal (4) par la machine électrique (1). 8.- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit organe de commande (5) est constitué d'une pédale de manoeuvre d'un mécanisme de freinage pour véhicule automobile, qui est électriquement reliée à la machine électrique (1) en constituant en outre un organe de commande d'une fonction « Start and Stop » du véhicule. 9.- Véhicule automobile équipé d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, ce véhicule étant équipé d'un calculateur (3) de commande du fonctionnement au moins d'une machine électrique tournante (1) embarquée agencée en alternateur réversible, et d'un organe de commande (5) de l'activation de la machine électrique (1) entre un état de veille et un état générateur d'énergie qui est électriquement relié à la machine électrique (1), caractérisé en ce que l'alternateur réversible intègre des moyens de détection (6) d'une absence d'un premier signal (4) en provenance du calculateur (3), sous la dépendance desquels est placée la mise en oeuvre de moyens d'activation forcée de sa fonction d'auto-excitation (8) commandée à partir du dit organe de commande (5). 10.- Véhicule automobile selon la revendication 9, caractérisé que ledit organe de commande (5) est une pédale de commande d'un mécanisme de freinage équipant le véhicule, qui est électriquement reliée à la machine électrique (1) et qui est en outre affectée à la mise en oeuvre d'un mécanisme « Stop and Start » équipant ce véhicule.30