Brevet FR2966654A1 — publié le 20120427

PROCEDE DE GESTION DE LA PRIORITE ENTRE DEUX CONSOMMATEURS ELECTRIQUES ALIMENTES PAR UNE MEME SOURCE [0001 La présente invention concerne un procédé de traitement de la 5 priorité entre deux demandes de puissance électrique concomitantes qui ne peuvent pas être satisfaites simultanément. [0002] Les équipements électriques sont de plus en plus nombreux sur les véhicules automobiles et sont souvent de grands consommateurs d'énergie électrique. C'est le cas par exemple des véhicules hybrides et des véhicules 10 équipés d'un système d'arrêt et de redémarrage automatique du moteur thermique. Si deux ou plusieurs équipements électriques consomment simultanément de l'énergie, la puissance de la batterie risque d'être insuffisante. Lesdits équipements ne pourraient alors pas fonctionner et, de plus, des équipements de bord pourraient être endommagés du fait de la 15 chute de tension aux bornes de la batterie. Ajouter une source d'énergie, en plus de la batterie habituelle, coûte cher et il est préférable de gérer l'ordre d'accès, et donc la priorité, des consommateurs électriques à la source d'énergie électrique. Le problème se pose de façon aiguë pour les véhicules équipés d'un système d'arrêt et de redémarrage automatique du moteur. En 20 effet, l'organe de démarrage (démarreur classique ou alternateur réversible) est souvent sollicité et il nécessite une puissance électrique relativement importante que la batterie se doit de fournir, sous peine de ne pas pouvoir redémarrer. L'invention propose un procédé permettant de gérer la priorité d'accès à la source de puissance électrique du véhicule, d'une part par 25 l'organe de démarrage d'un système d'arrêt et de redémarrage automatique d'un véhicule et, d'autre part, par un autre consommateur électrique du véhicule. [0003] Le brevet US 6,301,528 B1 décrit une méthode pour contrôler les organes électriques d'un véhicule basée sur une priorité préétablie. Cette méthode n'arbitre pas les besoins électriques de façon temporelle fine, par exemple lorsque deux besoins arrivent simultanément. [0004] La présente invention permet de déterminer une priorité entre deux besoins de consommateurs électriques qui peuvent arriver en même temps, 5 l'un desdits besoins étant le redémarrage du moteur thermique d'un véhicule. [0005] De façon plus précise, l'invention concerne un procédé de gestion de la priorité entre un premier et un deuxième systèmes alimentés en puissance électrique par une même source et qui peuvent avoir des besoins concomitants en puissance électrique qui ne peuvent pas être satisfaits 10 simultanément, le premier desdits systèmes étant constitué par les moyens de redémarrage du moteur thermique d'un véhicule muni d'un système d'arrêt et de redémarrage automatique dudit moteur et étant contrôlé par une première unité de contrôle moteur, le deuxième desdits systèmes étant contrôlé par une deuxième unité de contrôle non synchronisée avec ladite 15 première unité de contrôle. [0006] Selon l'invention : - ladite deuxième unité de contrôle émet régulièrement vers ladite première unité un signal spécifiant le besoin ou l'absence de besoin de puissance électrique dudit deuxième système, et 20 - les besoins exprimés par lesdites unités de contrôle sont pris en compte par ladite première unité de contrôle selon leur ordre temporel d'arrivée à ladite première unité de contrôle. [0007] Selon un mode de mise en oeuvre préféré : - ledit premier système est déclaré prioritaire en déclarant que l'ordre 25 temporel des signaux reçus par les deux systèmes est l'ordre d'arrivée desdits signaux audit premier système. - lorsqu'un besoin est émis par ladite deuxième unité de contrôle, une temporisation d'attente est déclenchée au niveau de ladite deuxième unité. Ladite temporisation peut, au minimum, être égale au temps d'aller- retour d'un signal entre lesdites unités de contrôle, plus le temps de traitement du signal. Ladite temporisation peut par exemple être au minimum égale à environ 30 ms. - ledit deuxième système peut être choisi, par exemple, parmi les systèmes suivants: le desserrage du frein électrique de stationnement du véhicule, le contrôle de changement de rapport de boite de vitesses automatique, le chauffage électrique de l'habitacle et la régulation de l'assiette du véhicule. [0008] Selon un mode de réalisation préféré, la première unité de contrôle émet régulièrement vers la deuxième unité un signal spécifiant la consommation ou l'absence de consommation de puissance électrique du premier système, et en fin de temporisation, la réalisation par la deuxième unité de son besoin est conditionnée par l'absence de consommation par la première unité. [0009] D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui suit d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés et sur lesquels : - la figure 1 illustre le procédé de l'invention dans le cas où une 20 demande de redémarrage arrive en premier au contrôleur moteur CMM, - la figure 2 illustre le procédé de l'invention dans le cas où une demande de desserrage de frein arrive en premier au contrôleur moteur CMM, et - les figures 3 et 4 montrent en détails les premières étapes du 25 procédé illustré sur les figures respectivement 1 et 2. [oolo] Les dessins annexés pourront non seulement servir à compléter l'invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant. [0011] De façon générale, l'invention s'applique à la gestion de la priorité d'alimentation en puissance électrique entre un premier et un deuxième systèmes alimentés tous deux par la même source d'énergie électrique, laquelle n'est pas suffisamment puissante pour alimenter simultanément les deux systèmes. Ledit premier système est l'organe de redémarrage du moteur thermique, cet organe pouvant être un démarreur classique ou un alternateur réversible. [0012] Le mode de réalisation décrit ci-après concerne plus particulièrement la gestion de priorité entre un organe de redémarrage du moteur thermique d'un véhicule muni d'un système d'arrêt et de redémarrage automatique du moteur et un système de frein de stationnement électrique équipant le véhicule. Ce deuxième système pourrait être également, mais non limitativement, le système de contrôle de changement de rapport d'une boite de vitesses automatique, le chauffage électrique de l'habitacle ou encore la régulation de l'assiette du véhicule. [0013] L'organe de redémarrage est commandé par une unité de contrôle 15 moteur CMM et le système de frein de stationnement est contrôlé par une unité de contrôle de frein UCF. [0014] L'organe de démarrage et le système de frein sont alimentés par la même source d'énergie électrique, à savoir la batterie du véhicule. [0015] Sur la figure 1, l'axe t représente le temps t. Au départ, on suppose 20 que l'unité de contrôle de frein UCF (désigné par la suite plus simplement "contrôleur UCF") n'a pas besoin (10) de déclencher le fonctionnement du système de freinage. Le contrôleur UCF envoie alors à l'unité de contrôle moteur CMM (désigné par la suite "contrôleur CMM") un signal 11 d'inhibition de redémarrage = Faux. Peu de temps après avoir reçu ce signal, il existe un 25 besoin de redémarrer le moteur, ce besoin étant prioritaire par rapport aux besoins du système de frein. En d'autres termes, ce qui compte pour la détermination de la priorité des signaux, ce sont les temps d'arrivée ou d'émission des signaux par le contrôleur CMM et donc les événements vus chronologiquement par le contrôleur CMM. Il se peut donc, comme dans l'exemple décrit, qu'un besoin soit émis par le contrôleur UCF chronologiquement avant la manifestation d'un besoin au niveau du contrôleur CMM, mais que ce dernier soit pris en compte avant si le besoin du contrôleur UCF arrive au contrôleur CMM après la manifestation du besoin de redémarrage. [0016] Le contrôleur CMM envoie au système de redémarrage un signal 12 de Volonté de redémarrage = Vrai puisque le moteur doit être redémarré. Entre les signaux 11 et 12 (d'un point de vue temporel), très peu de temps après l'émission du signal 11, il existe un besoin de desserrage du frein de stationnement; le contrôleur UCF envoie alors un signal 13 de besoin de desserrage = Vrai. Ce signal déclenche une temporisation systématique d'attente 14 qui correspond au minimum au temps d'un aller-retour d'un signal du contrôleur UCF vers le contrôleur CMM, auquel s'ajoute le temps de traitement du signal par le contrôleur CMM. A la fin de cette temporisation 14, l'état du système de démarrage envoyé par le contrôleur CMM au contrôleur UCF est examiné: si on se trouve en phase de redémarrage, il y a interdiction de desserrage du frein (flèche 15) et on attend la fin 17 du redémarrage pour desserrer le frein (flèche 18). La durée de la temporisation est égale ou supérieure au temps pour un signal d'aller de UCF à CMM (par exemple environ 10 ms) + le temps pour un signal d'aller de CMM à UCF (environ 10 ms par exemple) + le temps nécessaire au contrôleur CMM pour traiter le signal (par exemple environ 10 ms) . La durée de la temporisation peut donc être, à titre d'exemple non limitatif, égale ou supérieure à environ 30 ms. [0017] La figure 3 illustre le détail de l'initialisation du procédé avec le déclenchement de la priorité du redémarrage. Au commencement, il n'existe pas de besoin de desserrage du frein de stationnement. Le contrôleur UCF envoie régulièrement (par exemple toutes les 10 ms) un signal 30 au contrôleur CMM de besoin de desserrage = Faux, jusqu'à ce qu'un besoin 31 de desserrage se manifeste. Un signal 32 est alors envoyé au contrôleur CMM. Cependant, peu de temps avant, du point de vue du contrôleur CMM, s'est manifesté un besoin 33 de redémarrage. Du point de vue du contrôleur CMM, le besoin de redémarrer 33 s'est manifesté avant le besoin de desserrage 31. Le besoin 33 est donc prioritaire par rapport au besoin 31, bien que ce dernier existait temporellement avant le besoin 33. A partir de 33, se déclenche alors une phase 34 de redémarrage en cours qui interdit le desserrage du frein (35) jusqu'à la fin de la phase de redémarrage 34. Le contrôleur CMM avertit le contrôleur UCF de la période de redémarrage en envoyant périodiquement (par exemple toutes les 10 ms) un signal 36 d'inhibition de redémarrage = Faux. Le besoin de desserrage 31 déclenche une temporisation d'attente 37 qui dure le temps d'un aller-retour d'un signal du contrôleur UCF vers le contrôleur CMM, plus le temps de traitement du signal. Pendant ce temps d'attente, le desserrage du frein ne peut pas être autorisé. [0018] La figure 2 illustre la synchronisation entre le redémarrage et le desserrage du frein lorsqu'une demande de desserrage 20 arrive en premier. Le contrôleur UCF envoie alors au contrôleur CMM un signal 21 d'inhibition de redémarrage = Vrai. Ce signal est traité par le contrôleur CMM, lequel envoie ensuite au contrôleur UCF un signal 22 pour autoriser le desserrage du frein. Entre l'émission du besoin 20 de desserrage du frein et l'arrivée de l'autorisation (signal 22) au contrôleur UCF s'est écoulé une temporisation d'attente 23. Cette temporisation est égale au minimum, comme précédemment, à un aller-retour du signal, plus le temps de traitement du signal. A titre d'exemple non limitatif, cette temporisation peut être égale au minimum à 30 ms. Le desserrage du frein s'effectue alors pendant l'intervalle de temps 24. A la fin de la période de desserrage, le contrôleur UCF envoie au contrôleur CMM un signal 25 d'inhibition de redémarrage = Faux. Après avoir reçu ce signal 25, le contrôleur CMM autorise le redémarrage (26) si le besoin se manifeste. Entre l'arrivée au contrôleur CMM du signal 21 d'inhibition de redémarrer = Vrai et le signal 25 d'inhibition de redémarrer = Faux, le contrôleur CMM interdit le redémarrage (intervalle de temps 27). [0019] La figure 4 illustre en détails l'initialisation du processus dans le cas du déclenchement de la priorité du desserrage du frein de stationnement électrique (cas de la figure 2). Le besoin 40 de desserrage = Vrai, sous forme d'un signal 41, est envoyé par le contrôleur UCF au contrôleur CMM, avant qu'un besoin de redémarrage lui soit parvenu. Le contrôleur CMM envoie alors un signal 42 d'inhibition de redémarrage = Vrai au contrôleur UCF et l'émission du signal 41 déclenche une temporisation d'attente 43, jusqu'à l'arrivée du signal 42 au contrôleur UCF. Le desserrage du frein s'effectue après, pendant la période 44. Le contrôleur CMM interdit le redémarrage du moteur pendant la période 45 s'étendant du traitement du signal 41 par le contrôleur CMM jusqu'à la fin de la période de desserrage du frein 44. [0020] La présente invention permet de garantir que les deux systèmes gros consommateurs d'énergie électrique ne seront pas activés en même temps, évitant ainsi la perte d'équipements de bord pour cause de sous alimentation électrique, telle qu'une sous-tension. [0021] D'autres modes de réalisation que celui décrit et représenté peuvent être conçus par l'homme du métier sans sortir du cadre de la présente invention. Ainsi, le mode de mise en oeuvre décrit donne la priorité au redémarrage du moteur thermique mais la priorité pourrait bien entendu être donnée à d'autres systèmes. REVENDICATIONS1. Procédé de gestion de la priorité entre un premier et un deuxième systèmes alimentés en puissance électrique par une même source et qui peuvent avoir des besoins concomitants en puissance électrique qui ne peuvent pas être satisfaits simultanément, le premier desdits systèmes étant constitué par les moyens de redémarrage du moteur thermique d'un véhicule muni d'un système d'arrêt et de redémarrage automatique dudit moteur et étant contrôlé par une première unité de contrôle moteur (CMM), le deuxième desdits systèmes étant contrôlé par une deuxième unité de contrôle (UCF) non synchronisée avec ladite première unité de contrôle, le procédé étant caractérisé en ce que: - ladite deuxième unité de contrôle (UCF) émet régulièrement vers ladite première unité (CMM) un signal (30) spécifiant le besoin ou l'absence de besoin de puissance électrique dudit deuxième système, et - les besoins exprimés par lesdites unités de contrôle sont pris en compte par ladite première unité de contrôle (CMM) selon leur ordre temporel d'arrivée à ladite première unité de contrôle (CMM). 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit premier système est déclaré prioritaire en déclarant que l'ordre temporel des signaux reçus par les deux systèmes est l'ordre d'arrivée desdits signaux audit premier système (CMM). 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que, lorsqu'un besoin est émis par ladite deuxième unité de contrôle (UCF), une temporisation d'attente (23, 43) est déclenchée au niveau de ladite deuxième unité (UCF). 4. Procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce que ladite temporisation est au minimum égale au temps d'aller-retour d'un signal entre lesdites unités de contrôle, plus le temps de traitement du signal. 5. Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que ladite temporisation est au minimum égale à 30 ms. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit deuxième système (UCF) est choisi parmi les systèmes suivants: le desserrage du frein électrique du véhicule, le contrôle de changement de rapport de boite de vitesses automatique, le chauffage électrique de l'habitacle et la régulation de l'assiette du véhicule. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que : - ladite première unité de contrôle (CMM) émet régulièrement vers ladite deuxième unité (UCF) un signal (30) spécifiant la consommation ou l'absence de consommation de puissance électrique dudit premier système, et - en fin de temporisation, la réalisation par la deuxième unité (UCF) de son besoin est conditionnée par l'absence de consommation par ladite première unité (CMM).15