Brevet FR2990579A1 — publié le 20131115

PROCEDE DE PILOTAGE D'UN GENERATEUR D'UN VEHICULE AUTOMOBILE [1] L'invention concerne un procédé de pilotage d'un générateur d'un véhicule automobile, que le générateur soit notamment un générateur pur tel qu'un alternateur ou un alternodémarreur, ou un stockeur d'électricité (telle qu'une batterie) associé à un convertisseur de puissance. [2] On connaît un procédé de pilotage d'un générateur adapté à alimenter un réseau de bord d'un véhicule par un dispositif de pilotage qui est adapté à piloter le générateur en fonction d'une consigne de tension. [3] Selon un tel procédé, l'intensité du courant produit par le générateur n'est pas maîtrisée et est imposée par la charge du générateur. Un tel procédé ne permet pas de tenir compte d'éventuelles contraintes liées au réseau de bord dans son ensemble ou à des systèmes électriques du réseau de bord, excepté celles liées à l'état et à la nature du générateur lui-même (intensité maximale supportable). Ainsi, le transfert d'énergie n'est pas optimisé. [4] L'invention vise à résoudre un ou plusieurs de ces inconvénients. [5] L'invention porte ainsi sur un procédé de pilotage d'un générateur adapté à alimenter un réseau de bord d'un véhicule par un dispositif de pilotage qui est adapté à déterminer la valeur d'une consigne de tension du générateur, caractérisé en ce que, le dispositif de pilotage est également adapté à piloter le générateur en fonction d'une consigne d'intensité indépendante de la consigne de tension. [6] De ce fait, il est possible de piloter le générateur de sorte qu'il fournisse un courant électrique dont la tension et l'intensité correspondent aux valeurs des deux consignes de tension et d'intensité, pour autant que ces valeurs puisse être atteintes compte tenu des caractéristiques physiques du générateur. [7] Selon un premier mode de réalisation, le dispositif de pilotage est adapté à déterminer la valeur de chacune des deux consignes d'intensité et de tension à partir d'au moins deux contraintes primaires, chaque contrainte primaire étant associée à un système électrique du circuit électrique et étant dépendante d'une grandeur électrique de ce système électrique. Il est ainsi possible piloter le générateur en tenant compte de plusieurs contraintes existantes sur le réseau de bord, que ces contraintes soient en tension et/ou en intensité, et ce pour les consignes en tension et/ou en intensité. [8] Selon un deuxième mode de réalisation, une des contraintes primaires est une tension minimale devant être garantie au réseau de bord. [9] Selon un troisième mode de réalisation, une des contraintes primaires est une tension maximale admissible par le réseau de bord. 2 9905 79 2 [0010] Selon un quatrième mode de réalisation, une des contraintes primaires est une tension minimale devant être garantie aux bornes d'un organe électrique du circuit. [0011] Selon un cinquième mode de réalisation, une des contraintes 5 primaires est une tension maximale admissible par un organe électrique du circuit. [0012] Selon un sixième mode de réalisation, une des contraintes primaires est une intensité de recharge, de décharge ou de maintien constant de la charge d'un stockeur d'énergie du circuit électrique. Il est ainsi possible d'avoir 10 une maîtrise du transfert énergétique du stockeur sous contraintes des tensions minimale et maximale du réseau de bord [0013] Selon un septième mode de réalisation, une des contraintes primaires est une intensité maximale pouvant être délivrée par le générateur. [0014] Selon un huitième mode de réalisation, au moins l'une des deux 15 consignes d'intensité et de tension est déterminée à partir d'au moins deux consignes primaires, chaque consigne primaire étant issue d'une comparaison entre une contrainte primaire associée à cette consigne primaire et la valeur de la grandeur électrique correspondante. Il est ainsi possible de déterminer, pour chaque contrainte primaire prise en considération, une consigne primaire 20 résultant de l'écart entre la contrainte et la valeur physique (par exemple la tension minimale demandée aux bornes d'un organe consommateur et la valeur de la tension à ces bornes, ou l'intensité de charge demandée d'un stockeur et la valeur de cette intensité), et de déterminer à partir de ces consignes primaires la consigne d'intensité et/ou de tension. Le mode de 25 détermination peut être, par exemple, la somme des consignes primaires ou le maximum des consignes primaires. [0015] Selon un neuvième mode de réalisation, au moins l'une des deux consignes d'intensité et de tension est déterminée à partir d'une comparaison entre la contrainte la plus contraignante entre au moins deux contraintes 30 primaires et la valeur de la grandeur électrique correspondante à la contrainte la plus contraignante. Il est ainsi possible de déterminer la plus contraignante des contraintes, et ensuite de déterminer l'écart entre cette contrainte et la valeur physique correspondante. [0016] Selon un dixième mode de réalisation, le générateur est piloté en 35 tension quand le dispositif de pilotage affecte à la consigne d'intensité la valeur correspondant à l'intensité maximale pouvant être fournie par le générateur, et à la consigne de tension la valeur de la tension à garantir sur le réseau de bord. [0017] Selon un onzième mode de réalisation, le générateur est piloté en 40 intensité quand le dispositif de pilotage affecte à la consigne de tension la valeur maximale admissible par le réseau de bord, et à la consigne d'intensité la valeur de l'intensité devant être fournie au réseau de bord. [0018] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d'un circuit électrique ; - la figure 2 est une représentation schématique d'un générateur associé à un dispositif de pilotage ayant une consigne de tension et une consigne d'intensité ; - la figure 3 est une représentation schématique de la détermination de la consigne d'intensité à partie de consignes primaires, chaque consigne primaire étant déterminée à partir d'un écart entre une contrainte primaire et la valeur mesurée associées à cette consigne primaire ; et - la figure 4 est une représentation schématique de la détermination d'une consigne d'intensité à partir de la plus contraignante des contraintes prises en compte pour la détermination de la consigne d'intensité. [0019] Un véhicule automobile comporte un circuit électrique 1 qui comprend notamment un réseau de bord 2, un générateur 3 adapté à alimenter le réseau de bord 2, et un dispositif de pilotage 4 adapté à piloter le générateur 3 en fonction d'une consigne de tension Ucons et, conformément à l'invention également en fonction d'une consigne d'intensité 'cons indépendante de la consigne de tension Ucons. [0020] Le circuit électrique 1 peut également comporter au moins un stockeur 5 (par exemple une batterie en plomb de 12 V, batterie lithium-ion, supercondensateur) adapté à être alimenté par le générateur 3 et à fournir de l'électricité au réseau de bord 2. A chaque stockeur 5 est associé un convertisseur de puissance réversible continu/continu 6 le séparant du reste du circuit électrique 1 et permettant de réguler sa recharge, sa décharge et le maintien constant de sa charge du stockeur 5 correspondant selon la situation de vie du véhicule et les besoins du réseau de bord 2. Chaque convertisseur 6 obéit à des consignes de tension et d'intensité qui sont déterminées par le dispositif de pilotage 4. De ce fait, un stockeur 5 associé à son convertisseur 6 peut être considéré, quand il est utilisé pour fournir de l'électricité au réseau de bord 2, comme un générateur 3 associé à son dispositif de pilotage 4. [0021] Le dispositif de pilotage 4 est ainsi adapté à commander aussi bien le générateur principal 3 du véhicule (typiquement l'alternateur ou l'alternodémarreur) que les générateurs formés par les stockeurs 5 associés à leurs convertisseur 6, et ceci en fonction des besoins du véhicule, de sa situation de vie, et de l'état de chaque stockeur 5 (par exemple, intensité, tension, charge, température, vieillissement, résistance interne). [0022] II est de ce fait possible d'optimiser les transferts électriques en tenant compte des contraintes du réseau de bord. [0023] La figure 2 représente un mode de régulation du générateur 3 à partir d'une consigne de tension Ucons et d'une consigne d'intensité 'cons. D'une part, une première boucle assure une régulation en tension en comparant cette consigne de tension Ucons avec la tension délivrée Ugéné par le générateur 3. D'autre part, une deuxième boucle assure une régulation en intensité en comparant la consigne d'intensité limitée avec l'intensité délivrée Igéné par le générateur 3, la consigne d'intensité limitée étant égale à la plus faible des deux valeurs entre la valeur de la consigne d'intensité 'cons et une valeur d'intensité maximale supportable Imax au-delà de laquelle le générateur 3 peut subir des détériorations. Cette valeur d'intensité maximale supportable Imax est figée et est liée à la structure du générateur ; elle peut évoluer en fonction de l'évolution thermique du générateur ou de la tension d'alimentation. [0024] D'une façon générale, chacune des deux valeurs des consignes d'intensité 'cons et de tension Ucons est déterminée à partir d'au moins deux contraintes primaires (par exemple une régulation de l'intensité de recharge, de décharge ou de maintien à un niveau constant de charge, et une tension minimale à garantir sur le réseau de bord 2), chaque contrainte primaire étant associée à un système électrique du circuit électrique 1 (un organe électrique du réseau de bord ou un ensemble d'organes électriques), et étant dépendante d'une grandeur électrique de ce système électrique (la tension ou l'intensité). [0025] Les contraintes primaires peuvent être aussi bien des contraintes d'intensité que des contraintes de tension, et ceci aussi bien pour déterminer la consigne d'intensité que pour déterminer la consigne de tension. Les consignes primaires d'intensité peuvent comprendre, par exemple, l'intensité maximale supportable par le générateur 3 ou une intensité de décharge, de recharge ou de maintien à un niveau constant de charge d'un stockeur. Les consignes primaires de tension peuvent comprendre la tension maximale admissible par le réseau de bord 2 ou par un de organes électriques du circuit, ainsi que la tension minimale devant être garantie sur le réseau 2 ou aux bornes d'un de ces organes. Les valeurs de la tension maximale admissible dépendent de plusieurs paramètres, par exemple la température. [0026] La figure 3 représente un premier mode de détermination permettant de déterminer la consigne d'intensité 'cons. Selon ce premier mode de détermination, pour chaque contrainte primaire utilisée pour déterminer la consigne d'intensité 'cons du générateur 3, la valeur de la grandeur électrique associée Mes1, Mes2, Mes3, Mes4 (la tension ou l'intensité) est mesurée et comparée à cette contrainte primaire Conti, Cont2, Cont3, Cont4. A partir de cet écart, un correcteur Cl, C2, C3, C4 détermine une consigne primaire 11, 12, 13, 14 qui correspond à une consigne de l'intensité électrique nécessaire pour réaliser la contrainte primaire correspondante Conti, Cont2, Cont3, Cont4. A partir de l'ensemble des consignes primaires 11, 12, 13, 14, un dispositif 9 détermine la consigne d'intensité 'cons qui est envoyée au dispositif de pilotage 4 du générateur 3. Cette consigne 'cons, peut être égale à la somme des consignes primaires ou la consigne primaire la plus élevée, selon la nature du dispositif 9. [0027] La consigne de tension Ucana peut être également déterminée selon ce premier mode de détermination, les consignes primaires étant alors des consignes de tension nécessaire pour réaliser les contraintes primaires correspondantes. [0028] La figure 4 représente un second mode de détermination permettant de déterminer la consigne d'intensité 'cana. Selon ce second mode de détermination, parmi les contraintes primaires Conti, Cont2, Cont3, Cont4 utilisées pour déterminer la consigne d'intensité 'cana du générateur 3, un dispositif de sélection 10 détermine et sélectionne la plus contraignante de ces contraintes (ici, Cont2), et sélectionne, parmi les valeurs mesurées Mes1 , Mes2, Mes3, Mes4 des contraintes primaires Conti, Cont2, Cont3, Cont4 celle de la contrainte la plus contraignante (ici Mes2) et parmi les paramètres Pi, P2, P3, P4 des correcteurs, celui de la contrainte la plus contraignante (ici, P2). La consigne d'intensité 'cana est déterminée par un dispositif 11 à partir de la consigne primaire déterminée à partir de l'écart entre la contrainte la plus contraignante et la valeur mesurée correspondante (la tension ou l'intensité) et des paramètres du correcteur associé. [0029] La consigne de tension Ucana peut être également déterminée selon ce deuxième mode de détermination. [0030] II est également possible d'obtenir la consigne d'intensité 'cana ou de tension Ucana en utilisant une combinaison des deux modes de détermination illustrées aux figures 3 et 4. [0031] II est ainsi possible d'avoir une régulation du générateur 3 en tension lorsque le dispositif de pilotage 4 affecte à la consigne d'intensité 'cana la valeur maximale Imax liée à la nature du générateur 3, et à la consigne de tension Ucana une valeur correspondant à la valeur de la tension à garantir sur le réseau de bord 2. Il est également possible d'avoir une régulation du générateur 3 en intensité lorsque le dispositif de pilotage 4 affecte à la consigne de tension Ucana la valeur maximale Umax admissible par le réseau de bord 2, et à la consigne d'intensité 'cana une valeur correspondant à la valeur de l'intensité devant être fournie au réseau de bord 2. [0032] La consigne d'intensité 'cons peut correspondre à un besoin de transfert ou d'absence de transfert de courant (charge, décharge ou zéro de courant maîtrisés dans le cas d'un générateur formé par un stockeur) ou à une garantie d'une tension minimale en au moins un point du réseau de bord 2 (par exemple une tension minimale aux bornes d'un stockeur ou d'un composant consommateur d'électricité). [0033] Cette invention permet ainsi d'avoir une maîtrise des transferts électriques dans le circuit électrique 1 du véhicule, notamment en fonction de la situation de roulage (par exemple, régime du moteur, vitesse et accélération). Par exemple, il est ainsi possible de piloter le générateur de façon à alimenter le réseau de bord sous contraintes d'une tension minimale et d'une tension maximale à garantir en différents points du réseau de bord avec une gestion du stockeur avec une intensité de décharge/recharge nulle [0034] Cette invention permet ainsi d'avoir un pilotage d'un générateur en tension ou en intensité, et ceci avec des contraintes en tension ou en intensité. REVENDICATIONS1. Procédé de pilotage d'un générateur (3) adapté à alimenter un réseau de bord (2) d'un véhicule par un dispositif de pilotage (4) qui est adapté à déterminer la valeur d'une consigne de tension (Ucons) du générateur, caractérisé en ce que, le dispositif de pilotage (4) est également adapté à piloter le générateur (3) en fonction d'une consigne d'intensité (lcons) indépendante de la consigne de tension (Ucons). 2. Procédé de pilotage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de pilotage est adapté à déterminer la valeur de chacune des deux consignes d'intensité (lcons) et de tension à partir d'au moins deux contraintes primaires, chaque contrainte primaire étant associée à un système électrique du circuit électrique (1) et étant dépendante d'une grandeur électrique de ce système électrique. 3. Procédé de pilotage selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une des contraintes primaires est une tension minimale devant être garantie au réseau de bord (2). 4. Procédé de pilotage selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'une des contraintes primaires est une tension maximale admissible par le réseau de bord (2). 5. Procédé de pilotage selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'une des contraintes primaires est une tension minimale devant être garantie aux bornes d'un organe électrique du circuit (1). 6. Procédé de pilotage selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'une des contraintes primaires est une tension maximale admissible par un organe électrique du circuit (1). 7. Procédé de pilotage selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'une des contraintes primaires est une intensité de recharge, de décharge ou de maintien constant de la charge d'un stockeur (5) du circuit électrique (1). 8. Procédé de pilotage selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce qu'une des contraintes primaires est une intensité maximale (Imax) pouvant être délivré par le générateur (3).40 9. Procédé de pilotage selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce qu'au moins l'une des deux consignes d'intensité (lcons) et de tension est déterminée à partir d'au moins deux consignes primaires, chaque consigne primaire étant issue d'une comparaison entre une contrainte primaire associée à cette consigne primaire et la valeur de la grandeur électrique correspondante. 10. Procédé de pilotage selon l'une des revendications 2 à 9, caractérisé en ce qu'au moins l'une des deux consignes d'intensité (lcons) et de tension est déterminée à partir d'une comparaison entre la contrainte la plus contraignante entre au moins deux contraintes primaires et la valeur de la grandeur électrique correspondante à la contrainte la plus contraignante. 11. Procédé de pilotage selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le générateur est piloté en tension quand le dispositif de pilotage affecte à la consigne d'intensité la valeur correspondant à l'intensité maximale pouvant être fournie par le générateur, et à la consigne de tension la valeur de la tension à garantir sur le réseau de bord. 12. Procédé de pilotage selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le générateur est piloté en intensité quand le dispositif de pilotage affecte à la consigne de tension la valeur maximale admissible par le réseau de bord, et à la consigne d'intensité la valeur de l'intensité devant être fournie au réseau de bord.