Brevet FR2979294A1 — publié le 20130301

PROCEDE DE GESTION DE LA TENSION DU RESEAU DE BORD D'UN VEHICULE POUR PRESTATIONS DYNAMIQUES [01] DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [2] L'invention concerne un procédé de gestion de la tension du réseau de bord d'un véhicule, notamment automobile. [3] ETAT DE LA TECHNIQUE [4] Les véhicules récents comportent généralement un réseau de bord alimenté par une batterie, un alternateur ou un convertisseur et connecté avec des organes d'aide à la conduite tels que le système d'antiblocage des roues (ABS pour Anti-lock Braking System), la direction assistée électrique (DAE en abréviation française ou EPS pour Electronic Power Steering), l'assistance au démarrage en côte (HAC pour Hill-start Assist Control), le système de répartition de la puissance de freinage (EBD pour Electronic Brake-force Distribution), le système de contrôle de la motricité (TRC pour Traction Control), le système de contrôle de la stabilité (ESP pour Electronic Stability Program), le système de suspension variable adaptative (AVS Adaptive Variable Suspension). [05] Les organes d'aide à la conduite sont de plus en plus présents dans les véhicules, ce qui a pour effet d'augmenter leur consommation électrique. Pour les véhicules électriques, l'augmentation de la consommation électrique diminue l'autonomie du véhicule. Pour les véhicules hydrides, l'augmentation de la consommation électrique augmente les phases de démarrage du moteur thermique et augmente donc la consommation de carburant et les émissions de dioxyde de carbone. Pour les véhicules thermiques, l'augmentation de la consommation électrique influe directement sur la consommation en carburant et les émissions de dioxyde de carbone. [06] La récupération d'énergie électrique et donc la diminution de la consommation et des émissions de CO2 nécessite de réaliser des phases de charge et de décharge de la batterie du véhicule. Pour stocker l'énergie lors d'une phase de récupération d'énergie, la tension aux bornes de la batterie est élevée. Par exemple, pour une batterie classique de 12 volts, la tension aux bornes de la batterie doit être d'au moins 14 volts. Pour revaloriser l'énergie, la tension aux bornes de la batterie est basse. Par exemple, pour une batterie classique de 12 volts, la tension aux bornes de la batterie doit être d'au moins 12.5 volts. Cependant, la baisse du niveau de tension du réseau de bord engendre des pertes de prestation des organes d'aide à la conduite. Ces pertes peuvent être préjudiciables pour le confort et la sécurité lo du véhicule. [7] OBJET DE L'INVENTION [8] L'invention propose un procédé de gestion de la tension du réseau de bord augmentant la tension réseau de bord si des besoins sécuritaires des organes d'aide à la conduite sont détectés. Cette fonction améliore la 15 récupération d'énergie en autorisant des tensions sur le réseau de bord plus basses et préserve la durée de vie de la batterie car la tension est augmentée rapidement uniquement dans les cas plus critiques. [9] A cet effet, l'invention concerne un procédé de gestion de la tension du réseau de bord d'un véhicule, dans lequel ledit réseau de bord est 20 interconnecté avec au moins un organe d'aide à la conduite du véhicule et dans lequel la tension du réseau de bord est délivrée par une batterie, un alternateur ou un convertisseur comportant des moyens de réglage de la tension qu'il délivre. Le procédé de gestion est caractérisé en ce qu'il comporte les étapes de maintenir le réseau de bord à un premier niveau de 25 tension, détecter une activation d'au moins un organe d'aide à la conduite ou une situation de vie sécuritaire et délivrer temporairement sur le réseau de bord un second niveau de tension strictement supérieur audit premier niveau de tension. [10] L'invention permet ainsi de baisser la tension du réseau de bord de 30 façon importante pour revaloriser l'énergie stockée dans la batterie. La prestation des organes d'aide à la conduite reste optimale car la tension est augmentée lorsque les organes sont fortement sollicités dans les situations de vie sécuritaires. La baisse de la tension du réseau de bord permet de limiter la consommation de carburant et les émissions de gaz carboniques. [11] Selon une mise en oeuvre, le passage entre ledit premier niveau de tension et ledit second niveau de tension est réalisé à une vitesse 5 modérée. [12] Selon une mise en oeuvre, le passage entre ledit premier niveau de tension et ledit second niveau de tension est réalisé à une vitesse rapide. [13] Selon une mise en oeuvre, la situation de vie sécuritaire est détectée en fonction de la vitesse du véhicule et d'un seuil de vitesse du lo volant du véhicule. [14] Selon une mise en oeuvre, le seuil de vitesse du volant correspond à une vitesse filtrée du volant. [15] Selon une mise en oeuvre, la vitesse de déplacement filtrée est analysée suivant un filtrage de type Roberts. Cette mise en oeuvre préserve 15 la batterie en évitant les montées de tension intempestives et trop rapides. [16] BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [17] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. Elles 20 montrent : [18] Figure 1 : une représentation schématique des étapes du procédé de gestion de la tension du réseau de bord d'un véhicule selon un mode de réalisation de l'invention; [19] Figure 2: une représentation graphique des conditions de 25 détection d'une situation de vie sécuritaire du véhicule; [20] Figure 3 : une représentation graphique du filtrage de la vitesse du volant en fonction de la vitesse du véhicule ; [21] Figure 4 : une représentation graphique de la vitesse volant filtrée en fonction de la vitesse du véhicule lors d'une manoeuvre d'évitement dite sécuritaire ; et [22] Figure 5 : une représentation graphique du courant des organes d'aide à la conduite, de la tension de la batterie et du déplacement du volant en fonction du temps. [23] Les éléments identiques, similaires ou analogues, conservent les mêmes références d'une Figure à l'autre. [24] DESCRIPTION D'EXEMPLES DE REALISATION DE 10 L'INVENTION [25] La Figure 1 montre un procédé de gestion de la tension du réseau de bord d'un véhicule selon un mode de réalisation de l'invention pour lequel la tension du réseau de bord du véhicule peut être augmentée par deux successions d'étapes différentes. Dans les deux cas, le réseau de bord est 15 dans une étape initiale 10 pour laquelle la tension du réseau de bord est maintenue à un premier niveau de tension VO, par exemple une tension comprise entre 12,3 et 14,3 volts. Ce premier niveau de tension VO du réseau de bord permet de revaloriser l'énergie électrique du véhicule. [26] La tension du réseau de bord est augmentée 14 à un second 20 niveau de tension V1 lors de la détection 11 d'une activation d'au moins un organe d'aide à la conduite. L'augmentation 14 de la tension du réseau de bord suit alors une vitesse d'augmentation modérée Rate_1. L'augmentation 14 est stoppée par la détection 17 d'un seuil correspondant au second niveau de tension V1. Le second niveau de tension V1 est alors maintenu 19 25 jusqu'à la détection 22 de la fin de la phase d'activation des organes d'aide à la conduite. La tension du réseau de bord diminue 24 alors jusqu'a la détection 27 du premier niveau de tension VO. Le réseau de bord retourne alors dans l'étape initiale 10 pour laquelle la tension du réseau de bord est maintenue au premier niveau de tension VO. 30 [027] La tension du réseau de bord est également augmentée 15 dans un deuxième cas correspondant à une détection 12 d'une situation de vie sécuritaire. On entend par "situation de vie sécuritaire", une situation durant laquelle les passagers du véhicule peuvent être mis en danger. Par exemple, un évitement brutal est considéré comme une situation de vie sécuritaire. Dans une telle situation, les organes d'aide à la conduite sont fortement sollicités et la puissance électrique consommée est importante. L'augmentation 15 de la tension du réseau de bord suit alors une vitesse d'augmentation rapide Rate_2. L'augmentation 15 est stoppée par la détection 18 d'un seuil correspondant au second niveau de tension V1 qui est alors maintenu 20 jusqu'à la détection 23 de la fin de la situation de vie lo sécuritaire. La tension du réseau de bord diminue 25 ensuite jusqu'a la détection 28 du premier niveau de tension VO. Le réseau de bord retourne alors dans l'étape initiale 10 pour laquelle la tension du réseau de bord est maintenue au premier niveau de tension VO. [028] Lorsque que la tension le réseau de bord suit une augmentation 14 15 lente, la vitesse d'augmentation de la tension du réseau de bord peut être accélérée (étape 15) consécutivement à une détection 12 d'une situation de vie sécuritaire. L'invention permet de préserver la batterie car l'augmentation rapide de la tension est uniquement activée dans des cas sécuritaires qui sont des cas très rares en clientèle. 20 [029] La Figure 2 montre une représentation graphique des conditions de détection de la situation de vie sécuritaire du véhicule détectée en fonction de la vitesse du véhicule en kilomètre par heure (km/h) et d'un seuil de vitesse du volant du véhicule en degrés par seconde (°/s). La zone 32 représente les conditions de vitesse du volant et de vitesse du véhicule qui 25 activent la détection d'une situation de vie sécuritaire alors que la zone 31 représente les cas pour lesquels aucune situation de vie sécuritaire n'est détectée. Les valeurs numériques présentées sur la Figure 2 sont un exemple nullement limitatif de l'invention. Dans cet exemple, une courbe en plusieurs parties 33-36 montre le seuil minimal de détection d'une situation 30 de vie sécuritaire. La première partie 33 de la courbe montre que, pour des vitesses inférieures à 30 km/h, aucune situation de vie sécuritaire n'est détectée. Lorsque la vitesse du véhicule est comprise entre 30 et 60 km/h, la partie 34 montre que le seuil de déplacement du volant diminue linéairement entre 600 cls et 360 °/s. Lorsque la vitesse du véhicule est comprise entre 60 2 9 792 94 6 et 100 km/h, la partie 35 montre que le seuil de déplacement du volant diminue linéairement entre 360 °/s et 200 °/s, la détection des mouvements du volant est alors plus sensible dans la partie 35 que dans la partie 34. La dernière partie 36 montre que, pour des vitesses supérieures à 100 km/h, le 5 seuil de déplacement du volant est fixé à 200 °/s. Cette répartition des conditions de détection d'une condition de vie sécuritaire permet de limiter les activations intempestives de l'étape 15 d'augmentation rapide de la Figure 1. [30] Afin de limiter encore la détection d'une situation de vie sécuritaire lo lors d'un dépassement transitoire du seuil de vitesse du volant, la vitesse du volant est filtrée. [31] Par exemple, un filtrage temps réel de type « Roberts » d'expression Ymoyen(t) = aY(t) + (1 - a) Ymoyen(t - dt) permet un bon compromis entre la qualité du filtrage et le temps de traitement du filtrage. 15 Les Figures 3, 4 montrent une représentation graphique du filtrage de la vitesse du volant par le filtrage de type « Roberts » dont l'expression est rappelée précédemment. Les valeurs numériques présentées sur la Figure 3 sont un exemple nullement limitatif de l'invention. Dans cet exemple, le coefficient a de l'équation du filtrage est fixé à 0,07 lorsque la vitesse du 20 véhicule est inférieure à 110 km/h et 0,05 lorsque la vitesse du véhicule est supérieure à 110 km/h. Le temps de traitement du filtrage est de 90 ms. La Figure 3 montre la vitesse du volant avant filtrage (rond), la vitesse du volant après filtrage (croix) ainsi que le seuil de déplacement du volant en fonction de la vitesse. Dans l'exemple de la Figure 3, lorsque la vitesse du véhicule 25 est comprise entre 20 et 60 km/h, la partie 37 montre que le seuil de déplacement du volant diminue linéairement entre 700 °/s et 360 cls. Les parties 35, 36 de la courbe décrivant le seuil de déplacement du volant en fonction de la vitesse sont similaires aux parties 35, 36 de la Figure 2. Les mesures de vitesse du volant avant filtrage (rond) sont situées dans la zone 30 32 de détection d'une situation de vie sécuritaire alors que les mesures de vitesse du volant après filtrage (croix) sont situées dans la zone 31 qui n'active pas la détection. [32] La Figure 4 montre le signal de vitesse du volant en fonction du temps avant 38 et après 39 le filtrage. Le signal filtré est discrétisé et le temps de filtrage introduit un décalage entre les signaux avant 38 et après 39 filtrage. Dans cet exemple, le décalage est d'environ 90 ms. Le signal filtré ne subit plus les effets des variations transitoires du déplacement du volant. Le filtrage de « Roberts » mis en oeuvre limite donc la détection d'une situation de vie sécuritaire. [33] La Figure 5 montre des chronogrammes représentant, de bas en haut, la vitesse du volant, la tension de la batterie, le courant de la direction lo assistée électronique (DAE) et le courant du système de contrôle de la stabilité (ESP) lors d'une situation d'évitement: A l'état initial 10, la consigne de tension 50 de la batterie est constante et suit un faible niveau de tension de 12,3V. La position du volant est également sensiblement constante à 0 degré et la direction assistée électronique (DAE) ainsi que le système de 15 contrôle de la stabilité (ESP) ne sont pas sollicités puisque leurs courants restent constant à 0 mA. [34] A l'instant de la détection 60 d'une situation de vie sécuritaire, la vitesse du volant augmente fortement alors que le conducteur du véhicule réalise un évitement brutal. La direction assistée électronique (DAE) et le 20 système de contrôle de la stabilité (ESP) sont ainsi fortement sollicités pour aider le conducteur à suivre sa trajectoire. Cette sollicitation de la direction assistée se traduit par un pic de courant croissant 44 et l'activation du système de contrôle de la stabilité se traduit également par un pic de courant 40. 25 [035] Durant la phase 54, le système de contrôle électronique du véhicule interprète la vitesse du volant et décide d'augmenter rapidement la tension 50 aux bornes de la batterie. Dans la phase 55, la consigne de tension 50 de la batterie augmente rapidement d'un premier niveau de tension VO de 12.3 volts à un second niveau de tension V1 de 14.5 volts. La 30 tension réelle 51 mesurée aux bornes de la batterie augmente plus lentement que la consigne 50. Le second niveau de tension V1 (14.5 volts) est maintenu durant toute la phase 56. Dans la zone 56, la tension du réseau de bord améliore l'efficacité des organes d'aide à la conduite. L'activation de la direction assistée 45, 46 et l'activation du système de contrôle de la stabilité. REVENDICATIONS1. Procédé de gestion de la tension du réseau de bord d'un véhicule, - dans lequel ledit réseau de bord est interconnecté avec au moins un organe d'aide à la conduite du véhicule et - dans lequel la tension du réseau de bord est délivrée par une batterie, un alternateur ou un convertisseur comportant des moyens de réglage de la tension qu'il délivre, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes de : - maintenir (10) le réseau de bord à un premier niveau de tension (VO), - détecter (11) une activation d'au moins un organe d'aide à la conduite ou une situation de vie sécuritaire et - délivrer (19) temporairement sur le réseau de bord un second niveau de tension (V1) strictement supérieur audit premier niveau de tension (VO). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le passage entre ledit premier niveau de tension (VO) et ledit second niveau de tension (V1) est réalisé à une vitesse modérée (Rate 1). 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le passage entre ledit premier niveau de tension (VO) et ledit second niveau de tension (V1) est réalisé à une vitesse rapide (Rate 2). 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la situation de vie sécuritaire est détectée (12) en fonction de la vitesse du véhicule et d'un seuil de vitesse du volant du véhicule. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le seuil de vitesse du volant correspond à une vitesse filtrée du volant. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la vitesse de déplacement filtrée est analysée suivant un filtrage de type Roberts.