Brevet FR3080073A1 — publié le 20191018

DISPOSITIF D'ALIMENTATION ELECTRIQUE AUXILIAIRE POUR VEHICULE [0001] La présente invention concerne de manière générale un dispositif d'alimentation électrique auxiliaire pour un système de conduite autonome monté sur un véhicule automobile. [0002] Les véhicules modernes sont de plus en plus équipés de systèmes de conduite permettant de réaliser une ou plusieurs tâches de conduite en autonomie vis-à-vis d'un conducteur présent dans le véhicule. Ces systèmes de conduite autonome sont basés sur un ou plusieurs calculateurs ainsi que sur un ensemble de capteurs et d'actionneurs et sont alimentés par le système d'alimentation électrique du véhicule. [0003] II est connu dans l'art antérieur des systèmes de conduite pour véhicule autorisant un mode de conduite autonome uniquement si un niveau de charge de la batterie du véhicule est supérieur à un niveau prédéterminé, comme décrit dans le document CN105197012. [0004] En contrepartie, ce système présente notamment l'inconvénient 15 de ne pas autoriser un mode de conduite autonome quand la batterie présente un niveau de charge trop faible ou ne peut plus être rechargée. [0005] Un but de la présente invention est de répondre aux inconvénients du document de l'art antérieur mentionnés ci-dessus et en particulier, de proposer un dispositif d'alimentation électrique auxiliaire pour 20 système de conduite autonome permettant un fonctionnement en mode de conduite autonome quand la batterie présente un faible niveau de charge ou ne peut plus être rechargée. [0006] Pour cela, un premier aspect de l'invention concerne un dispositif d'alimentation électrique auxiliaire pour système de conduite 25 autonome de véhicule, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend : 2 - un calculateur adapté pour être connecté à un système de conduite autonome du véhicule et à un système d'alimentation électrique principale du véhicule, - un accumulateur électrique auxiliaire connecté au calculateur et 5 agencé pour être connecté au système d'alimentation électrique principale et au système de conduite autonome, et en ce que le calculateur est configuré pour commander une opération d'alimentation électrique du système de conduite autonome à partir de l'accumulateur électrique auxiliaire en cas de défaillance du système 10 d'alimentation électrique principale du véhicule. [0007] Ainsi, un mode de conduite autonome du véhicule peut être engagé ou maintenu en toute circonstance et même en cas de défaillance du système d'alimentation électrique principale du véhicule. Une telle défaillance peut être causée par exemple par une batterie ou un alternateur défectueux ou bien une saturation de l'alternateur du véhicule. [0008] Avantageusement, le calculateur est en outre configuré pour : - stocker ou déterminer une valeur de quantité d'énergie minimale nécessaire pour alimenter le système de conduite autonome du véhicule durant un temps déterminé, - vérifier que le niveau de charge de l'accumulateur électrique auxiliaire est supérieur ou égal à la valeur de la quantité d'énergie minimale. [0009] Ainsi, la valeur de la quantité d'énergie minimale peut avoir été calculée en amont pour chaque type de véhicule, par exemple durant une phase de conception. Dans un tel cas, cette valeur peut être stockée dans une mémoire du calculateur. Alternativement, cette valeur de la quantité d'énergie minimale peut être déterminée par le calculateur sur la base d'un apprentissage, ce qui permet de mieux tenir compte de l'usage qui est fait du véhicule. 3 [0010] Avantageusement, le calculateur est en outre configuré pour commander la recharge de l'accumulateur électrique auxiliaire si la charge de l'accumulateur électrique auxiliaire est inférieure à la valeur de la quantité d'énergie minimale. La recharge de l'accumulateur électrique auxiliaire est 5 bien sûr réalisée par le système d'alimentation électrique principale. [0011] Ainsi, l'accumulateur électrique auxiliaire est rechargé uniquement quand c'est nécessaire, ce qui permet d'augmenter sa durée de vie tout en réduisant la quantité d'énergie prélevée sur le système d'alimentation électrique principale du véhicule. 10 [0012] Avantageusement, le calculateur est configuré pour commander une opération de recharge de l'accumulateur électrique auxiliaire uniquement si une batterie du système d'alimentation électrique principale du véhicule a un état de charge supérieur à un état de charge minimum. [0013] Un tel calculateur rend donc la recharge de la batterie principale 15 du véhicule prioritaire si celle-ci présente un niveau de charge trop faible. [0014] De manière spécialement avantageuse, la valeur de la quantité d'énergie minimale est déterminée par : - une opération de sélection des capteurs et actionneurs nécessaires au maintien d'une opération de conduite autonome 20 durant le temps déterminé, - un calcul de la consommation électrique durant le temps déterminé des capteurs et actionneurs sélectionnés. [0015] Une telle sélection peut être réalisée durant une phase de conception du véhicule. Alternativement, cette sélection peut être réalisée par 25 le calculateur durant une phase d'apprentissage ou encore en continu durant une phase de conduite autonome du véhicule ou durant une phase de conduite du véhicule par le conducteur. [0016] Avantageusement, le calculateur est en outre configuré pour commander une opération d'alimentation électrique du système de conduite 4 autonome à partir de l'accumulateur électrique auxiliaire si une batterie du système d'alimentation électrique principale du véhicule a un état de charge inférieur à un état de charge critique. [0017] Ainsi, un tel dispositif d'alimentation électrique auxiliaire peut 5 assurer l'alimentation en énergie d'un système de conduite autonome de façon à rendre optimale une opération de recharge de la batterie du système d'alimentation électrique principale du véhicule, même lors d'un roulage à faible vitesse ou dans un environnement froid. [0018] Avantageusement, le calculateur est en outre configuré pour 10 commander une opération d'alimentation électrique d'un ou de plusieurs autres systèmes électriques du véhicule, par exemple les dispositifs de sécurité ou les systèmes électriques du groupe motopropulseur, à partir de l'accumulateur électrique auxiliaire si une batterie du système d'alimentation électrique principale du véhicule a un état de charge inférieur à un état de 15 charge critique. [0019] Dans un tel mode de réalisation, l'accumulateur électrique auxiliaire peut se substituer totalement ou partiellement à la batterie du système électrique principale du véhicule afin d'optimiser le rechargement ce cette batterie en toute circonstance. 20 [0020] Avantageusement, le calculateur est en outre configuré de telle sorte à ce que la consommation électrique durant le temps déterminé du calculateur du système de conduite autonome de véhicule et du groupe motopropulseur du véhicule est ajoutée au calcul de consommation électrique des capteurs et actionneurs nécessaires. 25 [0021] Avantageusement, le calculateur est configuré pour calculer le temps déterminé sur la base d'une information de cartographie, par exemple pour permettre au véhicule de regagner une zone de sécurité en mode autonome. Alternativement, le temps déterminé peut être calculé sur la base d'un apprentissage basé sur le temps de réaction moyen d'un conducteur, ou 5 encore peut être calculé sur la base d'un temps de trajet permettant d'atteindre une destination donnée. [0022] Un second aspect de l'invention est un véhicule comportant au moins un dispositif selon le premier aspect de l'invention. 5 [0023] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par le dessin annexé, dans lequel : - la figure 1 représente un diagramme électrique partiel d'un véhicule 10 comprenant le dispositif d'alimentation électrique auxiliaire selon la présente invention, - la figure 2 représente une illustration d'un véhicule selon la figure 1. [0024] La présente invention concerne un dispositif d'alimentation électrique auxiliaire pour système de conduite autonome pour tout type de 15 véhicule, notamment un véhicule particulier, professionnel, spécialisé, utilitaire, collectif, militaire ou agricole de tout encombrement. [0025] Par système de conduite autonome, il est entendu tout type de système permettant de réaliser au moins une tâche de conduite en autonomie vis-à-vis d'un conducteur, par exemple le maintien de la vitesse du véhicule, le 20 maintien d'une distance de sécurité avec un ou plusieurs autres véhicules ou encore le maintien de la trajectoire du véhicule dans une voie de circulation. [0026] Ainsi, un tel système est au moins de niveau 2, et préférentiellement de niveau 3 ou plus, selon la classification de conduite autonome de l'Organisation internationale des constructeurs automobiles 25 (OICA). [0027] La figure 1 représente un diagramme électrique partiel d'un véhicule intégrant un système d'alimentation électrique principale 10, un dispositif d'alimentation électrique auxiliaire et un système de conduite autonome. 6 [0028] Le système d'alimentation électrique principale 10 comprend notamment une batterie et un alternateur (non représentés) comme connu de l'homme du métier et est destiné à alimenter le véhicule en énergie électrique dans une situation normale de conduite. Ainsi, le système d'alimentation 5 électrique principale 10 est adapté pour alimenter le groupe motopropulseur (système d'injection, système d'allumage, etc.), les dispositifs de sécurité (feux, ABS, antipatinage, etc.) et les dispositifs de confort (chauffage, système d'info divertissement, etc.). [0029] Le dispositif d'alimentation électrique auxiliaire comprend un 10 calculateur 20 et un accumulateur électrique auxiliaire 21. Le calculateur 20 comprend une ou plusieurs unités de calculs, une ou plusieurs unités de stockage ainsi que des interfaces électriques, comme connues de l'homme du métier. L'accumulateur électrique auxiliaire 21 est par exemple une batterie rechargeable de type connu, par exemple Li-ion, Ni-Mh ou encore Ni-Cd. 15 [0030] Le système de conduite autonome comprend un calculateur 30, un ensemble de capteurs 31 et un ensemble d'actionneurs 32. Le calculateur 30 du système de conduite autonome peut être du même type ou d'un type différent que le calculateur 20 du dispositif d'alimentation électrique auxiliaire. L'ensemble de capteurs 31 peut comprendre tout type de capteur 20 adapté pour un système de conduite autonome, et notamment un ou plusieurs radars, lidars, caméras ainsi que des récepteurs de positionnement par satellite tels que Galileo, GPS ou Glonass. L'ensemble d'actionneurs 32 comprend tout type d'actionneur adapté pour un système de conduite autonome et notamment des actionneurs de direction, d'accélération, de 25 freinage et/ou de transmission. [0031] Le système d'alimentation électrique principale 10 est connecté électriquement au système de conduite autonome afin de l'alimenter électriquement ainsi qu'à l'accumulateur électrique auxiliaire 21 afin de pouvoir effectuer une opération de recharge de cet accumulateur électrique auxiliaire 21. De plus, l'accumulateur électrique auxiliaire 21 est connecté 7 électriquement au système de conduite autonome afin de l'alimenter électriquement selon une commande du calculateur 20, quand il n'est pas possible ou souhaitable que l'alimentation électrique soit assurée par le système d'alimentation électrique principale 10. 5 [0032] De plus, le calculateur 20 est connecté électriquement au système d'alimentation électrique principale 10 et à l'accumulateur électrique auxiliaire 21 afin d'obtenir des informations d'état de charge ainsi que de commander ou d'interrompre une opération d'alimentation du système de conduite autonome ou encore une opération de recharge de l'accumulateur 10 électrique auxiliaire 21. De plus, le calculateur 20 du dispositif d'alimentation électrique auxiliaire est aussi connecté au calculateur 30 du système de conduite autonome afin de déterminer ou sélectionner les capteurs et actionneurs nécessaires au maintien d'une opération de conduite autonome ainsi que leur consommation électrique. Enfin, le calculateur 20 du dispositif 15 d'alimentation électrique auxiliaire peut être relié à d'autres capteurs et dispositifs non représentés. [0033] La figure 2 représente une illustration d'un véhicule intégrant le système d'alimentation électrique principale 10, le dispositif d'alimentation électrique auxiliaire comprenant l'accumulateur électrique auxiliaire 21 et le 20 système de conduite autonome. Dans cette illustration, le calculateur 20 du dispositif d'alimentation électrique auxiliaire et le calculateur 30 du système de conduite autonome sont intégrés en un seul calculateur 23 reprenant la programmation et les tâches de chacun des calculateurs précités. De plus, l'ensemble de capteurs 31 comprend un radar 31a et un récepteur de 25 positionnement par satellite 31b et l'ensemble des actionneur 32 comprend un actionneur de direction 32a. [0034] En opération, le calculateur 20 du dispositif d'alimentation électrique auxiliaire est configuré pour identifier un défaut du système d'alimentation électrique principale afin de commander une alimentation 30 électrique du système de conduite autonome à partir de l'accumulateur 8 électrique auxiliaire 21. Par exemple, un défaut du système d'alimentation principale peut être une saturation de l'alternateur ou bien une mise en défaut de la batterie. Cette alimentation électrique auxiliaire permet une continuité du mode de conduite autonome afin d'éviter de surprendre un conducteur par un 5 passage en mode de conduite manuel soudain, et/ou d'amener le véhicule jusqu'à sa destination ou jusqu'à un endroit sûr. [0035] De plus, le calculateur 20 du dispositif d'alimentation électrique auxiliaire peut être configuré pour commander une alimentation électrique du système de conduite autonome à partir de l'accumulateur électrique 10 auxiliaire 21 lorsque la batterie du système d'alimentation principal présente un état de charge faible, c'est-à-dire un état de charge inférieur à un état de charge critique, par exemple 30 % de la capacité nominale de la batterie. [0036] Enfin, le calculateur 20 du dispositif d'alimentation électrique auxiliaire est configuré pour s'assurer que l'accumulateur électrique 15 auxiliaire 20 présente toujours un niveau de charge permettant une opération d'alimentation électrique du système de conduite autonome pendant un temps déterminé. [0037] Ce temps déterminé peut être calculé, c'est-à-dire déterminé durant une phase de conception du véhicule, par exemple selon des 20 contraintes réglementaires, et permet au moins à un conducteur du véhicule de reprendre les commandes du véhicule si son véhicule est dans un mode de conduite autonome alors que le système d'alimentation électrique principale n'est plus capable d'alimenter le système de conduite autonome. Ceci permet d'éviter de surprendre le conducteur par l'interruption soudaine d'un mode de 25 conduite autonome et de limiter ainsi tout risque d'accident. [0038] Ce temps déterminé peut aussi être un temps de trajet pour rejoindre une destination sûre, par exemple un parking ou une aire de repos autoroutière sélectionné selon des données de cartographie, ou encore une destination habituelle du véhicule comme le domicile du conducteur. Ce temps 30 déterminé peut aussi être sélectionné selon un cas de figure ou une condition 9 de circulation du véhicule. Par exemple, un véhicule non loin du domicile du conducteur peut sélectionner un temps déterminé correspondant au trajet retour à ce domicile alors que ce véhicule roulant sur une autoroute peut sélectionner un temps déterminé correspondant à une prochaine sortie ou à 5 une prochaine aire d'autoroute. [0039] Le calculateur 20 est alors configuré pour sélectionner les capteurs ou actionneurs parmi l'ensemble de capteurs 31 et d'actionneurs 32 du véhicule, permettant d'assurer une conduite autonome du véhicule pendant le temps déterminé. Par exemple, il peut s'agir de l'ensemble de capteurs 31 10 et d'actionneurs 32 du véhicule ou bien uniquement de certains capteurs et actionneurs nécessaires pour assurer un trajet donné en autonomie durant le temps déterminé, par exemple un trajet sur autoroute ou un trajet urbain. [0040] Si le temps déterminé l'est sur la base de données de cartographie, alors la sélection de capteurs 31 et d'actionneurs 32 peut être 15 réalisée sur la base du trajet prévu, c'est-à-dire que le calculateur 20 va sélectionner uniquement les capteurs et actionneurs permettant de réaliser le trajet prévu. Alternativement, cette sélection peut se faire sur la base des actionneurs et capteurs nécessaires ou qui auraient été nécessaires pour un mode de conduite autonome durant une durée écoulée correspondant au 20 temps déterminé, par exemple durant les dix dernières minutes de trajet. Le calculateur 20 peut donc apprendre des dernières minutes du trajet en cours quels capteurs et actionneurs ont été utilisés ou auraient été utilisés. Enfin, cette sélection peut être effectuée dans une phase de conception du véhicule. [0041] Sur la base de ces informations, le calculateur 20 peut être alors 25 configuré pour calculer une quantité d'énergie nécessaire à l'alimentation électrique de ces capteurs et actionneurs sélectionnés durant le temps déterminé sur la base de leur consommation d'énergie. De plus, la quantité d'énergie nécessaire à l'alimentation électrique du calculateur 30 du système de conduite autonome pendant le temps déterminé peut être prise en compte, 30 de même que la quantité d'énergie nécessaire pour d'autres systèmes -10- électriques du véhicule comme le groupe motopropulseur, les systèmes de sécurité ou autres. Ainsi, le calculateur 20 possède une base de données regroupant la consommation de chaque capteur et actionneur ou d'autres éléments du véhicule, ou bien est capable d'apprendre la consommation 5 électrique de chaque capteur et actionneur ou d'autres éléments du véhicule lorsqu'ils sont utilisés. [0042] Cette quantité d'énergie nécessaire représente donc une valeur d'une quantité d'énergie minimale qui doit être stockée dans l'accumulateur électrique auxiliaire 21. Le calculateur 20 est en outre configuré pour interroger 10 un état de charge de l'accumulateur électrique auxiliaire 21 et pour commander sa recharge par le système d'alimentation électrique principale 10 si cet état de charge est inférieur à la valeur de la quantité d'énergie minimale. [0043] En outre, le calculateur 20 peut être configuré pour interroger un état de charge de la batterie du système d'alimentation électrique 15 principale 10 et le comparer à un état de charge critique de la batterie. Un état de charge critique de la batterie est par exemple un état de charge de la batterie en dessous duquel des fonctions essentielles du véhicule, par exemple le démarrage du véhicule, ne peuvent plus être assurées. Cet état de charge critique dépend donc de la capacité totale de la batterie est peut être 20 par exemple de 30 % de la capacité totale de la batterie. [0044] Ainsi, l'opération de recharge de l'accumulateur électrique auxiliaire 21 peut être commandée uniquement quand l'état de charge de la batterie du système d'alimentation électrique principale est au-dessus de l'état de charge critique. En d'autres termes, une opération de recharge de la 25 batterie du système d'alimentation électrique principale peut être prioritaire par rapport à une opération de recharge de l'accumulateur électrique auxiliaire 21 du dispositif d'alimentation électrique auxiliaire, de façon à recharge la batterie le plus rapidement possible. [0045] On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations 30 évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l'invention décrits dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention. En particulier, il est fait référence au diagramme électrique partiel d'un véhicule selon la figure 1, qui peut prendre toute forme appropriée. Par exemple, le calculateur 20 du dispositif d'alimentation 5 électrique auxiliaire peut être confondu avec un calculateur du système d'alimentation électrique principal. [0046] En outre, le calculateur 20 peut être configuré pour informer un conducteur si le système de conduite autonome est alimenté à partir du dispositif d'alimentation électrique auxiliaire, de l'état de charge de 10 l'accumulateur électrique auxiliaire et/ou de l'état de charge de la batterie du système d'alimentation REVENDICATIONS1. Dispositif d'alimentation électrique auxiliaire pour système de conduite autonome de véhicule, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend : - un calculateur (20) adapté pour être connecté à un système de conduite autonome du véhicule et à un système d'alimentation électrique principale (10) du véhicule, - un accumulateur électrique auxiliaire (21) connecté au calculateur (20) et agencé pour être connecté au système d'alimentation électrique principale (10) et au système de conduite autonome, et en ce que le calculateur (20) est configuré pour commander une opération d'alimentation électrique du système de conduite autonome à partir de l'accumulateur électrique auxiliaire (21) en cas de défaillance du système 15 d'alimentation électrique principale (10) du véhicule. 2. Dispositif d'alimentation électrique auxiliaire selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le calculateur (20) est en outre configuré pour : - stocker ou déterminer une valeur de quantité d'énergie minimale 20 nécessaire pour alimenter le système de conduite autonome du véhicule durant un temps déterminé, - vérifier que le niveau de charge de l'accumulateur électrique auxiliaire (21) est supérieur ou égal à la valeur de la quantité d'énergie minimale. 25 3. Dispositif d'alimentation électrique auxiliaire selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le calculateur (20) est en outre configuré pour commander la recharge de l'accumulateur électrique auxiliaire -13- (21) si la charge de l'accumulateur électrique auxiliaire (21) est inférieure à la valeur de la quantité d'énergie minimale. 4. Dispositif d'alimentation électrique auxiliaire selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le calculateur (20) est 5 configuré pour commander une opération de recharge de l'accumulateur électrique auxiliaire (21) uniquement si une batterie du système d'alimentation électrique principale (10) du véhicule a un état de charge supérieur à un état de charge minimum. 5. Dispositif d'alimentation électrique auxiliaire selon l'une 10 quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la valeur de la quantité d'énergie minimale est déterminée par : - une opération de sélection des capteurs et actionneurs nécessaires au maintien d'une opération de conduite autonome durant le temps déterminé, - un calcul de consommation électrique durant le temps déterminé des capteurs (31) et actionneurs (32) sélectionnés. 6. Dispositif d'alimentation électrique auxiliaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le calculateur (20) est en outre configuré pour commander une opération d'alimentation électrique du système de conduite autonome à partir de l'accumulateur électrique auxiliaire (20) si une batterie du système d'alimentation électrique principale (10) du véhicule a un état de charge inférieur à un état de charge critique. -14- 7. Dispositif d'alimentation électrique auxiliaire selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le calculateur (20) est en outre configuré de telle sorte à ce que la consommation électrique durant le temps déterminé du calculateur (30) du système de conduite autonome de véhicule 5 et du groupe motopropulseur du véhicule est ajoutée au calcul de consommation électrique de l'ensemble des capteurs (31) et actionneurs (32) nécessaires. 8. Dispositif d'alimentation électrique auxiliaire selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que le calculateur (20) 10 est configuré pour calculer le temps déterminé sur la base d'une information de cartographie. 9. Véhicule comportant au moins un dispositif d'alimentation électrique auxiliaire selon l'une des revendications 1 à 8. 15