Brevet FR3155176A1 — publié le 20250516

L’invention concerne un véhicule automobile configuré pour se déplacer sur un support de roulage (S) équipé de bobines de recharge primaires, le véhicule automobile comprenant : - une batterie de traction ; - au moins une bobine de recharge secondaire connectée à la batterie de traction, disposée à une face inférieure du véhicule automobile en référence à l’axe vertical ; - des roues (R) équipées de suspensions; - un moyen de pilotage des suspensions (MP) ; - un moyen de contrôle de charge évaluant au moins un facteur de couplage (k) inductif relatif aux bobines, et en cas de variations dudit facteur, le moyen de pilotage (MP) pilote les suspensions de sorte à corriger l’assiette du véhicule en conséquence. L’invention concerne également un procédé et un programme sur la base d’un tel véhicule. Figure 7 VEHICULE AUTOMOBILE COMPRENANT UNE BOBINE DE RECHARGE PAR INDUCTION ET UN SYSTEME DE CORRECTION D’ASSIETTE DU VEHICULE, PROCEDE ET PROGRAMME SUR LA BASE D’UN TEL VEHICULE L’invention concerne le domaine des systèmes de recharge de batteries de véhicules automobiles, en particulier un système de recharge par des bobines primaires intégrées à la chaussée, couplées à au moins une bobine secondaire fixée au véhicule. L’invention concerne plus particulièrement le positionnement de la bobine secondaire en cours de roulage. Les véhicules électriques comme les véhicules hybrides électriques doivent recharger leurs batteries pour ré-augmenter leurs autonomies. De nombreux systèmes de recharge sont mis en place tel que les bornes de charge, les robots chargeurs ou des routes électrifiées avec des bobines intégrées dans la chaussée. Le cas le plus courant actuellement est représenté par une station de charge où le véhicule est branché à un réseau électrique, mais le véhicule doit pour cela rester immobile. Une alternative à cette station de charge est la charge inductive illustrée en FIG. 1 . Elle permet de recharger le véhicule tout en se déplaçant sur un support de roulage S tel qu’une chaussée. Pour cela, un système de recharge inductive est, pour partie, intégré dans la chaussée S. Il est composé de deux bobines dont l’une dite « primaire » B1, est intégrée dans la chaussée S, et l’autre bobine dite « secondaire » B2, est fixée sous le véhicule ou sous une remorque. Lorsque les bobines secondaires B2 sont en regard des bobines primaires B1 installées dans la route S, le système de charge inductive délivre un champ magnétique M. L’interaction entre ces deux bobines B1, B2 génère un courant permettant de recharger une batterie de traction du véhicule automobile. Cependant, le désalignement angulaire de la bobine secondaire B2, et donc de la voiture, par son roulis et/ou son tangage par rapport à la route, entraine une baisse de l’énergie envoyée vers la batterie car le facteur de charge diminue. La FIG. 2 montre l’influence à la fois du désalignement (partie horizontale de la figure) et ainsi que de l’écart vertical (partie verticale de la figure) entre la bobine primaire et la bobine secondaire. Ceci illustre la baisse du facteur de couplage k. Cette FIG. 2 est extraite d’un rapport de DESDOUS Lotfi et LECHEHEB Abderrahime intitulé « Couplage inductif multi-bobines : application au transfert de l’énergie électrique sans contact ». Sur le même principe, le désalignement angulaire de la bobine secondaire B2 et de la bobine primaire B1, entraîne lui aussi un changement sur le facteur de couplage k. La FIG. 3 illustre l’effet d’un angle θ de désalignement angulaire sur le facteur de couplage k. Ce désalignement θ fait apparaître une dissymétrie dans le facteur de couplage k qui entraine une chute l’inductance mutuelle et donc de la recharge. Cet effet de dissymétrie causé par le désalignement s’accentue avec l’éloignement de la bobine primaire B1 de la bobine secondaire B2. Cette FIG. 3 est extraite de la publication intitulée « Transmission d’énergie par couplage inductif. Applications aux capteurs biomédicaux intégrés » de BETTAIEB et al. Le roulis et/ou le tangage de la voiture causé(s) par la déformation de la route et/ou les mouvements de caisse, génèrent des variations de facteur de couplage k et donc des variations de puissance de charge. On rappelle que la bobine secondaire B2 est de préférence fixée à la caisse de façon rigide (sans mouvements indépendants). Dans ces circonstances, la fonction de recharge peut ne pas être pleinement satisfaite. La FIG. 3 montre l’évolution du facteur de couplage k en fonction du désalignement angulaire et de l’écart entre les bobines primaire et secondaire (d1 étant une distance correspondant à la position la plus proche, et d4 à la position la plus éloignée). Un objectif de la présente invention est de remédier aux défauts de l’art antérieur, et notamment de proposer une solution pour limiter les effets des désalignements angulaires, et conserver l’assiette du véhicule pour optimiser la recharge dynamique par induction de la batterie de traction du véhicule automobile. Pour atteindre cet objectif, l’invention propose un véhicule automobile dans un repère dans l’espace comprenant un axe de longitudinal suivant une direction de déplacement du véhicule automobile ; un axe latéral perpendiculaire à l’axe longitudinal, et un axe vertical perpendiculaire à l’axe longitudinal et à l’axe latéral, le véhicule automobile étant configuré pour se déplacer sur un support de roulage équipé de bobines de recharge primaires, le véhicule automobile comprenant : - une batterie de traction ; - au moins une bobine de recharge secondaire connectée à la batterie de traction, ladite bobine de recharge secondaire étant disposée à une face inférieure du véhicule automobile en référence à l’axe vertical ; - des roues équipées de suspensions ; - un moyen de pilotage des suspensions et/ou de la direction ; - un moyen de contrôle de charge connecté à ladite bobine de recharge secondaire, le moyen de contrôle évaluant au moins un facteur de couplage inductif relatif au couplage de ladite bobine de recharge secondaire aux bobines de recharge primaires, le moyen de contrôle détectant des variations dudit facteur de couplage inductif liées à des variations d’assiette du véhicule, et le moyen de pilotage pilote les suspensions et/ou la direction de sorte à corriger l’assiette et/ou la direction du véhicule en conséquence. Avantageusement, l’invention permet de corriger l’assiette du véhicule et de maintenir l’alignement de la bobine secondaire avec la bobine primaire, pour améliorer l’efficacité de la recharge par induction. En particulier, l’invention peut être mise en œuvre en dynamique c’est-à-dire en cours de roulage, et également en stationnaire lorsque le véhicule automobile est à l’arrêt. Ainsi, le moyen de pilotage est configuré pour modifier l'assiette lorsque le véhicule est arrêté (véhicule en veille ou pas). Selon une variante, le moyen de contrôle évalue un facteur de couplage en référence à l’axe vertical et à l’axe latéral, et le moyen de pilotage pilote les suspensions de sorte à corriger l’assiette du véhicule en conséquence verticalement en référence à l’axe vertical et/ou la direction latéralement en référence à l’axe latéral. Cela permet de corriger l’assiette latéralement. Selon une variante, le moyen de contrôle évalue un facteur de couplage en référence à l’axe vertical et à l’axe longitudinal, et le moyen de pilotage pilote les suspensions de sorte à corriger l’assiette du véhicule en conséquence longitudinalement en référence à l’axe longitudinal. Cela permet de corriger l’assiette longitudinalement. Selon une variante, le véhicule automobile comprend des suspensions sur des roues avant droite, avant gauche, arrière droite et/ou arrière gauche, en référence à l’axe longitudinal et à l’axe latéral, au moins une suspension étant pilotée par le moyen de pilotage. Cela permet de piloter aisément la correction de l’assiette du véhicule automobile. Selon une variante, le moyen de pilotage pilote les suspensions des roues droites et gauches en référence à l’axe latéral, pour corriger l’assiette latéralement. Cela permet de corriger l’assiette latéralement par le côté droit ou gauche. Selon une variante, le moyen de pilotage pilote les suspensions des roues avant et arrière en référence à l’axe longitudinal, pour corriger l’assiette longitudinalement. Cela permet de corriger l’assiette longitudinalement par le côté avant ou arrière. Selon une variante, le véhicule automobile comprend en outre : - au moins un moyen de détection d’alignement angulaire des bobines primaires et secondaires ; - au moins un moyen de détection d’obstacle sur le support de roulage ; - au moins un moyen de détection de déformation du support de roulage, lesdits moyens de détection étant connectés au moyen de pilotage. Cela permet de détecter des organes extérieurs influençant l’orientation de la bobine secondaire. Selon une variante, le véhicule automobile comprend en outre un moyen de prédiction du mouvement de la caisse du véhicule, connecté au moyen de pilotage. Cela permet d’anticiper des modifications d’orientation de la bobine secondaire. L’invention porte en outre sur un procédé de contrôle d’assiette d’un véhicule automobile selon l’invention, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : - une étape de contrôle de charge pour évaluer au moins un facteur de couplage inductif relatif au couplage de ladite bobine de recharge secondaire aux bobines de recharge primaires, et détecter des variations dudit facteur de couplage inductif liées à des variations d’assiette du véhicule ; - une étape de pilotage pour piloter les suspensions et/ou la direction de sorte à corriger l’assiette et/ou la direction du véhicule en conséquence. Un autre objet de l’invention concerne un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé de contrôle selon l’invention, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur. L'invention sera davantage détaillée par la description de modes de réalisation non limitatifs, et sur la base des figures annexées illustrant des variantes de l'invention, dans lesquelles : - FIG. 1 illustre schématiquement une vue de face d’un système de recharge par induction dans lequel l’invention peut être mise en œuvre ; - FIG. 2 illustre schématiquement l’évolution du facteur de couplage inductif en fonction de l’éloignement vertical de deux bobines alignées, et le décalage latéral de deux bobines ; - FIG. 3 illustre schématiquement des évolutions de facteurs de couplage en fonction d’éloignements de bobines, et d’un angle de désalignement angulaire θ des bobines ; - FIG. 4 illustre schématiquement une vue de face d’un véhicule sur son support de roulage en position de repos et en position de tangage latéral, et des commandes de suspension correspondantes ; - FIG. 5 illustre schématiquement une vue de côté d’un véhicule sur son support de roulage en position de tangage vers l’avant, et des commandes de suspension correspondantes ; - FIG. 6 illustre schématiquement une vue de face d’un véhicule sur son support de roulage en position décalée latéralement, et des commandes de direction correspondantes ; et - FIG. 7 illustre schématiquement un procédé de commande selon l’invention. L’invention concerne un système de recharge de batterie de véhicule automobile au moyen de bobines primaires B1 intégrées à la chaussée S, couplées à au moins une bobine secondaire B2 fixée au véhicule. Le véhicule peut être électrique ou hybride rechargeable. L’invention concerne plus particulièrement le positionnement de la bobine secondaire B2 en cours de roulage. On souhaite limiter la perte d’énergie due aux désalignements angulaires entre les bobines primaires B1 et ladite bobine secondaire B2 lors de la charge dynamique inductive. Pour cela, la détection de la baisse d’efficacité de la charge (variation, par exemple baisse du facteur de couplage k) entraine une action sur le pilotage des suspensions avant SA, arrière SP, droite SD et/ou gauche SG de la caisse sur laquelle la bobine secondaire B2 est fixée, pour revenir vers une efficacité et une puissance de charge maximale pour un roulis et/ou un tangage donné. Le roulis est défini comme une rotation autour d’un axe central du véhicule parallèle à l’axe longitudinal X, et le tangage, autour d’un axe transversal parallèle à l’axe latéral Y. Le problème des désalignements angulaires provoque essentiellement de la perte d’efficacité lors de la recharge dynamique, et donc une perte d’énergie que l’on souhaite limiter en jouant de façon active sur l’assiette du véhicule. Pour cela, la détection de la baisse d’efficacité de la charge (via le facteur de couplage k) entraine une action sur le pilotage des suspensions SA, SP, SD, SG, pour revenir vers une efficacité et une puissance de charge maximale. Si un obstacle est détecté, les suspensions SA, SP, SD, SG peuvent être ajustées pour franchir l’obstacle tout en optimisant la charge. Un véhicule sans suspensions pilotées, mais tout de même équipé d’une bobine secondaire B2 fixe dédiée à la recharge inductive, ne pourra pas maintenir sa charge à l’optimum dans le cas d’un désalignement angulaires. Le fait de pouvoir mesurer cette perte liée à la déformation de la chaussée et/ou aux mouvements de caisse tout en permettant de compenser ces perturbations grâce au pilotage actif des suspensions SA, SP, SD, SG minimise le désalignement et maximise la charge dynamique inductive. Il en résulte un système de correcteur d’assiette basé sur la mesure du facteur de couplage k. Le fait de pouvoir limiter automatiquement les désalignements angulaires de la bobine secondaire B2 par rapport à la bobine primaire B1 permet au véhicule, portant seul cette bobine secondaire B2 et sans action du conducteur sur le véhicule, de conserver une recharge dynamique optimale. Il est optimal dans le sens où les deux bobines (primaire B1 et secondaire B2) se retrouvent coplanaires pour maximiser la recharge. Cette coplanarité entre la bobine secondaire B2 et la bobine primaire B1, limitant les désalignements angulaires, est obtenue en pilotant les suspensions SA, SP, SD, SG du véhicule. L’ajustement en angle est obtenu par une action « automatique » asservie sur le système de suspension SA, SP, SD, SG du véhicule, permettant d’agir indépendamment sur chaque roue R pour limiter les désalignements angulaires entre la bobine secondaire B2 par rapport à la bobine primaire B1. Cela signifie que le véhicule doit être équipé d’une suspension pilotable pour chaque roue R. En plus de la coplanarité, un centrage latéral est effectué pour aligner les bobines B1 et B2 lors de l'avancement du véhicule sur la route. A cet effet, le module de pilotage MP pilote la direction, par exemple par l’intermédiaire d’un lacet agissant sur le volant, de sorte à corriger la direction du véhicule et à centrer les bobines B1, B2. Un système de supervision de la charge inductive dynamique (ou moyen de contrôle MC) donne comme avantage majeur le maintien d’une charge dynamique inductive optimale malgré les perturbations de la route ou les mouvements de caisse. Ces perturbations engendrent des désalignements angulaires et éventuellement des écartements entre la bobine secondaire B2 (fixée sur le véhicule) par rapport à la bobine primaire B1 (intégrée dans la route). Le système de régulation cherche à avoir un facteur de couplage k proche de 1. Maintenir l’optimum de recharge dynamique par induction revient à asservir les suspensions SA, SP, SD, SG du véhicule au facteur de couplage k par exemple. De cette façon, la bobine secondaire B2 fixée à la caisse du véhicule, est maintenue dans une position où les désalignements angulaires en roulis et/ou tangage sont minimes pour optimiser la charge inductive. Dans le cas présent, ce qui est visé est la réduction des désalignements angulaires liés aux roulis et/ou tangages (illustrés en figures 4 et 5). Si c'est possible, l'écart ε entre k Req =1 et k (illustré en FIG. 7 ), est réduit en agissant sur les suspensions SA, SP, SD, SG pilotées du véhicule. L’écart ε est pris en compte par un module de régulation Reg. Ceci permet d'ajuster les désalignements angulaires pour tendre vers une coplanarité entre la bobine secondaire B2 installée sous voiture à celle de la bobine primaire B1 dans la route S. Ces ajustements angulaires (sur le roulis et sur le tangage) réduisant l'écart ε au moyen des suspensions SA, SP, SD, SG pilotées par le moyen de pilotage MP, font remonter le facteur de couplage k vers son maximum en remettant la bobine secondaire B2 (fixée sur le véhicule) dans une position la plus parallèle possible à celle de la bobine primaire B1 qui est intégrée dans la route. Un module de supervision Sup vérifie le facteur de couplage k résultant, réajuste la régulation, et ainsi de suite. Afin de s'assurer des alignements angulaires optimaux entre la bobine primaire B1 et la bobine secondaire B2 (action sur le roulis et sur le tangage) pour maximiser le facteur de couplage k, plusieurs méthodes sont possibles et peuvent être combinés : - la détection des alignements angulaires des bobines ; - la détection d'un obstacle sur la route ; - la détection de la déformation de la chaussée ; et - la prédiction du mouvement de caisse du véhicule. La prédiction peut être basée sur des données de roulage intégrées dans un module d’apprentissage automatique. L’invention concerne en outre un procédé et un programme de contrôle correspondant. Le programme peut être chargé dans un contrôleur du véhicule automobile. Véhicule automobile dans un repère dans l’espace comprenant un axe de longitudinal (X) suivant une direction de déplacement du véhicule automobile ; un axe latéral (Y) perpendiculaire à l’axe longitudinal (X), et un axe vertical (Z) perpendiculaire à l’axe longitudinal (X) et à l’axe latéral (Y), le véhicule automobile étant configuré pour se déplacer sur un support de roulage (S) équipé de bobines de recharge primaires (B1), le véhicule automobile comprenant : - une batterie de traction ; - au moins une bobine de recharge secondaire (B2) connectée à la batterie de traction, ladite bobine de recharge secondaire (B2) étant disposée à une face inférieure du véhicule automobile en référence à l’axe vertical (Z) ; - des roues (R) équipées de suspensions (SA, SP, SD, SG) ; - un moyen de pilotage des suspensions (MP) et/ou de la direction ; - un moyen de contrôle de charge (MC) connecté à ladite bobine de recharge secondaire (B2), le moyen de contrôle (MC) évaluant au moins un facteur de couplage inductif (k) relatif au couplage de ladite bobine de recharge secondaire (B2) aux bobines de recharge primaires (B1), le moyen de contrôle (MC) détectant des variations dudit facteur de couplage inductif (k) liées à des variations d’assiette du véhicule, et le moyen de pilotage (MP) pilote les suspensions (SA, SP, SD, SG) et/ou la direction de sorte à corriger l’assiette et/ou la direction du véhicule en conséquence. Véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de contrôle évalue un facteur de couplage (k) en référence à l’axe vertical (Z) et à l’axe latéral (Y), et le moyen de pilotage (MP) pilote les suspensions (SA, SP, SD, SG) de sorte à corriger l’assiette du véhicule en conséquence verticalement en référence à l’axe vertical (Z) et/ou la direction latéralement en référence à l’axe latéral (Y). Véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le moyen de contrôle (MC) évalue un facteur de couplage (k) en référence à l’axe vertical (Z) et à l’axe longitudinal (X), et le moyen de pilotage (MP) pilote les suspensions (SA, SP, SD, SG) de sorte à corriger l’assiette du véhicule en conséquence longitudinalement en référence à l’axe longitudinal (X). Véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant des suspensions (SA, SP, SD, SG) sur des roues (R) avant droite, avant gauche, arrière droite et/ou arrière gauche, en référence à l’axe longitudinal (X) et à l’axe latéral (Y), au moins une suspension (SA, SP, SD, SG) étant pilotée par le moyen de pilotage (MP). Véhicule automobile selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen de pilotage (MP) pilote les suspensions (SD, SG) des roues (R) droites et gauches en référence à l’axe latéral (Y), pour corriger l’assiette latéralement. Véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 4 à 5, caractérisé en ce que le moyen de pilotage (MP) pilote les suspensions (SA, SP) des roues avant et arrière en référence à l’axe longitudinal (X), pour corriger l’assiette longitudinalement. Véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’il comprend en outre : - au moins un moyen de détection d’alignement angulaire des bobines primaires (B1) et secondaires (B2) ; - au moins un moyen de détection d’obstacle sur le support de roulage (S) ; - au moins un moyen de détection de déformation du support de roulage (S), lesdits moyens de détection étant connectés au moyen de pilotage (MP). Véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu’il comprend en outre un moyen de prédiction du mouvement de la caisse du véhicule, connecté au moyen de pilotage (MP). Procédé de contrôle d’assiette d’un véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : - une étape de contrôle de charge pour évaluer au moins un facteur de couplage inductif (k) relatif au couplage de ladite bobine de recharge secondaire (B2) aux bobines de recharge primaires (B1), et détecter des variations dudit facteur de couplage inductif (k) liées à des variations d’assiette du véhicule ; - une étape de pilotage pour piloter les suspensions (SA, SP, SD, SG) et/ou la direction de sorte à corriger l’assiette et/ou la direction du véhicule en conséquence. Programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé de contrôle selon la revendication 9, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur.