TITRE : GESTION ANTICIPÉE DE L’ÉNERGIE ÉLECTRIQUE DISPONIBLE POUR UN RÉSEAU DE BORD D’UN VÉHICULE

La présente invention revendique la priorité de la demande française N ° 2013426 déposée le 17.12.2020 dont le contenu (tecte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.

Domaine technique de l’invention

L’invention concerne les véhicules ayant un réseau de bord alimenté en énergie électrique par une batterie rechargeable et au moins un générateur d’énergie électrique, et plus précisément la gestion anticipée de l’énergie électrique disponible pour un tel réseau de bord.

Etat de la technique

Dans ce qui suit et ce qui précède, on entend par « réseau de bord » un réseau d’alimentation électrique comprenant des équipements (ou organes) électriques (ou électroniques) consommant de l’énergie électrique et étant « non prioritaire(s) » pour l’un au moins d’entre eux et « sécuritaire(s) » (et donc prioritaire(s)) pour au moins un autre d’entre eux.

Par ailleurs, dans ce qui suit et ce qui précède, on entend par « équipement (ou organe) sécuritaire » un équipement (ou organe) assurant au moins une fonction dite « sécuritaire » du fait qu’elle concerne la sécurité des passagers d’un véhicule, et donc devant être alimenté en énergie électrique de façon prioritaire. C’est le cas, par exemple, de la direction assistée électrique ou d’un dispositif de freinage électrique (frein de service, frein de secours, système d’aide au freinage ou anti-patinage, par exemple).

Enfin, dans ce qui suit et ce qui précède, on entend par « batterie rechargeable » un moyen de stockage d’énergie électrique pouvant être rechargé par au moins un générateur d’énergie électrique.

Certains véhicules comprennent un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant une batterie rechargeable et au moins un générateur d’énergie électrique couplés entre eux (directement ou indirectement). Un tel générateur d’énergie électrique peut, par exemple, être un alternateur ou un alterno-démarreur ou encore un éventuel convertisseur de type courant continu/courant continu (ou DC/DC) et associé à une batterie de type basse, moyenne ou haute tension). La batterie, rechargeable par au moins un générateur d’énergie électrique, est souvent dite « de servitude » et est généralement de type très basse tension (typiquement 12 V, 24 V ou 48 V).

Dans certaines situations de vie d’un véhicule, comme par exemple lors de manoeuvres dites d’urgence (telles que des freinages d’urgence ou des évitements), il est indispensable que les organes sécuritaires participant à ces manoeuvres soient alimentés avec un niveau de puissance électrique qui garantit leur fonctionnement, ainsi que leur niveau de performance attendu.

Le groupe d’alimentation précité est responsable de la fourniture de ce niveau de puissance électrique aux organes sécuritaires concernés à l’instant considéré, mais aussi, en parallèle, du niveau de puissance électrique nécessaire au fonctionnement des autres organes non sécuritaires utilisés à cet instant considéré. En cas d’incapacité du groupe d’alimentation à fournir la puissance électrique nécessaire à tous les organes électriques concernés à l’instant considéré, un écroulement de la tension pourrait survenir aux bornes du réseau de bord et donc des organes électriques sécuritaires, ce qui ne permettrait pas à ces derniers de fonctionner correctement (c’est-à-dire avec un niveau de performance suffisant), et donc pourrait mettre en danger les passagers du véhicule et/ou ce dernier et/ou des personnes situées dans l’environnement de ce véhicule.

Il a été proposé dans le document brevet FR-B1 2979294 d’équiper un véhicule d’un dispositif de gestion chargé de gérer la tension du réseau de bord afin de maintenir ce dernier à un premier niveau de tension, et, en cas de détection d’une activation d’un organe électrique sécuritaire pendant une situation de vie sécuritaire, de délivrer temporairement sur le réseau de bord un second niveau de tension strictement supérieur au premier niveau de tension.

Un inconvénient de ce type de dispositif de gestion réside dans le fait qu’il présuppose que le groupe d’alimentation est en capacité de fournir à l’instant considéré non seulement le premier niveau de tension mais aussi le second niveau de tension qui est strictement supérieur au premier niveau de tension. Or, dans un véhicule il arrive parfois que le groupe d’alimentation soit dans l’incapacité de fournir à l’instant considéré le premier niveau de tension et donc encore moins le second niveau de tension. C’est par exemple le cas lorsque la batterie de servitude se retrouve découplée du réseau de bord, ou la batterie de servitude est déchargée ou défaillante, ou le générateur d’énergie électrique ne peut pas délivrer sa puissance maximale théorique.

L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation par une gestion anticipée de l’énergie électrique disponible pour le réseau de bord d’un véhicule.

Présentation de l’invention

Elle propose notamment à cet effet un dispositif de gestion destiné à équiper un véhicule comprenant un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comportant une batterie rechargeable et au moins un générateur d’énergie électrique.

Ce dispositif de gestion se caractérise par le fait qu’il comprend au moins un processeur et au moins une mémoire agencés pour effectuer les opérations consistant à déterminer si le groupe d’alimentation, avec une configuration en cours, est capable d’assurer une alimentation électrique du réseau de bord en cas d’activation d’au moins un organe électrique sécuritaire, et, en cas d’incapacité, à déclencher une reconfiguration du groupe d’alimentation, différente de la configuration en cours et propre à assurer une alimentation électrique du réseau de bord adaptée à des besoins d’alimentation électrique au moins partielle de cet organe électrique sécuritaire.

Grâce à cette gestion anticipée de l’énergie électrique disponible pour le réseau de bord, en cas d’activation d’au moins un organe électrique sécurisé on peut désormais alimenter au moins partiellement ce dernier sans risque d’écroulement de la tension aux bornes du réseau de bord.

Le dispositif de gestion selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :

- son processeur et sa mémoire peuvent être agencés pour effectuer les opérations consistant à déclencher une reconfiguration du groupe d’alimentation dans un mode de fonctionnement choisi parmi un mode dit dégradé, dans lequel la sécurité de passagers du véhicule est assurée bien que l’alimentation électrique de l’organe électrique sécuritaire ne puisse pas être complète, et un mode dit sécuritaire, dans lequel la sécurité des passagers du véhicule est potentiellement non assurée ;

- en présence de la précédente option son processeur et sa mémoire peuvent être agencés pour effectuer les opérations consistant, après une première reconfiguration du groupe d’alimentation dans le mode dégradé suivie d’une évolution rendant la sécurité des passagers potentiellement non assurée, à déclencher une seconde reconfiguration du groupe d’alimentation dans le mode sécuritaire ;

- son processeur et sa mémoire peuvent être agencés pour effectuer les opérations consistant à déclencher, en complément de la reconfiguration, un délestage électrique choisi d’au moins un organe électrique non prioritaire du réseau de bord pour réduire l’énergie électrique consommée par ce dernier via le groupe d’alimentation et/ou une limitation choisie d’une puissance électrique de fonctionnement de l’organe électrique sécuritaire pour qu’il fonctionne avec un niveau de performance dégradé choisi et/ou une recharge de la batterie pour augmenter l’énergie électrique qu’elle stocke ;

- son processeur et sa mémoire peuvent être agencés pour effectuer les opérations consistant à déclencher, en complément d’une reconfiguration dans le mode dégradé, un avertissement d’un passager du véhicule propre à signaler un fonctionnement du groupe d’alimentation en mode dégradé ;

- son processeur et sa mémoire peuvent être agencés pour effectuer les opérations consistant à déclencher, en complément d’une reconfiguration dans le mode sécuritaire, au moins une alerte d’un passager du véhicule choisie parmi une alerte de risque encouru et une alerte de préconisation d’au moins une action à effectuer et/ou une alerte d’au moins un équipement du véhicule interagissant avec la batterie d’un mode de fonctionnement critique de la fourniture d’énergie électrique ; - son processeur et sa mémoire peuvent être agencés pour effectuer les opérations consistant à déterminer une première puissance électrique maximale que peut fournir le générateur d’énergie électrique pour garantir un niveau de tension sécuritaire choisi aux bornes du réseau de bord, une deuxième puissance électrique maximale que peut fournir la batterie pour garantir le niveau de tension sécuritaire, et une troisième puissance électrique maximale égale à une somme des première et deuxième puissances électriques maximales, puis à estimer une quatrième puissance électrique nécessaire au réseau de bord pour satisfaire aux besoins d’alimentation électrique au moins partielle de l’organe électrique sécuritaire, puis à déterminer la reconfiguration du groupe d’alimentation en fonction de ces troisième et quatrième puissances électriques.

L’invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comportant une batterie rechargeable et au moins un générateur d’énergie électrique, ainsi qu’un dispositif de gestion du type de celui présenté ci-avant.

L’invention propose également un procédé de gestion destiné à être mis en oeuvre dans un véhicule comprenant un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comportant une batterie rechargeable et au moins un générateur d’énergie électrique.

Ce procédé de gestion se caractérise par le fait qu’il comprend une étape dans laquelle on détermine si le groupe d’alimentation, avec une configuration en cours, est capable d’assurer une alimentation électrique du réseau de bord en cas d’activation d’au moins un organe électrique sécuritaire, et, en cas d’incapacité, on reconfigure le groupe d’alimentation avec une configuration différente de la configuration en cours et propre à assurer une alimentation électrique du réseau de bord adaptée à des besoins d’alimentation électrique au moins partielle de cet organe électrique sécuritaire.

L’invention propose également un produit programme d’ordinateur comprenant un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement, est propre à mettre en oeuvre un procédé de gestion du type de celui présenté ci-avant pour gérer de façon anticipée la consommation d’énergie électrique d’un réseau de bord d’un véhicule alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comportant une batterie rechargeable et au moins un générateur d’énergie électrique.

Brève description des figures

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : [Fig. 1 ] illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de réalisation d’un véhicule comprenant un boîtier de distribution comportant un calculateur de supervision comprenant un dispositif de gestion selon l’invention,

[Fig. 2] illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de réalisation d’un calculateur de supervision comprenant un dispositif de gestion selon l’invention, et

[Fig. 3] illustre schématiquement un exemple d’algorithme mettant en oeuvre un procédé de gestion selon l’invention.

Description détaillée de l’invention

L’invention a notamment pour but de proposer un dispositif de gestion DG, et un procédé de gestion associé, destinés à permettre la gestion anticipée de la consommation d’énergie électrique d’un réseau de bord RB d’un véhicule V. Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule V est de type automobile. Il s’agit par exemple d’une voiture, comme illustré sur la figure 1 . Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout type de véhicule comprenant une batterie rechargeable et au moins un générateur d’énergie électrique couplés entre eux et à un réseau de bord. Ainsi, elle concerne, par exemple, les véhicules terrestres (véhicules utilitaires, camping-cars, minibus, cars, camions, motocyclettes, engins de voirie, engins de chantier, engins agricoles, engins de loisir (motoneige, kart), et engins à chenille(s), par exemple), les bateaux et les aéronefs. On notera que le groupe motopropulseur (ou GMP) du véhicule V peut être purement thermique, ou purement non thermique (par exemple tout électrique), ou encore hybride (thermique et non thermique).

On a schématiquement représenté sur la figure 1 un véhicule V comprenant une chaîne de transmission, un réseau de bord RB, une batterie de servitude BS, au moins un générateur d’énergie électrique GE et un dispositif de gestion DG selon l’invention.

Le réseau de bord RB est un réseau d’alimentation électrique qui comprend des équipements (ou organes) électriques (ou électroniques) qui consomment de l’énergie électrique. Au moins l’un de ces équipements (ou organes) électriques (ou électroniques) est « non prioritaire » et au moins un autre de ces équipements (ou organes) électriques (ou électroniques) est « sécuritaire » (et donc prioritaire).

11 est rappelé que l’on entend ici par « équipement (ou organe) sécuritaire » un équipement (ou organe) consommant de l’énergie électrique pour assurer au moins une fonction dite sécuritaire (car concernant la sécurité des passagers du véhicule V), et donc devant être alimenté en énergie électrique de façon prioritaire. Il pourra s’agir, par exemple, de la direction assistée électrique ou d’un dispositif de freinage électrique (frein de service, frein de secours, système d’aide au freinage ou anti-patinage, par exemple).

Un équipement (ou organe) électrique (ou électronique) non prioritaire consomme de l’énergie électrique pour assurer au moins une fonction qui n’est pas indispensable, comme par exemple le chauffage/climatisation ou le chauffage de siège ou le dispositif de massage de siège.

La batterie de servitude BS est chargée de fournir de l’énergie électrique au réseau de bord RB. Par exemple, cette batterie de servitude BS peut être agencée sous la forme d’une batterie de type très basse tension (typiquement

12 V, 24 V ou 48 V). Elle est rechargeable par au moins un générateur d’énergie électrique du véhicule V (ici au moins GE).

La chaîne de transmission comprend ici, notamment, une première machine motrice MM1 thermique, un arbre moteur AM, un embrayage EM, une seconde machine motrice MM2 électrique, une boîte de vitesses BV, une batterie rechargeable BR et un arbre de transmission AT. Il est important de noter que la chaîne de transmission illustrée est de type hybride (thermique/électrique), mais elle pourrait être de type purement thermique ou purement électrique ou hybridée différemment. On entend ici par « machine motrice » une machine agencée de manière à fournir ou récupérer du couple pour déplacer le véhicule V, soit seule soit en complément d’une autre machine motrice thermique ou électrique. Une machine motrice thermique peut, par exemple, être un moteur thermique.

Cette première machine motrice MM1 (ici un moteur thermique) comprend un vilebrequin (non représenté) solidarisé fixement à l’arbre moteur AM pour l’entraîner en rotation. Elle fournit du couple pour au moins un premier train T1 (ici de roues), via (ici) l’embrayage EM, la seconde machine motrice MM2, et la boîte de vitesses BV.

Ce premier train T 1 est ici situé dans la partie avant PV du véhicule V, et couplé à l’arbre de transmission AT via un différentiel D1 . Mais dans une variante ce premier train T 1 pourrait être celui qui est ici référencé T2 et qui est situé dans la partie arrière PR du véhicule V.

La seconde machine motrice MM2 (ici électrique) est couplée à la batterie rechargeable BR, afin d’être alimentée en énergie électrique, ainsi qu’éventuellement d’alimenter cette batterie rechargeable BR en énergie électrique. Elle est également couplée, ici, à la sortie de l’embrayage EM, et à l’arbre primaire AP de la boîte de vitesses BV, pour lui fournir du couple.

Outre son couplage à la batterie de servitude BS (notamment pour la recharger), le générateur d’énergie électrique GE est aussi couplé à la première machine motrice MM1 , notamment pour lui permettre de démarrer grâce à de l’énergie électrique stockée dans la batterie de servitude BS. Il s’agit ici d’un démarreur ou d’un alterno-démarreur. Lorsque la première machine motrice MM1 est en fonctionnement, le générateur d’énergie électrique GE peut également alimenter en énergie électrique le réseau de bord RB en cas de besoin.

On notera que la batterie rechargeable BR est ici couplée à la seconde machine motrice MM2 via un convertisseur CV de type courant continu/courant continu (ou DC/DC), à titre d’exemple. Ce convertisseur CV peut aussi, éventuellement, constituer un autre générateur d’énergie électrique alimentant en énergie électrique la batterie de servitude BS et/ou le réseau de bord RB en cas de besoin. Par exemple, la batterie rechargeable BR peut être de type basse tension (typiquement 400 V à titre illustratif). Mais elle pourrait être de type moyenne tension ou haute tension.

On notera également que dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 1 le véhicule V comprend un boîtier de distribution BD auquel sont couplés la batterie de servitude BS, le générateur d’énergie électrique GE, le convertisseur CV et le réseau de bord RB. Ce boîtier de distribution BD est chargé de distribuer dans le réseau de bord RB l’énergie électrique stockée dans la batterie de servitude BS ou produite par le générateur d’énergie électrique GE ou le convertisseur CV, pour l’alimentation des organes (ou équipements) électriques en fonction de demandes d’alimentation reçues. La supervision de la distribution de cette énergie électrique peut être assurée par un calculateur CS réalisé sous la forme d’une combinaison de circuits ou composants électriques ou électroniques (ou « hardware ») et de modules logiciels (ou « software »). Dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 1 , le calculateur de supervision CS fait partie du boîtier de distribution BD. Mais dans une variante de réalisation (non illustrée) le calculateur de supervision CS pourrait ne pas faire partie du boîtier de distribution BD.

Comme illustré non limitativement sur la figure 2, un dispositif de gestion DG, selon l’invention, comprend au moins un processeur PR et au moins une mémoire MD qui sont agencés pour effectuer des opérations pendant les phases de roulage du véhicule V.

Ces opérations consistent tout d’abord à déterminer si le groupe d’alimentation, avec une configuration en cours, est capable d’assurer (à l’instant considéré) l’alimentation électrique du réseau de bord RB en cas d’activation d’au moins un organe électrique sécuritaire.

Si le dispositif de gestion DG estime qu’il en est capable, il décide de laisser le groupe d’alimentation dans sa configuration en cours (a priori définie par un mode dit « nominal (ou normal) »).

En revanche, en cas d’incapacité, les opérations (du processeur PR et de la mémoire MD) consistent à déclencher une reconfiguration du groupe d’alimentation, différente de sa configuration en cours et propre à assurer une alimentation électrique du réseau de bord RB qui est adaptée à des besoins d’alimentation électrique au moins partielle de chaque organe électrique sécuritaire dont l’activation est envisagée.

Cette gestion anticipée de l’énergie électrique disponible pour le réseau de bord RB permet en cas d’activation d’au moins un organe électrique sécurisé de pouvoir alimenter au moins partiellement ce dernier sans risque d’écroulement de la tension aux bornes du réseau de bord RB.

On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 2, le processeur PR et la mémoire MD font partie du calculateur de supervision CS. Mais dans une variante de réalisation (non illustrée) le processeur PR et la mémoire MD pourraient faire partie d’un calculateur dédié (dans ce cas, ce dernier peut éventuellement faire partie du dispositif de gestion DG et peut faire partie (ou ne pas faire partie) du boîtier de distribution BD).

Le processeur PR peut, par exemple, être un processeur de signal numérique (ou DSP (« Digital Signal Processor >>)). Ce processeur PR peut comprendre des circuits intégrés (ou imprimés), ou bien plusieurs circuits intégrés (ou imprimés) reliés par des connections filaires ou non filaires. On entend par circuit intégré (ou imprimé) tout type de dispositif apte à effectuer au moins une opération électrique ou électronique. Ainsi, il peut, par exemple, s’agir d’un microcontrôleur.

La mémoire MD est vive afin de stocker des instructions pour la mise en oeuvre par le processeur PR d’une partie au moins du procédé de gestion décrit plus loin (et donc de ses fonctionnalités).

On notera également que le processeur PR et la mémoire MD peuvent être aussi agencés pour effectuer les opérations consistant à déclencher une reconfiguration du groupe d’alimentation dans un mode de fonctionnement qui est choisi parmi un mode dit dégradé, dans lequel la sécurité des passagers du véhicule V est assurée bien que l’alimentation électrique de chaque organe électrique sécuritaire dont l’activation est envisagée ne puisse pas être complète, et un mode dit sécuritaire, dans lequel la sécurité des passagers du véhicule V est potentiellement non assurée.

On comprendra que le mode sécuritaire est le mode dans lequel la différence entre la puissance électrique disponible et la puissance électrique nécessaire au réseau de bord RB est la plus importante (en négatif), et donc dans lequel la sécurité des passagers, du véhicule V et des personnes situées dans l’environnement du véhicule V est la moins bien assurée.

Par exemple, le processeur PR et la mémoire MD peuvent être aussi agencés pour effectuer les opérations consistant, après une première reconfiguration du groupe d’alimentation dans le mode dégradé suivie d’une évolution rendant la sécurité des passagers potentiellement non assurée, à déclencher une seconde reconfiguration du groupe d’alimentation dans le mode sécuritaire. On comprendra que c’est la diminution dans le temps de la capacité du groupe d’alimentation à fournir de la puissance électrique, alors qu’il est déjà configuré dans le mode dégradé, qui décide le dispositif de gestion DG à le reconfigurer du mode dégradé vers le mode sécuritaire.

On notera également que le processeur PR et la mémoire MD peuvent être aussi agencés pour effectuer les opérations consistant à déclencher, en complément d’une reconfiguration, un délestage électrique choisi d’au moins un organe électrique non prioritaire du réseau de bord RB pour réduire l’énergie électrique consommée par ce dernier (RB) via le groupe d’alimentation et/ou une limitation choisie de la puissance électrique de fonctionnement de chaque organe électrique sécuritaire dont l’activation est envisagée pour qu’il fonctionne avec un niveau de performance dégradé choisi et/ou une recharge de la batterie BS pour augmenter l’énergie électrique qu’elle stocke.

Le délestage électrique a pour but de diminuer autant que possible (sans pénaliser la sécurité) la consommation électrique du véhicule V compte tenu des capacités de production d’énergie électrique du groupe d’alimentation à l’instant considéré.

La limitation de puissance électrique de fonctionnement d’organes électriques sécuritaires, nécessaires pour les manoeuvres d’urgence, a pour but de les faire fonctionner avec un niveau de performance certes dégradé (et possiblement seulement sécuritaire), mais nécessitant moins de puissance, ce qui est nécessaire dans certaines situations de vie, comme par exemple en cas de perte de la batterie BS (découplage ou dysfonctionnement), laquelle est une source d’alimentation supplémentaire permettant d’éviter l’écroulement du réseau de bord RB en cas de forte consommation énergétique transitoire.

On notera également que le processeur PR et la mémoire MD peuvent être aussi agencés pour effectuer les opérations consistant à déclencher, en complément d’une reconfiguration dans le mode dégradé, l’avertissement d’un passager du véhicule V propre à signaler un fonctionnement du groupe d’alimentation en mode dégradé.

Une telle alerte de passager est seulement destinée à attirer l’attention du passager sur le placement du groupe d’alimentation dans le mode dégradé, non dangereux mais pouvant induire une limitation des performances de certains organes électriques. Cette alerte peut se faire par affichage d’un témoin de service (par exemple le témoin de batterie de servitude), éventuellement dans une couleur orange (au lieu d’une couleur verte dans le mode nominal), ou d’un message d’avertissement textuel dédié sur un écran du véhicule V, comme par exemple celui du tableau de bord ou celui du combiné central, et/ou par diffusion d’un message d’avertissement sonore (ou audio) dédié via au moins un haut-parleur présent dans le véhicule V.

On notera également que le processeur PR et la mémoire MD peuvent être aussi agencés pour effectuer les opérations consistant à déclencher, en complément d’une reconfiguration dans le mode sécuritaire, au moins une alerte d’un passager du véhicule V qui est choisie parmi une alerte de risque encouru et une alerte de préconisation d’au moins une action à effectuer et/ou une alerte d’au moins un équipement du véhicule V interagissant avec la batterie BS d’un mode de fonctionnement critique de la fourniture d’énergie électrique.

Une telle alerte de passager est destinée à attirer l’attention du passager sur le placement du groupe d’alimentation dans le mode sécuritaire, potentiellement dangereux car ne permettant pas de garantir sa sécurité ou celle de son véhicule V, du fait d’une forte limitation des performances de certains organes électriques. Cette alerte peut se faire par affichage d’un témoin de service (par exemple le témoin de batterie de servitude), éventuellement dans une couleur rouge, ou d’un message d’alarme textuel dédié sur un écran du véhicule V, comme par exemple celui du tableau de bord ou celui du combiné central, et/ou par diffusion d’un message d’alarme sonore (ou audio) dédié via au moins un haut-parleur présent dans le véhicule V.

On notera également que pour déterminer une reconfiguration du groupe d’alimentation le processeur PR et la mémoire MD peuvent être aussi agencés pour effectuer les opérations consistant à déterminer tout d’abord des première p1 et deuxième p2 puissances électriques maximales.

La première puissance électrique maximale p1 est celle que peut fournir un générateur d’énergie électrique GE ou CV pour garantir un niveau de tension sécuritaire nts choisi aux bornes du réseau de bord RB. Il s’agit d’une information dynamique. Le niveau de tension sécuritaire nts est un niveau de tension minimal, notamment pour les organes électriques sécuritaires.

La première puissance électrique maximale p1 peut varier selon l’état ou les contraintes qui peu(ven)t s’exercer sur le générateur d’énergie électrique GE ou CV. Lorsque ce dernier est le convertisseur CV, l’état ou les contraintes peuvent être la température, une défaillance interne ou la capacité de la batterie rechargeable BR. Par conséquent, la puissance maximale théorique du générateur d’énergie électrique GE ou CV n’est pas toujours atteignable.

Le niveau de tension sécuritaire nts, que doit maintenir le générateur d’énergie électrique GE ou CV aux bornes du réseau de bord RB, est la tension nécessaire pour assurer un niveau de fonctionnement (performances) des organes électriques sécuritaires compatible avec les exigences de sécurité en cas de manoeuvre d’urgence.

Cette première puissance électrique maximale p1 peut être déterminée grâce à une cartographie de la puissance possible du générateur en fonction de la tension du réseau de bord RB à maintenir.

La deuxième puissance électrique maximale p2 est celle que peut fournir la batterie BS pour garantir le niveau de tension sécuritaire nts.

Par exemple, cette deuxième puissance électrique maximale p2 peut être déterminée en tenant compte de la chute de tension entre la batterie BS et le réseau de bord RB (liée à l’impédance de câbles et connue à l’avance), et en fonction de l’état de charge de la batterie BS, de la résistance interne de la batterie BS, de la température interne de la batterie BS et du niveau de tension sécuritaire nts. A titre d’exemple, on peut commencer par calculer la tension de la batterie BS nécessaire pour appliquer le niveau de tension sécuritaire nts aux bornes du réseau de bord RB en tenant compte de la chute de tension précitée. Puis, on peut déterminer la deuxième puissance électrique maximale p2 à partir d’une cartographie de la puissance maximale que peut fournir la batterie BS à chaque instant en fonction de la tension aux bornes de réseau de bord RB, de l’état de charge de la batterie BS, de la résistance interne de la batterie BS et de la température interne de la batterie BS. On peut aussi déterminer le courant de charge maximal de la batterie BS qui correspond à la deuxième puissance électrique maximale p2 pouvant être fournie par la batterie BS sous le niveau de tension sécuritaire nts (courant de charge maximal = deuxième puissance électrique maximale p2 / niveau de tension sécuritaire nts).

Ensuite, le processeur PR et la mémoire MD peuvent être agencés pour effectuer les opérations consistant à déterminer une troisième puissance électrique maximale p3 qui est égale à la somme des première p1 et deuxième p2 puissances électriques maximales.

De préférence cette troisième puissance électrique maximale p3 prend aussi en compte la puissance dissipée au niveau du câblage entre la batterie BS et le nœud d’alimentation du réseau de bord RB, laquelle dépend du courant de charge maximal déterminé juste avant. Cette puissance dissipée est en effet égale à la résistance équivalente du câblage multipliée par le courant de charge maximal au carré. La troisième puissance électrique maximale p3 est alors égale à la somme des première p1 et deuxième p2 puissances électriques maximales moins la puissance dissipée. On notera que l’on peut aussi appliquer à la troisième puissance électrique maximale p3 un facteur de correction (compris entre 0 et 1 ) pour prendre en compte d’éventuelles incertitudes au niveau des données utilisées pour la déterminer.

Puis, le processeur PR et la mémoire MD peuvent être agencés pour effectuer les opérations consistant à estimer une quatrième puissance électrique p4 qui est nécessaire au réseau de bord RB pour satisfaire aux besoins d’alimentation électrique au moins partielle de chaque organe électrique sécuritaire dont l’activation est envisagée. Pour ce faire, ils peuvent déterminer à chaque instant la somme de la puissance électrique consommée pec par le réseau de bord RB et de la puissance électrique supplémentaire pes qu’il serait nécessaire de prévoir pour l’activation d’organe(s) électrique(s) supplémentaire(s), pas encore activés et liés à la sécurité du véhicule V et de ses passagers en cas de situation d’urgence. Les courants nécessaires pour ces organes électriques supplémentaires sont connus à l’avance pour le niveau de tension sécuritaire précité. On notera que l’on peut aussi appliquer à la quatrième puissance électrique p4 un facteur de correction (compris entre 0 et 1 ) pour prendre en compte d’éventuelles incertitudes au niveau des données utilisées pour la déterminer.

Enfin, le processeur PR et la mémoire MD peuvent être agencés pour effectuer les opérations consistant à déterminer la reconfiguration du groupe d’alimentation en fonction de ces troisième p3 et quatrième p4 puissances électriques.

Pour ce faire, ils peuvent réaliser de façon continue une comparaison entre les troisième p3 et quatrième p4 puissances électriques, et décider de la configuration à instaurer (et éventuelles actions à déclencher) en fonction du résultat de cette comparaison.

Si la troisième puissance électrique maximale p3 est strictement supérieure à la quatrième puissance électrique p4, alors le groupe d’alimentation doit être configuré ou reconfiguré dans son mode nominal (ou normal). Il n’y a donc aucunement besoin d’alerter les passagers du véhicule V ou un équipement du véhicule V.

Si la troisième puissance électrique maximale p3 est inférieure ou égale à la quatrième puissance électrique p4, alors le dispositif de gestion DG prédit qu’en cas de manoeuvre d’urgence la puissance maximale disponible pour le réseau de bord RB ne sera pas suffisante pour satisfaire ce dernier (RB) et en particulier pour l’activation des organes électriques sécuritaires supplémentaires (c’est-à-dire pas encore activés à l’instant considéré).

Le dispositif de gestion DG déclenche alors la reconfiguration du groupe d’alimentation dans son mode dégradé. En parallèle, le dispositif de gestion DG peut mémoriser la valeur v’ de la quatrième puissance électrique p4. Cette dernière (p4) pourra évoluer dans le temps, en fonction des variations de consommation électrique du réseau de bord RB, mais sa valeur mémorisée v4 restera fixe jusqu’à ce que le groupe d’alimentation soit reconfiguré dans son mode nominal (ou normal). Le délestage des organes électriques non indispensables et donc non prioritaires peut être déclenché pour réduire la consommation électrique du réseau de bord RB, et/ou une limitation de la puissance de fonctionnement des organes électriques sécuritaires peut être déclenchée pour au pire limiter leurs performances plutôt que de risquer qu’ils ne puissent pas du tout fonctionner, et/ou une recharge rapide de la batterie BS peut être déclenchée pour la recharger le plus rapidement possible et ainsi accroitre l’énergie disponible. Une éventuelle alerte des passagers peut être aussi éventuellement déclenchée.

Si les actions précitées, déclenchées dans le mode dégradé, s’avèrent insuffisantes au bout d’une durée prédéfinie dp (par exemple égale à 60 s), le dispositif de gestion DG déclenche alors la reconfiguration du groupe d’alimentation dans son mode sécuritaire. Le dispositif de gestion DG peut aussi déclencher la génération d’au moins une alerte (ou alarme) à destination du conducteur du véhicule V, afin de l’informer de la dangerosité de la situation ainsi qu’éventuellement lui demander de stopper son véhicule V et de le faire vérifier au plus vite (et notamment son groupe d’alimentation). En variante ou en complément, le dispositif de gestion DG peut aussi déclencher la génération d’au moins une alarme à destination d’autres équipements du véhicule V en interaction avec le groupe d’alimentation pour les informer du fonctionnement de ce dernier dans un mode critique.

On notera que deux situations intermédiaires peuvent survenir.

En effet, on peut se retrouver dans une situation dans laquelle, après l’écoulement de la durée prédéfinie dp précitée (avec le groupe d’alimentation reconfiguré dans son mode sécuritaire), la troisième puissance électrique maximale p3 est redevenue supérieure à la quatrième puissance électrique p4 mais est inférieure ou égale à sa valeur v4 mémorisée lors de la reconfiguration du groupe d’alimentation dans son mode dégradé. Dans cette situation, les actions déclenchées ont permis de rééquilibrer la troisième puissance électrique maximale p3 (disponible) et la quatrième puissance électrique p4 (qui serait nécessaire en cas de manoeuvre d’urgence), par exemple du fait d’une augmentation de la puissance disponible ou d’une diminution de la puissance nécessaire. Cependant, la puissance électrique qui est actuellement effectivement disponible (ou troisième puissance électrique maximale p3) n’est toujours pas suffisante pour satisfaire la puissance qui était précédemment nécessaire (quatrième puissance électrique p4) avant la reconfiguration dans le mode sécuritaire.

Dans ce cas, le dispositif de gestion DG peut décider de maintenir le groupe d’alimentation dans son mode sécuritaire et déclencher les actions associées.

On peut aussi se retrouver dans une situation dans laquelle, après l’écoulement de la durée prédéfinie dp précitée (avec le groupe d’alimentation reconfiguré dans son mode sécuritaire), la troisième puissance électrique maximale p3 est redevenue supérieure à la quatrième puissance électrique p4 et est supérieure à sa valeur v4 mémorisée lors de la reconfiguration du groupe d’alimentation dans son mode dégradé. Dans cette situation, les actions déclenchées ont permis de rééquilibrer la troisième puissance électrique maximale p3 (disponible) et la quatrième puissance électrique p4 (qui serait nécessaire en cas de manoeuvre d’urgence), et donc le dispositif de gestion DG décide de reconfigurer le groupe d’alimentation dans son mode nominal (ou normal).

On notera que le dispositif de gestion DG effectue sa gestion au moyen d’ordres (ou instructions), par exemple au calculateur de supervision CS et/ou à au moins une interface homme/machine du véhicule V (chargée d’afficher et/ou de diffuser les messages ou témoins de service). Par exemple, dans le cas d’une reconfiguration dans le mode dégradé ou sécuritaire certains de ces ordres (ou instructions) peuvent définir chaque organe électrique non prioritaire devant faire l’objet d’un délestage électrique et/ou la valeur de la réduction d’énergie électrique consommée par le réseau de bord RB via le groupe d’alimentation et/ou chaque organe électrique sécuritaire devant faire l’objet d’une limitation de sa puissance électrique de fonctionnement et/ou la valeur de chaque limitation choisie.

On notera également, comme illustré non limitativement sur la figure 2, que le calculateur de supervision CS peut aussi comprendre, en complément des mémoire vive MD et processeur PR du dispositif de gestion DG, une mémoire de masse MM, notamment pour le stockage des mesures de courant et de tension, et de données intermédiaires intervenant dans tous ses calculs et traitements. Par ailleurs, ce calculateur de supervision CS peut aussi comprendre une interface d’entrée IE pour la réception d’au moins les mesures de courant et de tension pour les utiliser dans des calculs ou traitements, éventuellement après les avoir mises en forme et/ou démodulées et/ou amplifiées, de façon connue en soi, au moyen d’un processeur de signal numérique PR’. De plus, ce calculateur de supervision CS peut aussi comprendre une interface de sortie IS, notamment pour délivrer les ordres ou commandes déterminés par le dispositif de gestion DG.

L’invention peut aussi être considérée sous la forme d’un procédé de gestion destiné à être mis en oeuvre dans le véhicule V décrit ci-avant afin de permettre la gestion anticipée de la consommation d’énergie électrique du réseau de bord RB du véhicule V.

Ce procédé de gestion comprend une étape 10-60 dans laquelle on détermine si le groupe d’alimentation, avec sa configuration en cours, est capable d’assurer l’alimentation électrique du réseau de bord RB en cas d’activation d’au moins un organe électrique sécuritaire, et, en cas d’incapacité, on reconfigure le groupe d’alimentation avec une configuration différente de sa configuration en cours et propre à assurer une alimentation électrique du réseau de bord RB adaptée à des besoins d’alimentation électrique au moins partielle de l’organe électrique sécuritaire.

On a schématiquement illustré sur la figure 3 un exemple d’algorithme mettant en oeuvre un procédé de gestion 10-60 selon l’invention.

L’algorithme comprend une sous-étape 10 qui débute lors de chaque phase de roulage et dans laquelle on détermine la première puissance électrique maximale p1 que peut fournir un générateur d’énergie électrique GE ou CV pour garantir un niveau de tension sécuritaire nts choisi aux bornes du réseau de bord RB.

Puis, dans une sous-étape 20 (effectuée éventuellement en même temps que la sous-étape 10) on détermine une deuxième puissance électrique maximale p2 que peut fournir la batterie BS pour garantir le niveau de tension sécuritaire nts.

Puis, dans une sous-étape 30 on détermine une troisième puissance électrique maximale p3 qui est égale à la somme des première p1 et deuxième p2 puissances électriques maximales.

Puis, dans une sous-étape 40 on estime une quatrième puissance électrique p4 qui est nécessaire au réseau de bord RB pour satisfaire aux besoins d’alimentation électrique au moins partielle de chaque organe électrique sécuritaire dont l’activation est envisagée.

Puis, dans une sous-étape 50 on détermine la reconfiguration du groupe d’alimentation en fonction de ces troisième p3 et quatrième p4 puissances électriques.

Puis, dans une sous-étape 60 on déclenche une ou plusieurs actions associées à la reconfiguration déterminée lors de la sous-étape 50.

On notera également que l’invention propose aussi un produit programme d’ordinateur (ou programme informatique) comprenant un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement de type circuits électroniques (ou hardware), comme par exemple le processeur PR, est propre à mettre en oeuvre le procédé de gestion décrit ci-avant pour gérer de façon anticipée la consommation d’énergie électrique du réseau de bord RB du véhicule V.