FR2767761A1 - ELECTRIC CIRCUIT ARRANGEMENT FOR THE ON-BOARD POWER SUPPLY NETWORK OF A MOTOR VEHICLE - Google Patents
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Abstract
Cet agencement est associé à une zone partielle d'un réseau de bord dont les utilisateurs sont raccordés à un système multiplex de puissance et aussi bien sensibles à une chute de tension (11, 16) que tolérants vis-à-vis d'une chute de tension (17). Des appareils décentralisés de commande 26 commandent les utilisateurs branchés en aval qui peuvent être raccordés à une ligne commune 32 d'alimentation au moyen d'interrupteurs de puissance.La section électrique de la ligne d'alimentation est adaptée à la chute de tension maximale admissible pour le fonctionnement simultané des utilisateurs sensibles et il est prévu, associé à l'appareil décentralisé de commande, un dispositif au moyen duquel le courant sur la ligne d'alimentation est adaptable à la chute de tension maximale admissible par commande variable des utilisateurs tolérants.This arrangement is associated with a partial area of an on-board network whose users are connected to a multiplex power system and are both sensitive to a voltage drop (11, 16) and tolerant of a drop. tension (17). Decentralized control devices 26 control the users connected downstream which can be connected to a common supply line 32 by means of power switches The electrical section of the supply line is adapted to the maximum allowable voltage drop for the simultaneous operation of sensitive users and there is provided, associated with the decentralized control apparatus, a device by means of which the current on the supply line is adaptable to the maximum voltage drop admissible by variable control of the tolerant users.
Description
L'invention concerne le domaine des réseaux d'alimentation de bord pourThe invention relates to the field of on-board power supply networks for
véhicule automobile et, dans la réalisation de l'association, relevant de la technique des circuits, entre utilisateurs, appareils de commande et lignes d'alimentation en énergie, elle doit s'appliquer à une zone partielle d'un réseau d'alimentation de bord équipé d'un système multiplex de puissance. La multiplication des composants électriques et électroniques dans un véhicule automobile et la multiplication des liaisons formées de conducteurs qui en résulte ne peuvent se maîtriser de façon rationnelle qu'en utilisant un système multiplex qui comprend, entre autres, un bus de données et un bus de puissance, les différents composants électriques et électroniques étant commandés au moyen du bus de données commun et alimentés en courant au moyen du bus de puissance commun. Un tel système multiplex de puissance est constitué d'un assez grand nombre d'appareils de commande décentralisés, qu'il est convenu d'appeler modules multiplex de puissance ("powermultiplex"), de conducteurs de liaison comportant deux câbles de courant et deux câbles de données, d'un accumulateur d'énergie et des composants électriques et électroniques, c'est-à-dire les utilisateurs. Ces composants électriques et électroniques sont rassemblés par groupes, par exemple "éclairage dans la partie avant", "éclairage dans la partie arrière", "composants de la porte du conducteur", "composants de la porte du passager", etc.. Des signaux de commande, délivrés sur le bus de données, commandent les utilisateurs de puissance et déclenchent des fonctions déterminées, telles que mise en marche et arrêt de moteurs ou mise en circuit ou hors circuit de lampes ou d'éléments de chauffage (revue "METALL", 1993, fascicule 1, pages 41 à 45). Eventuellement, un appareil central de commande peut être associé aux appareils décentralisés de commande en présentant un rang motor vehicle and, in carrying out the association, relating to the circuit technique, between users, control devices and power supply lines, it must apply to a partial area of a power supply network of on board fitted with a power multiplex system. The multiplication of electrical and electronic components in a motor vehicle and the resulting multiplication of connections formed by conductors can only be rationally controlled by using a multiplex system which comprises, inter alia, a data bus and a data bus. power, the various electrical and electronic components being controlled by means of the common data bus and supplied with current by means of the common power bus. Such a power multiplex system consists of a fairly large number of decentralized control devices, which it is agreed to call power multiplex modules ("powermultiplex"), of connection conductors comprising two current cables and two data cables, an energy accumulator and electrical and electronic components, i.e. users. These electrical and electronic components are grouped together, for example "lighting in the front part", "lighting in the rear part", "components of the driver's door", "components of the passenger's door", etc. control signals, delivered on the data bus, control the power users and trigger specific functions, such as starting and stopping of motors or switching on or off of lamps or heating elements ("METALL" review ", 1993, booklet 1, pages 41 to 45). Optionally, a central control device can be associated with decentralized control devices by having a row
hiérarchique supérieur vis-à-vis de ceux-ci. hierarchical superior vis-à-vis these.
L'utilisation d'un système multiplex de puissance entraîne une réduction de la complexité du câblage et du poids qui y est lié. C'est ainsi par exemple que, dans le cas d'une répartition appropriée des composants électriques et électroniques sur les différents appareils décentralisés de commande modules, le bus de puissance peut être conçu avec une section de conducteur uniforme de 2,5 mm qui, en tenant compte de l'intensité de courant maximale admissible, assure à chaque module un courant permanent de 16 A (à 12 V) (VDI Berichte n The use of a power multiplex system results in a reduction in the complexity of the cabling and the weight associated with it. For example, in the case of an appropriate distribution of electrical and electronic components on the various decentralized module control devices, the power bus can be designed with a uniform conductor section of 2.5 mm which, taking into account the maximum admissible current intensity, provides each module with a permanent current of 16 A (at 12 V) (VDI Berichte n
1009, 1992, pages 121 à 136).1009, 1992, pages 121 to 136).
Lors du dimensionnement de la section de conducteur des différentes lignes de liaison, il convient, entre autres, de tenir aussi compte du fait que, pour des utilisateurs déterminés, tels que notamment les lampes, la chute de tension se présentant entre la source d'énergie/batterie et les utilisateurs ne doit pas, en raison de l'intensité lumineuse à obtenir, tomber au-dessous d'une valeur fixée par des prescriptions concernant cette question. C'est pourquoi, pour ces utilisateurs sensibles à une chute de tension, la section de conducteur de la ligne d'alimentation en énergie menant à l'appareil de commande décentralisée doit être surdimensionnée en ce qui concerne le courant admissible maximal. Il est donc courant de commander des utilisateurs sensibles à la tension, tels que notamment des lampes, et des utilisateurs tolérants vis-à-vis de la tension, tels que par exemple des moteurs et des éléments de chauffage, au moyen de lignes d'alimentation ou appareils décentralisés de commande modules multiplex de puissance qui sont différents. En ce qui concerne la commande de moteurs, il est connu de commander la vitesse de rotation du moteur au moyen d'une commande par impulsions de la tension continue appliquée, un taux d'impulsions de 0 à 100% pouvant être couvert à l'aide de ce qu'il est convenu d'appeler des éléments générateurs d'impulsions à modulation d'impulsion en largeur (revue "Design + Elektronik", fascicule 24 du When dimensioning the conductor cross-section of the various connection lines, it is necessary, among other things, to also take into account that, for determined users, such as in particular lamps, the voltage drop occurring between the source of energy / battery and the users must not, due to the light intensity to be obtained, fall below a value fixed by prescriptions concerning this question. This is why, for these users sensitive to a voltage drop, the conductor section of the power supply line leading to the decentralized control device must be oversized with regard to the maximum admissible current. It is therefore common to order users sensitive to voltage, such as in particular lamps, and users tolerant to voltage, such as for example motors and heating elements, by means of power supply or decentralized devices for controlling multiplex power modules which are different. With regard to the control of motors, it is known to control the speed of rotation of the motor by means of a pulse control of the DC voltage applied, a pulse rate of 0 to 100% being able to be covered by the using what are known as pulse-width modulating pulse generator elements (review "Design + Elektronik", booklet 24 of
26.11.1996, pages 22 à 24).11/26/1996, pages 22 to 24).
Ainsi en partant d'un agencement de circuit, pour une zone partielle d'un réseau d'alimentation de bord pour véhicule automobile, dont les utilisateurs sont raccordés à un système multiplex de puissance, tandis que, dans la zone partielle, sont utilisés aussi bien des utilisateurs sensibles à une chute de tension que des utilisateurs tolérants vis-à- vis d'une chute de tension et que, pour commander les utilisateurs, plusieurs appareils décentralisés de commande sont prévus et les utilisateurs branchés en aval d'un appareil décentralisé de commande peuvent être raccordés à une ligne commune d'alimentation en énergie au moyen d'interrupteurs de puissance, l'invention a pour but de rendre optimale la section de conducteur de la ligne d'alimentation en énergie qui est nécessaire dans la zone partielle du réseau d'alimentation de bord du Thus starting from a circuit arrangement, for a partial area of an on-board power supply network for a motor vehicle, the users of which are connected to a power multiplex system, while, in the partial area, are also used many users who are sensitive to a voltage drop as well as users who are tolerant of a voltage drop and that, to control the users, several decentralized control devices are provided and the users connected downstream of a decentralized device control can be connected to a common power supply line by means of power switches, the invention aims to optimize the conductor section of the power supply line which is necessary in the partial area of the on-board power supply network
véhicule automobile.motor vehicle.
Conformément à l'invention, ce but est atteint, dans un agencement de circuit électrique du type défini ci-dessus par le fait qu'aussi bien des utilisateurs sensibles à une chute de tension que des utilisateurs tolérants vis-à-vis d'une chute de tension sont branchés en aval d'un appareil décentralisé de commande, qu'en outre, la section électrique de la ligne d'alimentation en énergie commune est adaptée à la chute de tension maximale admissible pour le fonctionnement simultané des utilisateurs sensibles à une chute de tension et qu'il est prévu, associé à l'appareil décentralisé de commande, un dispositif au moyen duquel le courant sur la ligne d'alimentation en énergie commune est adaptable à la chute de tension maximale admissible au moyen d'une surveillance de la chute de tension sur la ligne et In accordance with the invention, this object is achieved, in an electrical circuit arrangement of the type defined above, by the fact that both users sensitive to a voltage drop and users tolerant of a voltage drop are connected downstream of a decentralized control device, that in addition, the electrical section of the common power supply line is adapted to the maximum admissible voltage drop for the simultaneous operation of users sensitive to a voltage drop and a device is provided, associated with the decentralized control device, by means of which the current on the common power supply line is adaptable to the maximum admissible voltage drop by means of monitoring of the voltage drop on the line and
d'une commande variable des utilisateurs tolérants vis- variable orders from tolerant users
à-vis d'une chute de tension.against a voltage drop.
La réalisation de l'agencement de circuit qui est prévue conformément à l'invention est basée sur le fait qu'en général, dans la zone partielle considérée d'un réseau d'alimentation de bord, seule une partie des utilisateurs sensibles à la tension sont simultanément en service et que, dans cette situation, une partie de la puissance prévue pour les utilisateurs sensibles à la tension peut être appliquée aux utilisateurs tolérants vis-à-vis de la tension. Un exemple typique à cet égard est constitué par la partie arrière d'un véhicule de tourisme comportant les feux arrière, le feu d'immatriculation, les feux de freinage, les feux clignotants, le phare de recul et le feu antibrouillard, d'une part, et l'élément de chauffage de lunette arrière et le moteur d'essuie-glace, d'autre part. Le fait d'appliquer l'invention permet ainsi, dans une zone partielle d'un réseau d'alimentation de bord pour véhicule automobile, d'utiliser, à la place de deux lignes d'alimentation en énergie présentant par exemple chacune une section de conducteur de 2,5 mm2 ou à la place d'une ligne d'alimentation en énergie présentant une section de conducteur de 4 mm2, une ligne unique d'alimentation en énergie présentant une section de conducteur de 2,5 mm2, ce qui entraîne des gains en matière et en poids, ainsi qu'en encombrement, et une The realization of the circuit arrangement which is provided in accordance with the invention is based on the fact that in general, in the partial zone considered of an on-board power supply network, only a part of the users sensitive to the voltage are simultaneously in service and that, in this situation, a part of the power provided for voltage-sensitive users can be applied to voltage-tolerant users. A typical example in this respect is constituted by the rear part of a passenger vehicle comprising the rear lights, the registration light, the brake lights, the flashing lights, the reversing light and the fog light, of a part, and the rear window heating element and the wiper motor, on the other hand. The fact of applying the invention thus makes it possible, in a partial area of an on-board power supply network for a motor vehicle, to use, in place of two power supply lines each having for example a cross-section of 2.5 mm2 conductor or in place of a power supply line having a conductor section of 4 mm2, a single power supply line having a conductor section of 2.5 mm2, resulting in gains in material and weight, as well as in size, and a
gestion plus aisée des faisceaux de câbles. easier management of cable harnesses.
Le dispositif, prévu conformément à l'invention, qui permet une commande variable des utilisateurs tolérants vis-à-vis d'une chute de tension peut - dans la mesure o il en existe un - être monté dans un appareil central de commande du système multiplex de puissance ou dans l'appareil décentralisé de commande (module multiplex de puissance) associé à la zone The device, provided in accordance with the invention, which allows variable control of users tolerant of a voltage drop can - as long as there is one - be mounted in a central system control device power multiplex or in the decentralized control device (power multiplex module) associated with the zone
partielle considérée. Ce dispositif électronique - partial considered. This electronic device -
programmé d'une manière appropriée - surveille la consommation de puissance momentanément nécessaire dans la zone partielle, calcule la chute de tension qui y est liée et compare celle-ci à la chute de tension maximale admissible. En fonction du résultat de cette comparaison, un ou plusieurs utilisateurs tolérants vis- à-vis d'une chute de tension sont temporairement "décrochés" ou commandés avec une puissance nécessaire réduite ou éventuellement totale. A cet effet, on peut de préférence utiliser ce qu'il est convenu d'appeler des éléments générateurs d'impulsions à modulation d'impulsion en largeur, lesquels permettent un cadencement approprié du courant appliqué à appropriately programmed - monitors the power consumption momentarily necessary in the partial area, calculates the associated voltage drop and compares it to the maximum allowable voltage drop. Depending on the result of this comparison, one or more users tolerant of a voltage drop are temporarily "off the hook" or ordered with a reduced or possibly total power requirement. For this purpose, it is preferably possible to use what are commonly known as pulse width modulation pulse generator elements, which allow appropriate timing of the current applied to
l'utilisateur tolérant vis-à-vis d'une chute de tension. the user tolerant of a voltage drop.
Ainsi, l'agencement de circuit conforme à l'invention peut aussi présenter l'une ou l'autre des particularités suivantes: - pour la commande variable des utilisateurs tolérants vis-à-vis d'une chute de tension, il est prévu un élément générateur d'impulsions à modulation d'impulsion en largeur, les feux de la zone arrière d'un véhicule automobile de tourisme constituent les utilisateurs sensibles à une chute de tension et l'élément de chauffage de lunette arrière constitue l'utilisateur Thus, the circuit arrangement in accordance with the invention may also have one or the other of the following particularities: - for variable control of users tolerant of a voltage drop, there is provided a pulse width modulating pulse generator element, the rear area lights of a passenger motor vehicle constitute the users sensitive to a voltage drop and the rear window heating element constitutes the user
tolérant vis-à-vis d'une chute de tension. tolerant of a voltage drop.
Un exemple de réalisation d'un agencement de circuit mettant en oeuvre l'invention est représenté aux figures 1 à 3. On voit: à la figure 1, en représentation schématique, l'agencement d'un système multiplex de puissance dans un véhicule de tourisme, à la figure 2, un appareil décentralisé de commande raccordé à un bus combiné de puissance et de données et comportant des utilisateurs disposés en aval et, à la figure 3, un ordinogramme du déroulement de prise de décision concernant la commande d'utilisateurs An exemplary embodiment of a circuit arrangement implementing the invention is shown in Figures 1 to 3. We see: in Figure 1, in schematic representation, the arrangement of a power multiplex system in a vehicle tourism, in FIG. 2, a decentralized control device connected to a combined power and data bus and comprising users arranged downstream and, in FIG. 3, a flowchart of the decision-making process concerning the control of users
tolérants vis-à-vis d'une chute de tension. tolerant of a voltage drop.
Comme le montre la figure 1, un système multiplex de puissance est associé à un véhicule automobile de tourisme 1, ce système multiplex de puissance étant constitué d'un appareil central de commande 2, du bus de données et de puissance 3 et des appareils décentralisés As shown in Figure 1, a power multiplex system is associated with a passenger motor vehicle 1, this power multiplex system consisting of a central control device 2, the data and power bus 3 and decentralized devices
de commande 21 à 27 raccordés au bus de données- 21 to 27 connected to the data bus -
puissance.power.
Comme le montre la figure 2, plusieurs utilisateurs, pour lesquels il s'agit du feu d'immatriculation 11, du feu de recul 12, du feu de frein 13, du phare de recul 14, du feu clignotant 15, d'un troisième feu de frein 16 et de l'élément de chauffage de lunette arrière 17, sont connectés en aval de l'appareil décentralisé de commande, qui est ce qu'il est convenu d'appeler un module multiplex de puissance 26, lequel est raccordé à la ligne de données bifilaire As shown in FIG. 2, several users, for whom it is the registration light 11, the reversing light 12, the brake light 13, the reversing light 14, the flashing light 15, a third brake light 16 and the rear window heating element 17 are connected downstream of the decentralized control unit, which is what is commonly called a power multiplex module 26, which is connected to the two-wire data line
31 et à la ligne d'alimentation en énergie bifilaire 32. 31 and to the two-wire power supply line 32.
En ce qui concerne les utilisateurs 11 à 16, il s'agit de ce qu'il est convenu d'appeler des utilisateurs sensibles à la tension. Pour ces utilisateurs, la section électrique de la ligne d'alimentation en énergie 32 doit être dimensionnée de façon telle que, dans le cas du fonctionnement simultané de tous les feux, la chute de tension maximale admissible sur cette ligne 32 n'est pas franchie. En ce qui concerne l'élément de chauffage de lunette arrière 17, il s'agit d'un utilisateur tolérant vis-à-vis d'une chute de tension qui donc - pour une chute de tension maximale préfixée sur la ligne d'alimentation en énergie 32, peut être With regard to users 11 to 16, this is what is known as voltage-sensitive users. For these users, the electrical section of the power supply line 32 must be dimensioned in such a way that, in the case of the simultaneous operation of all the lights, the maximum admissible voltage drop on this line 32 is not crossed . Regarding the rear window heating element 17, this is a user tolerant of a voltage drop which therefore - for a maximum voltage drop prefixed on the supply line in energy 32, can be
commandé avec des intensités de courant différentes. ordered with different current intensities.
Un bloc fonctionnel 33 servant de contrôleur programmé est associé soit à l'appareil décentralisé de commande 26, soit à l'appareil central de commande 2 et ce bloc-contrôleur reçoit dans une mémoire S, comme le montre la figure 3, les ordres (marche, arrêt) donnés aux utilisateurs 11 à 17 et présents sur le bus de données et de puissance 3, calcule la somme de la puissance requise et contrôle alors dans un comparateur V, en ce qui concerne les chutes de tension admissibles et les intensités de courant admissibles sur le bus de puissance 32, la puissance qui est dans l'ensemble exigée. Si le résultat du contrôle est positif, le ou les utilisateurs tolérants vis-à-vis d'une chute de tension sont commandés au moyen d'un commutateur E. Si le résultat est négatif, la puissance exigée est réduite à la valeur dans l'ensemble tolérable, au moyen d'un réducteur D réalisé sous forme d'un élément générateur d'impulsions à modulation d'impulsion en largeur, par commande par impulsions ou mise hors circuit complète d'un ou plusieurs utilisateurs tolérants vis-à-vis d'une A functional block 33 serving as a programmed controller is associated either with the decentralized control device 26 or with the central control device 2 and this controller block receives in a memory S, as shown in FIG. 3, the orders ( on, off) given to users 11 to 17 and present on the data and power bus 3, calculates the sum of the required power and then checks in a comparator V, as regards the admissible voltage drops and the intensities of admissible current on power bus 32, the power which is generally required. If the test result is positive, the user or users tolerant of a voltage drop are controlled by means of a switch E. If the result is negative, the required power is reduced to the value in l tolerable assembly, by means of a reducer D produced in the form of a pulse generator element with pulse width modulation, by pulse control or complete shutdown of one or more users tolerant towards live a
chute de tension.pressure drop.
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19739410C1 (en) | 1998-12-17 |
| GB9818615D0 (en) | 1998-10-21 |
| GB2329082A (en) | 1999-03-10 |
| FR2767761B1 (en) | 2000-09-08 |
| GB2329082B (en) | 2001-08-29 |
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