FR3097184A1 - Véhicule à organes assurant une redondance pour une fonction du véhicule - Google Patents
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Abstract
Le véhicule comporte un premier organe (101) et un deuxième organe (102), les premier et deuxième organes (101, 102) étant configurés pour assurer une redondance pour la mise en œuvre d’au moins une fonction du véhicule. Le véhicule comporte un dispositif (103) d’alimentation des premier et deuxième organes (101, 102), le dispositif (103) d’alimentation comportant : une première source (104) d’énergie ; une deuxième source (105) d’énergie ; une première branche (106) d’alimentation connectée à la première source (104) d’énergie et reliée au premier organe (101) ; une deuxième branche (107) d’alimentation connectée à la deuxième source (105) d’énergie et reliée au deuxième organe (102) ; un dispositif (108) de disjonction relié à la première branche (106) d’alimentation et à la deuxième branche (107) d’alimentation. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 3
Description
Domaine technique de l’invention
Le domaine technique de l’invention concerne l’alimentation électrique d’organes d’un véhicule, ces organes permettant une redondance pour augmenter la disponibilité pour la mise en œuvre d’une fonction du véhicule.
Etat de la technique
Dans le domaine des véhicules, par exemple des véhicules automobiles, il est connu d’assurer une ou plusieurs fonctions de manière redondante pour améliorer la sécurité du véhicule. La redondance peut être assurée par deux organes distincts permettant d’assurer la fonction dite « fonction redondée » du véhicule. Par exemple, il est connu d’assurer une redondance dans le cadre de la fonction de freinage du véhicule et/ou de la fonction d’immobilisation du véhicule.
Pour assurer l’alimentation électrique d’organes permettant de mettre en œuvre de manière redondante une fonction de freinage du véhicule ou une fonction d’immobilisation du véhicule, il est connu d’utiliser des réserves d’énergie, par exemple de type capacité. Ces réserves d’énergie sont dédiées à chaque organe et viennent en complément d’une source d’énergie principale pour pallier à un éventuel problème de fonctionnement de la source d’énergie principale. Ceci implique des contraintes d’implantation de ces réserves d’énergie au niveau thermique et au niveau du volume occupé par ces réserves d’énergie. En effet, chaque réserve d’énergie présente un encombrement pouvant poser des problèmes d’intégration pour positionner cette réserve d’énergie à proximité de l’organe qu’elle est censée alimenter. Concernant les contraintes d’implantation thermique, elles sont dues au fait que les réserves d’énergie ne peuvent pas être facilement implantées dans des zones à haute température, par exemple strictement supérieure à la température ambiante plus 70 degrés, comme sous le capot du véhicule. En effet, l’implantation des réserves d’énergie dans de telles zones à haute température serait néfaste à leur durabilité ou nécessiterait l’ajout de coûteux systèmes de refroidissement des réserves d’énergie. Alternativement, ces réserves d’énergie peuvent être implantées dans l’habitacle du véhicule d’où il résulte l’inconvénient d’une perte de volume dans cet habitacle. Par ailleurs, l’utilisation de plusieurs réserves d’énergie dédiées pour alimenter les organes pose un problème de la gestion de l’énergie, car cela ajoute de la complexité au véhicule pour gérer la charge et la décharge de ces réserves d’énergie.
Pour pallier à la problématique de la présence de ces réserves d’énergie, il est connu, comme illustré en figure 1, de relier électriquement des première et deuxième sources 104, 105 d’énergie, formées respectivement par un générateur électrique et une batterie. La batterie forme alors une réserve d’énergie du véhicule partagée par différents organes de ce véhicule. Ce générateur électrique et cette batterie sont aussi reliés électriquement :
- à des premier et deuxième organes 101, 102 par exemple destinés à assurer de manière redondante une même fonction de freinage, et,
- à des troisième et quatrième organes 109, 110 par exemple destinés à assurer de manière redondante une même fonction d’immobilisation du véhicule.
Ceci permet, lorsque le générateur électrique est en fonctionnement, d’alimenter électriquement les premier à quatrième organes 101, 102, 109, 110 et de recharger la batterie. Lorsque le générateur électrique est à l’arrêt, la batterie permet d’assurer l’alimentation électrique des premier à quatrième organes 101, 102, 109, 110. Cependant, bien que cet exemple permette d’assurer la fonction de freinage du véhicule lorsque l’un des premier et deuxième organes 101, 102 est défaillant ou d’assurer la fonction d’immobilisation du véhicule lorsqu’un des troisième et quatrième organes 109, 110 est défaillant, elle ne permet pas d’assurer ces fonctions en cas de dysfonctionnement, entre ces premier à quatrièmes organes 101, 102, 109, 110, de l’architecture électrique permettant d’alimenter ces premier à quatrième organes 101, 102, 109, 110. Typiquement, un dysfonctionnement de l’architecture électrique peut être un court-circuit sur l’alimentation électrique de ces premier à quatrième organes 101, 102, 109, 110.
- à des premier et deuxième organes 101, 102 par exemple destinés à assurer de manière redondante une même fonction de freinage, et,
- à des troisième et quatrième organes 109, 110 par exemple destinés à assurer de manière redondante une même fonction d’immobilisation du véhicule.
Ceci permet, lorsque le générateur électrique est en fonctionnement, d’alimenter électriquement les premier à quatrième organes 101, 102, 109, 110 et de recharger la batterie. Lorsque le générateur électrique est à l’arrêt, la batterie permet d’assurer l’alimentation électrique des premier à quatrième organes 101, 102, 109, 110. Cependant, bien que cet exemple permette d’assurer la fonction de freinage du véhicule lorsque l’un des premier et deuxième organes 101, 102 est défaillant ou d’assurer la fonction d’immobilisation du véhicule lorsqu’un des troisième et quatrième organes 109, 110 est défaillant, elle ne permet pas d’assurer ces fonctions en cas de dysfonctionnement, entre ces premier à quatrièmes organes 101, 102, 109, 110, de l’architecture électrique permettant d’alimenter ces premier à quatrième organes 101, 102, 109, 110. Typiquement, un dysfonctionnement de l’architecture électrique peut être un court-circuit sur l’alimentation électrique de ces premier à quatrième organes 101, 102, 109, 110.
Objet de l’invention
L’invention a pour but d’améliorer la disponibilité d’une fonction d’un véhicule dont la redondance et assurée par deux organes du véhicule en cas de problème d’alimentation électrique de ces organes, cette amélioration permettant de faire face à un dysfonctionnement électrique, par exemple de type court-circuit dans l’alimentation électrique de ces organes.
A cet effet, l’invention est relative à un véhicule comportant : un premier organe et un deuxième organe configurés pour assurer une redondance pour la mise en œuvre d’au moins une fonction du véhicule ; un dispositif d’alimentation des premier et deuxième organes, le dispositif d’alimentation comportant une première source d’énergie et une deuxième source d’énergie. Ce véhicule est caractérisé en ce que le dispositif d’alimentation comporte : une première branche d’alimentation connectée à la première source d’énergie et reliée au premier organe ; une deuxième branche d’alimentation connectée à la deuxième source d’énergie et reliée au deuxième organe ; un dispositif de disjonction relié à la première branche d’alimentation et à la deuxième branche d’alimentation.
Ceci permet de résoudre la problématique d’amélioration de l’alimentation électrique des premier et deuxième organes en proposant une redondance des sources d’énergie et en permettant sélectivement : de coupler/connecter les première et deuxième branches d’alimentation pour assurer la disponibilité de la fonction du véhicule même en cas de défaillance de l’un des premier et deuxième organes ; et de séparer électriquement les première et deuxième branches d’alimentation pour assurer la disponibilité de la fonction du véhicule même en cas d’occurrence d’un défaut dans le dispositif d’alimentation, par exemple sur l’une des première et deuxième branches d’alimentation.
Le véhicule peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- le dispositif de disjonction comporte un état fermé et un état ouvert, et le dispositif de disjonction est configuré pour passer de l’état fermé à l’état ouvert en cas de détection d’un défaut dans le dispositif d’alimentation ;
- le défaut est un court-circuit situé sur la première branche d’alimentation ou situé sur la deuxième branche d’alimentation ;
- la première source d’énergie est un générateur électrique et la deuxième source d’énergie est configurée pour stocker de l’énergie ;
- le véhicule comporte un mode de fonctionnement dans lequel la première branche d’alimentation est défaillante et le dispositif de disjonction est dans l’état ouvert de sorte à rendre disponible la mise en œuvre de la fonction du véhicule par le deuxième organe alimenté électriquement par la deuxième source d’énergie via la deuxième branche d’alimentation ;
- le véhicule comporte un mode de fonctionnement dans lequel la deuxième branche d’alimentation est défaillante et le dispositif de disjonction est dans l’état ouvert de sorte à rendre disponible la mise en œuvre de la fonction du véhicule par le premier organe alimenté électriquement par la première source d’énergie via la première branche d’alimentation ;
- les premier et deuxième organes sont des organes de freinage du véhicule ou des organes d’immobilisation du véhicule.
- le dispositif de disjonction comporte un état fermé et un état ouvert, et le dispositif de disjonction est configuré pour passer de l’état fermé à l’état ouvert en cas de détection d’un défaut dans le dispositif d’alimentation ;
- le défaut est un court-circuit situé sur la première branche d’alimentation ou situé sur la deuxième branche d’alimentation ;
- la première source d’énergie est un générateur électrique et la deuxième source d’énergie est configurée pour stocker de l’énergie ;
- le véhicule comporte un mode de fonctionnement dans lequel la première branche d’alimentation est défaillante et le dispositif de disjonction est dans l’état ouvert de sorte à rendre disponible la mise en œuvre de la fonction du véhicule par le deuxième organe alimenté électriquement par la deuxième source d’énergie via la deuxième branche d’alimentation ;
- le véhicule comporte un mode de fonctionnement dans lequel la deuxième branche d’alimentation est défaillante et le dispositif de disjonction est dans l’état ouvert de sorte à rendre disponible la mise en œuvre de la fonction du véhicule par le premier organe alimenté électriquement par la première source d’énergie via la première branche d’alimentation ;
- les premier et deuxième organes sont des organes de freinage du véhicule ou des organes d’immobilisation du véhicule.
L’invention est aussi relative à un dispositif d’alimentation pour alimenter des premier et deuxième organes d’un véhicule, les premier et deuxième organes étant configurés pour assurer une redondance pour la mise en œuvre d’au moins une fonction du véhicule, le dispositif d’alimentation comportant une première source d’énergie et une deuxième source d’énergie. Ce dispositif d’alimentation est caractérisé en ce qu’il comporte :
- une première branche d’alimentation connectée à la première source d’énergie et destinée à être reliée au premier organe,
- une deuxième branche d’alimentation connectée à la deuxième source d’énergie et destinée à être reliée au deuxième organe,
- un dispositif de disjonction relié à la première branche d’alimentation et à la deuxième branche d’alimentation.
- une première branche d’alimentation connectée à la première source d’énergie et destinée à être reliée au premier organe,
- une deuxième branche d’alimentation connectée à la deuxième source d’énergie et destinée à être reliée au deuxième organe,
- un dispositif de disjonction relié à la première branche d’alimentation et à la deuxième branche d’alimentation.
L’invention est aussi relative à un procédé d’alimentation électrique de premier et deuxième organes d’un véhicule, les premier et deuxième organes étant configurés pour assurer une redondance pour la mise en œuvre d’au moins une fonction du véhicule, le véhicule comportant un dispositif d’alimentation des premier et deuxième organes, le dispositif d’alimentation comportant une première source d’énergie et une deuxième source d’énergie. Ce procédé d’alimentation électrique est caractérisé en ce que le dispositif d’alimentation comporte : une première branche d’alimentation connectée à la première source d’énergie et reliée au premier organe ; une deuxième branche d’alimentation connectée à la deuxième source d’énergie et reliée au deuxième organe ; un dispositif de disjonction relié à la première branche d’alimentation et à la deuxième branche d’alimentation. Le procédé d’alimentation est aussi caractérisé en ce qu’il comporte une étape d’alimentation d’au moins l’un des premier et deuxième organes par l’une des première et deuxième sources d’énergie.
Le procédé d’alimentation peut comporter :
- une étape de détection d’un défaut sur l’une des première et deuxième branches d’alimentation, le défaut détecté étant tel que l’ouverture du dispositif de disjonction est nécessaire pour assurer la disponibilité de la fonction du véhicule,
- une étape d’ouverture du dispositif de disjonction provoquée par la détection du défaut de sorte à séparer électriquement les première et deuxième branches d’alimentation.
- une étape de détection d’un défaut sur l’une des première et deuxième branches d’alimentation, le défaut détecté étant tel que l’ouverture du dispositif de disjonction est nécessaire pour assurer la disponibilité de la fonction du véhicule,
- une étape d’ouverture du dispositif de disjonction provoquée par la détection du défaut de sorte à séparer électriquement les première et deuxième branches d’alimentation.
D’autres avantages et caractéristiques pourront ressortir clairement de la description détaillée qui va suivre.
Description sommaire des dessins
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins annexés et listés ci-dessous.
Dans ces figures, les mêmes références sont utilisées pour désigner les mêmes éléments.
Description détaillée
Dans la présente description par « l’un de A et B », il est entendu « A ou B ».
Selon une réalisation de l’invention, dont un exemple particulier est illustré en figures 2 à 4, le véhicule 100 comporte un premier organe 101 et un deuxième organe 102. Les premier et deuxième organes 101, 102 sont configurés pour assurer une redondance pour la mise en œuvre d’au moins une fonction du véhicule 100. Autrement dit, les premier et deuxièmes organes 101, 102 permettent d’assurer la fonction du véhicule 100 même en cas de défaillance de l’un quelconque des premier et deuxième organes 101, 102.
Les premier et deuxième organes 101, 102 peuvent comporter chacun une fonctionnalité. La fonctionnalité du premier organe 101 peut être différente de la fonctionnalité du deuxième organe 102. Lorsque les premier et deuxième organes 101, 102 sont chacun opérationnel, le premier organe 101 assure à la demande sa fonctionnalité et le deuxième organe 102 assure à la demande sa fonctionnalité. Par contre, lorsque l’un des premier et deuxième organes 101, 102 est défaillant alors qu’il assure en temps normal la fonction du véhicule 100 notamment via sa fonctionnalité, c’est l’autre des premier et deuxième organes 101, 102, alors encore opérationnel, qui assure la fonction du véhicule 100 normalement assurée de manière nominale par ledit un des premier et deuxième organes 101, 102 défaillant. Autrement dit, lorsque le premier organe 101 ou le deuxième organe 102 assurant en temps normal la fonction du véhicule 100 est défaillant, sa fonctionnalité peut être assurée, par exemple de manière dégradée, par le premier organe 101 ou le deuxième organe 102 encore opérationnel pour répondre aux attendus du besoin ayant généré la nécessité de créer un système redondant. Ainsi, la fonction du véhicule 100 peut correspondre à la fonctionnalité de l’un des premier et deuxième organes 101, 102.
Par « dégradé », il est entendu que la fonction concernée du véhicule 100 est assurée avec un niveau suffisant pour sa réalisation.
Selon une réalisation, la fonctionnalité du premier organe 101 est différente de la fonctionnalité du deuxième organe 102, et la fonctionnalité de chacun des premier et deuxième organes 101, 102 correspond à une fonction correspondante du véhicule 100. Dans ce cas, les premier et deuxième organes 101, 102 sont configurés pour assurer une redondance telle que les fonctions correspondantes du véhicule 100 peuvent être assurées par n’importe lequel des premier et deuxième organes 101, 102.
De manière générale, la fonction du véhicule 100 peut être assurée, selon un niveau satisfaisant, soit par le premier organe 101 soit par le deuxième organe 102. Les premier et deuxième organes 101, 102 peuvent donc être activés indépendamment l’un de l’autre pour la mise en œuvre de la fonction du véhicule 100.
Bien entendu, les premier et deuxième organes 101, 102 peuvent comporter plusieurs fonctionnalités.
Le véhicule 100 comporte en outre un dispositif 103 d’alimentation des premier et deuxième organes 101, 102. Le dispositif 103 d’alimentation permet d’alimenter électriquement les premier et deuxième organes 101, 102 pour permettre soit au premier organe 101 soit au deuxième organe 102 d’assurer la fonction du véhicule 100.
La fonction du véhicule 100 peut être assurée par activation d’une commande. La commande peut être activée par le conducteur du véhicule 100 ou par un système d’aide à la conduite.
Selon un exemple, la fonction du véhicule 100 est une fonction de ralentissement ou d’arrêt du véhicule 100 et la commande peut être activée par demande du conducteur qui appuie sur la pédale de frein du véhicule 100 en vue d’assurer cette fonction du véhicule 100.
Selon un autre exemple, la fonction du véhicule 100 peut être un freinage notamment dit « freinage d’urgence » pour tenter d’éviter un choc. Dans ce cas, le premier organe 101 peut être un organe de freinage dont la fonctionnalité est de permettre ce freinage d’urgence. Ainsi, le système d’aide à la conduite peut être configuré pour détecter l’obstacle susceptible de générer un choc avec le véhicule 100. Dès lors, en cas de détection de l’obstacle, le système d’aide à la conduite active une commande de décélération du véhicule d’où il résulte la décélération du véhicule 100 assurée soit de manière nominale par le premier organe 101 soit de manière dégradée par le deuxième organe 102 lorsque le premier organe 101 ne peut être activé à cause d’une défaillance de ce dernier ou d’un problème dans son alimentation électrique comme cela sera détaillé par la suite.
Le dispositif 103 d’alimentation comporte une première source 104 d’énergie et une deuxième source 105 d’énergie. Le dispositif 103 d’alimentation comporte une première branche 106 d’alimentation connectée à la première source 104 d’énergie et reliée au premier organe 101, la première branche 106 d’alimentation relie donc électriquement la première source 104 d’énergie au premier organe 101. Ainsi, la première branche 106 d’alimentation peut fournir de l’énergie, issue de la première source 104 d’énergie, au premier organe 101. Le dispositif 103 d’alimentation comporte une deuxième branche 107 d’alimentation connectée à la deuxième source 105 d’énergie et reliée au deuxième organe 102, la deuxième branche 107 d’alimentation relie donc électriquement la deuxième source 105 d’énergie au deuxième organe 102. Ainsi, la deuxième branche 107 d’alimentation peut fournir de l’énergie, issue de la deuxième source 105 d’énergie, au deuxième organe 102. Le dispositif 103 d’alimentation comporte aussi un dispositif 108 de disjonction relié à la première branche 106 d’alimentation et à la deuxième branche 107 d’alimentation. Notamment, ce dispositif 108 de disjonction est relié électriquement, d’une part, à la première branche 106 d’alimentation et, d’autre part, à la deuxième branche 107 d’alimentation. Les première et deuxième branches 106, 107 d’alimentation sont notamment bien entendu distinctes Le dispositif 108 de disjonction présente l’avantage de pouvoir séparer, c’est-à-dire isoler, la première branche 106 d’alimentation de la deuxième branche 107 d’alimentation en vue de permettre l’alimentation adaptée de l’un des premier et deuxième organes 101, 102 correspondant en cas de défaut 114, notamment électrique, dans le dispositif 103 d’alimentation affectant, par exemple, l’une des première et deuxième branches 106, 107 d’alimentation. Autrement dit, le dispositif 103 d’alimentation permet de pallier à un problème dans l’alimentation électrique du premier organe 101 et du deuxième organe 102 afin d’assurer la disponibilité de la fonction du véhicule 100.
Le dispositif 108 de disjonction est, de préférence, un système configuré pour :
- dans un état fermé, relier électriquement les première et deuxième branches 106, 107 d’alimentation,
- découpler/séparer électriquement les première et deuxième branches 106, 107 d’alimentation l’une de l’autre lorsque l’une d’elles est soumise à un défaut 114 par exemple de type court-circuit à la masse : le dispositif 108 de disjonction passe alors dans un état ouvert.
Ce défaut 114 est notamment tel qu’il génère, aux bornes des premier et deuxième organes 101, 102, une tension résultante durablement strictement inférieure à la tension nécessaire aux premier et deuxième organes 101, 102 pour réaliser leur fonctionnalité et donc au moins la fonction du véhicule 100 ou, le cas échéant, la fonction du véhicule 100 selon un mode dégradé. L’isolation électrique des première et deuxième branches 106, 107 d’alimentation l’une par rapport à l’autre peut être mis en œuvre par le dispositif 108 de disjonction après détection du défaut par analyse d’un ou plusieurs paramètres détectés sur la première branche 106 d’alimentation ou sur la deuxième branche 107 d’alimentation selon des critères de surveillance permettant de prendre la décision de disjoncter le dispositif 108 de disjonction.
- dans un état fermé, relier électriquement les première et deuxième branches 106, 107 d’alimentation,
- découpler/séparer électriquement les première et deuxième branches 106, 107 d’alimentation l’une de l’autre lorsque l’une d’elles est soumise à un défaut 114 par exemple de type court-circuit à la masse : le dispositif 108 de disjonction passe alors dans un état ouvert.
Ce défaut 114 est notamment tel qu’il génère, aux bornes des premier et deuxième organes 101, 102, une tension résultante durablement strictement inférieure à la tension nécessaire aux premier et deuxième organes 101, 102 pour réaliser leur fonctionnalité et donc au moins la fonction du véhicule 100 ou, le cas échéant, la fonction du véhicule 100 selon un mode dégradé. L’isolation électrique des première et deuxième branches 106, 107 d’alimentation l’une par rapport à l’autre peut être mis en œuvre par le dispositif 108 de disjonction après détection du défaut par analyse d’un ou plusieurs paramètres détectés sur la première branche 106 d’alimentation ou sur la deuxième branche 107 d’alimentation selon des critères de surveillance permettant de prendre la décision de disjoncter le dispositif 108 de disjonction.
Bien entendu, on comprend de ce qui a été décrit ci-dessus qu’une branche d’alimentation est une branche d’alimentation électrique. Autrement dit, au sens de la présente description, la première branche 106 d’alimentation peut être vue comme la somme des constituants permettant, lorsque le dispositif 108 de disjonction est à l’état ouvert, une continuité électrique entre la première source 104 d’énergie et le premier organe 101 ; et la deuxième branche 107 d’alimentation peut être vue comme la somme des constituants permettant, lorsque le dispositif 108 de disjonction est à l’état ouvert, une continuité électrique entre la deuxième source 105 d’énergie et le deuxième organe 102. Les constituants peuvent être choisis chacun parmi : un connecteur, un câble, un fil, une piste, un bornier, un bus bar (via des boîtiers de distribution électrique), un boîtier de distribution, un fusible, un relai.
Notamment, une architecture électrique du véhicule 100 comporte le dispositif 103 d’alimentation comportant les première et deuxième branches 106, 107 d’alimentation destinées à être reliées électriquement de manière judicieuse telle que décrite aux premier et deuxième organes 101, 102.
Comme évoqué ci-dessus, le dispositif 108 de disjonction, aussi appelé disjoncteur ou dispositif de séparation des première et deuxième branches 106, 107 d’alimentation, permet soit de connecter (c’est-à-dire relier) électriquement ces première et deuxième branches 106, 107 d’alimentation soit de les déconnecter de sorte à les séparer électriquement pour qu’elles deviennent indépendantes électriquement. Ainsi, au contraire de ce qui est représenté en figure 1 qui montre une solution de l’art antérieur, l’architecture électrique selon l’invention peut comporter les première et deuxième branches 106, 107 d’alimentation de sorte à forme une redondance de l’alimentation électrique, ces première et deuxième branches 106, 107 d’alimentation étant séparées par le dispositif 108 de disjonction et reliées respectivement aux première et deuxième source 104, 105 d’énergie distinctes. Par exemple, le dispositif 108 de disjonction est relié aux première et deuxième branches 106, 107 d’alimentation par des conducteurs électriques 112, 113.
Dès lors, le dispositif 103 d’alimentation peut comporter deux réseaux électriques, par exemple de 12 V, redondés comportant respectivement la première branche 106 d’alimentation et la deuxième branche 107 d’alimentation.
Par exemple, les premier et deuxième organes 101, 102 peuvent permettre de freiner le véhicule 100 notamment selon des situations différentes, dans ce cas les premier et deuxième organes 101, 102 sont des organes de freinage du véhicule 100. Selon cet exemple, le premier organe 101 peut être un correcteur électronique de trajectoire (ESP pour « Electronic Stability Program » en langue anglaise) et le deuxième organe 102 peut être un système permettant d’amplifier une commande du conducteur pour améliorer le freinage, par exemple une commande d’appui sur la pédale de frein. Ici, les premier et deuxième organes 101, 102, bien que liés à une fonction générale de freinage du véhicule 100, comportent chacun une fonctionnalité particulière respectivement de contrôle de la trajectoire par freinage et d’accélération du freinage du véhicule 100. Ces deux fonctionnalités peuvent correspondre à deux fonctions du véhicule 100 qui peuvent être chacune redondante.
Selon un autre exemple, les fonctionnalités assurées par les premier et deuxième organes 101, 102 peuvent participer à une fonction d’immobilisation du véhicule 100, dans ce cas les premier et deuxième organes 101, 102 sont des organes d’immobilisation du véhicule 100, et peuvent respectivement être un frein de parking et un doigt de parking. La fonction du véhicule 100 correspondant à l’immobilisation du véhicule 100 peut alors être assurée par chacun des premier et deuxième organes 101, 102.
De manière plus générale, les premier et deuxième organes 101, 102 peuvent comporter des actionneurs, capteurs, ou systèmes intégrant une intelligence (matérielle ou logicielle) permettant d’alimenter, de mesurer, d’activer le ou les actionneurs nécessaires à la réalisation de la fonction du véhicule 100 redondée.
La redondance permettant la mise en œuvre de la fonction du véhicule 100 présente l’avantage d’améliorer la sécurité du véhicule 100 en palliant à la défaillance de l’un des premier et deuxième organes 101, 102 ou de son alimentation électrique.
De préférence, le dispositif 108 de disjonction comporte l’état fermé et l’état ouvert, et il peut être sélectivement placé dans l’un quelconque de l’état ouvert et de l’état fermé de préférence lorsque le véhicule 100 est roulant et que les première et deuxième sources 104, 105 d’énergie sont aptes à chacune fournir de l’énergie. A l’état fermé, le dispositif 108 de disjonction laisse passer le courant entre les première et deuxième branches 106, 107 d’alimentation. A l’état ouvert, le dispositif 108 de disjonction interrompt le passage de courant entre les première et deuxième branches 106, 107 d’alimentation. Le dispositif 108 de disjonction est configuré pour passer de l’état fermé à l’état ouvert en cas de détection, notamment par le dispositif 108 de disjonction, d’un défaut 114 dans le dispositif 103 d’alimentation. Le défaut 114 est aussi appelé défaut électrique ou défaillance de l’alimentation électrique. Ceci permet de répondre à une problématique technique de disponibilité de la fonction du véhicule 100 en cas de défaillance de l’alimentation électrique des premier et deuxième organes 101, 102. En effet, l’avantage procuré par ce dispositif 108 de disjonction est, en cas de défaillance électrique notamment détectée par ce dispositif 108 de disjonction, de permettre la séparation des première et deuxième branches 106, 107 d’alimentation pour assurer le fonctionnement correct de l’une de ces première et deuxième branches 106, 107 d’alimentation non touchée par cette défaillance électrique. Ainsi, le dispositif 108 de disjonction peut aussi être configuré pour détecter le défaut 114, par exemple en surveillant les première et deuxième branches 106, 107 d’alimentation pour détecter l’occurrence d’un tel défaut 114 sur l’une de ces première et deuxième branches 106, 107 d’alimentation.
Dès lors, la création de deux branches 106, 107 d’alimentation redondées séparées par un dispositif 108 de disjonction, tout en répartissant sur ces deux branches d’alimentation 106, 107 les premier et deuxième organes 101, 102 qui demandent une redondance d’alimentation électrique via les première et deuxième sources 104, 105 d’énergie, permet d’améliorer la sécurité du véhicule 100.
Le défaut 114 détecté peut être tel que l’ouverture du dispositif 108 de disjonction est nécessaire pour assurer la disponibilité de la fonction du véhicule 100 : sans son ouverture, on considère que la fonction du véhicule 100 ne pourrait pas être mise en œuvre de manière nominale ou dégradée.
En effet, le défaut 114 peut être un court-circuit qui, s’il est localisé dans l’une des première et deuxième branches 106, 107 d’alimentation alors que le dispositif 108 de disjonction est à l’état fermé, aurait pour effet d’empêcher l’alimentation électrique correcte des premier et deuxième organes 101, 102 du fait d’une chute de la tension d’alimentation des premier et deuxième organes 101, 102 d’où il résulterait l’impossibilité d’assurer la fonction du véhicule 100 en cas d’activation de celle-ci. On comprend donc l’importance de détecter ce court-circuit pour séparer les première et deuxième branches 106, 107 d’alimentation afin que le véhicule 100 puisse satisfaire les attendus de performance et de sécurité auxquels il est soumis.
Ainsi, le défaut 114 peut être un court-circuit situé sur la première branche 106 d’alimentation ou situé sur la deuxième branche 107 d’alimentation.
Le véhicule 100 peut comporter un mode de fonctionnement dans lequel la première branche 106 d’alimentation est défaillante (par exemple, le défaut 114 est situé sur la première branche 106 d’alimentation). Dès lors, le dispositif 108 de disjonction est, dans ce mode de fonctionnement, dans l’état ouvert de sorte à rendre disponible la mise en œuvre de la fonction du véhicule 100 par le deuxième organe 102 alimenté électriquement par la deuxième source 105 d’énergie via la deuxième branche 107 d’alimentation. Selon ce mode de fonctionnement :
- si la fonction du véhicule 100 est assurée de manière nominale par le premier organe 101, l’ouverture du dispositif 108 de disjonction va permettre d’isoler le défaut 114 et permettre la mise en œuvre à la demande de la fonction du véhicule 100 par le deuxième organe 102 notamment selon un mode dégradé de mise en œuvre de cette fonction du véhicule 100,
- si la fonction du véhicule 100 est assurée de manière nominale par le deuxième organe 102, l’ouverture du dispositif 108 de disjonction va permettre d’isoler le défaut 114 et permettre la mise en œuvre à la demande de la fonction du véhicule 100 de manière nominale par le deuxième organe 102.
- si la fonction du véhicule 100 est assurée de manière nominale par le premier organe 101, l’ouverture du dispositif 108 de disjonction va permettre d’isoler le défaut 114 et permettre la mise en œuvre à la demande de la fonction du véhicule 100 par le deuxième organe 102 notamment selon un mode dégradé de mise en œuvre de cette fonction du véhicule 100,
- si la fonction du véhicule 100 est assurée de manière nominale par le deuxième organe 102, l’ouverture du dispositif 108 de disjonction va permettre d’isoler le défaut 114 et permettre la mise en œuvre à la demande de la fonction du véhicule 100 de manière nominale par le deuxième organe 102.
Le véhicule 100 peut aussi comporter un mode de fonctionnement dans lequel la deuxième branche 107 d’alimentation est défaillante (par exemple, le défaut 114 est situé sur la deuxième branche 107 d’alimentation). Dès lors, le dispositif 108 de disjonction est, dans ce mode de fonctionnement, dans l’état ouvert de sorte à rendre disponible la mise en œuvre de la fonction du véhicule 100 par le premier organe 101 alimenté électriquement par la première source 104 d’énergie via la première branche 106 d’alimentation. Selon ce mode de fonctionnement :
- si la fonction du véhicule 100 est assurée de manière nominale par le premier organe 101, l’ouverture du dispositif 108 de disjonction va permettre d’isoler le défaut 114 et permettre la mise en œuvre à la demande de la fonction du véhicule 100 de manière nominale par le premier organe 101,
- si la fonction du véhicule 100 est assurée de manière nominale par le deuxième organe 102, l’ouverture du dispositif 108 de disjonction va permettre d’isoler le défaut 114 et permettre la mise en œuvre à la demande de la fonction du véhicule 100 par le premier organe 101 notamment selon un mode dégradé de mise en œuvre de cette fonction du véhicule 100.
- si la fonction du véhicule 100 est assurée de manière nominale par le premier organe 101, l’ouverture du dispositif 108 de disjonction va permettre d’isoler le défaut 114 et permettre la mise en œuvre à la demande de la fonction du véhicule 100 de manière nominale par le premier organe 101,
- si la fonction du véhicule 100 est assurée de manière nominale par le deuxième organe 102, l’ouverture du dispositif 108 de disjonction va permettre d’isoler le défaut 114 et permettre la mise en œuvre à la demande de la fonction du véhicule 100 par le premier organe 101 notamment selon un mode dégradé de mise en œuvre de cette fonction du véhicule 100.
On comprend des deux modes de fonctionnement décrits ci-dessus que le véhicule selon l’invention permet de pallier au défaut que ce dernier soit présent sur la première branche 106 d’alimentation ou sur la deuxième branche 107 d’alimentation.
Selon une réalisation particulière, la première source 104 d’énergie peut être un générateur électrique tel que par exemple un alternateur, un convertisseur statique de type DC-DC (pour courant continu vers courant continu), ou un convertisseur dynamique transformant une énergie mécanique en énergie électrique. Selon cette réalisation particulière, la deuxième source 105 d’énergie peut être configurée pour stocker de l’énergie. Ceci présente l’avantage de mettre en œuvre cette réalisation particulière en utilisant des sources d’énergie usuellement présentes dans les véhicules pour ne pas avoir à ajouter au véhicule 100 d’autres sources d’énergie additionnelles qui induiraient une occupation de volume dans le véhicule 100 ainsi qu’une augmentation du coût du véhicule 100. Typiquement, le générateur électrique est apte à fournir de l’énergie lorsque le véhicule 100 est démarré et la deuxième source 105 d’énergie peut fournir de l’électricité lorsque le véhicule 100 est démarré ou est en veille, c’est-à-dire quand le générateur électrique est à l’arrêt. Ainsi, la redondance recherchée pour la mise en œuvre de la fonction du véhicule 100 est notamment assurée lorsque le véhicule 100 est démarré et est en condition de roulage (le générateur et la batterie sont actifs et disponibles). Dès lors, selon cette réalisation particulière, la fonction redondée du véhicule 100 peut être garantie lorsque le véhicule est démarré et roule par exemple à une vitesse strictement supérieure à 5 km/h.
De préférence, de sorte à présenter l’avantage du paragraphe précédent, le véhicule 100 peut être tel que, dans l’état fermé du disjoncteur 108, le générateur électrique est actif, c’est-à-dire que ce générateur électrique fonctionne. Ainsi, le véhicule 100 peut comporter un mode de fonctionnement dans lequel le générateur électrique est actif et permet d’alimenter électriquement les premier et deuxième organes 101, 102. Ici, l’occurrence du défaut 114 sur la première branche 106 d’alimentation permet d’alimenter électriquement le deuxième organe 102 par la deuxième source 105 d’énergie après passage du dispositif 108 de disjonction à son état ouvert. L’occurrence du défaut 114 sur la deuxième branche 107 d’alimentation permet d’alimenter électriquement le premier organe 101 par la première source 104 d’énergie après passage du dispositif 108 de disjonction à son état ouvert. Il en résulte une amélioration de la disponibilité de la fonction associée aux premier et deuxième organes 101, 102 en cas de défaut 114 dans le dispositif 103 d’alimentation alors que le véhicule 100 est roulant.
La deuxième source 105 d’énergie configurée pour stocker de l’énergie peut être une batterie ou une capacité. Dans le cas de la capacité, sa technologie peut être de type Ultra capacité qui a une tension entre 12 V et 16 V et une énergie utile, par exemple, de 10 Wh.
De préférence, lorsque le véhicule 100 roule, le générateur électrique recharge classiquement la deuxième source 105 d’énergie. Ceci permet d’avoir un état de charge optimal de la deuxième source d’énergie pour assurer la fonction du véhicule 100 en cas d’occurrence du défaut 114 sur la première branche 106 d’alimentation.
Ce qui s’applique aux premier et deuxième organes 101, 102 peut s’appliquer à tous les organes, comme par exemple des troisième et quatrième organes 109, 110 tels que décrits ci-après, permettant une redondance pour la mise en œuvre d’une fonction correspondante du véhicule 100.
En figures 3 et 4, le dispositif 103 d’alimentation comporte un boîtier 111 de distribution dans lequel cheminent les première et deuxième branches 106, 107 d’alimentation. Les première et deuxième branches 106, 107 d’alimentation sont reliées entre elles avant qu’elles ne pénètrent dans le boîtier 111 de distribution entre le boîtier 111 de distribution et les première et deuxième sources 104, 105 d’énergie. Ceci permet de réaliser le couplage avant le réseau de distribution d’énergie aux organes du véhicule 100 pour pallier à un défaut dans ce réseau.
Selon un exemple particulier, la distribution électrique assurée par le dispositif 103 d’alimentation est séparée en deux branches formées respectivement par la première branche 106 d’alimentation et la deuxième branche 107 d’alimentation (figures 3 et 4). La première banche 106 d’alimentation est alimentée électriquement par le générateur formant la première source 104 d’énergie. La deuxième branche 107 d’alimentation est alimentée électriquement par la batterie formant la deuxième source 105 d’énergie. Le premier organe 101 est alimenté électriquement via la première branche 106 d’alimentation et le deuxième organe 102 est alimenté électriquement via la deuxième branche 107 d’alimentation. Les premier et deuxième organes 101, 102 sont des organes de freinage du véhicule 100 (figure 2). Sur les figures 2 à 4 on visualise aussi le troisième organe 109 et le quatrième organe 110 configurés pour assurer chacun une fonction d’immobilisation du véhicule 100 (figure 2). Afin de sécuriser l’alimentation électrique pour assurer la ou les fonctions d’immobilisation du véhicule 100, le troisième organe 109 est alimenté électriquement via la première branche 106 d’alimentation et le quatrième organe 110 est alimenté électriquement via la deuxième branche 107 d’alimentation. Selon cet exemple particulier, en mode nominal – c’est-à-dire lorsqu’aucun défaut électrique n’affecte le dispositif 103 d’alimentation – le dispositif 108 de disjonction est à l’état fermé permettant ainsi à la première source 104 d’énergie de charger la batterie et d’alimenter les premier à quatrième organes 101, 102, 109, 110 si le véhicule 100 est dit roulant (c’est-à-dire démarré avec le générateur et la batterie qui fonctionnent et le cas échéant sa chaîne de traction active). Lorsque le véhicule 100 est roulant, le générateur ne charge pas forcément la batterie si cette charge n’est pas nécessaire. Si le véhicule 100 est en veille (c’est-à-dire à l’arrêt du générateur), la batterie permet, en mode nominal, l’alimentation des premier à quatrième organes 101, 102, 109, 110 lorsque le dispositif 108 de disjonction est à l’état fermé. Dès lors, lorsque le véhicule 100 est roulant, en cas d’une défaillance de l’architecture électrique (type court-circuit) sur la première branche 106 d’alimentation ou la deuxième branche 107 d’alimentation, le dispositif 108 de disjonction peut détecter le défaut 114 et séparer les première et deuxième branches 106, 107 d’alimentation. Ainsi, on isole la branche d’alimentation défaillante de sorte à conserver l’autre branche d’alimentation qui reste alors opérationnelle pour fournir l’énergie électrique aux organes que cette autre branche d’alimentation alimente pour assurer la fonction du véhicule 100 lorsqu’il est roulant. Dans le cas illustré en figure 4, la première branche 106 est défaillante et ne peut plus garantir l’alimentation électrique du premier organe 101, du coup la fonction freinage sera assurée par le deuxième organe 102 alimenté par la deuxième branche 107 d’alimentation qui est encore opérationnelle.
Le dispositif 103 d’alimentation tel que décrit présente notamment les avantages suivants : il y a création de deux réseaux, par exemple 12 V, de sorte à proposer une redondance en cas de défaillance électrique au sein de l’un des deux réseaux ; il est possible de mettre en œuvre la présente invention en utilisant des sources d’énergie (le cas échéant le générateur et la batterie) déjà présentes sur les architectures conventionnelles de véhicule ; du fait de la liaison des première et deuxième branches 106, 107 permettant de connecter, via le dispositif 108 de disjonction, les première et deuxième sources 104, 105 d’énergie aux premier et deuxième organes 101, 102, il n’y a pas besoin d’ajouter des réserves d’énergie dédiées au niveau des organes assurant la ou les fonctions du véhicule 100 évitant ainsi des problématiques d’implantation de ces réserves d’énergie d’où il résulterait par exemple une perte de volume dans l’habitacle du véhicule 100, et des problématiques liées à la gestion de la charge et de la décharge de telles réserves d’énergie.
De préférence, le véhicule 100 est un véhicule automobile. La présente invention peut avantageusement s’appliquer au véhicule automobile dans lequel il est classique de retrouver des organes pour assurer la redondance d’une fonction du véhicule automobile.
L’invention est aussi relative au dispositif 103 d’alimentation tel que décrit pour alimenter les premier et deuxième organes 101, 102 du véhicule 100. Dans ce cas, la première branche 106 d’alimentation est destinée à être reliée au premier organe 101 et la deuxième branche 107 d’alimentation est destinée à être reliée au deuxième organe 102. Un tel dispositif 103 d’alimentation présente l’avantage d’être facilement installé dans le véhicule 100 pour sécuriser la fonction du véhicule 100 qui doit être redondée.
L’invention est aussi relative à un procédé d’alimentation électrique des premier et deuxième organes 101, 102 du véhicule 100 de préférence lorsque ce véhicule 100 est roulant. Ce qui s’applique au véhicule 100 peut donc s’appliquer au procédé d’alimentation. Le procédé d’alimentation comporte alors étape d’alimentation d’au moins l’un des premier et deuxième organes 101, 102 par l’une des première et deuxième sources d’énergie, ceci permettant d’assurer la fonction du véhicule 100 par l’un des premier et deuxième organes 101, 102. Si le dispositif 108 de disjonction est à l’état fermé, alors l’étape d’alimentation permet d’alimenter les premier et deuxième organes 101, 102 par l’une des première et deuxième sources 104, 105 d’énergie. Un tel procédé d’alimentation présente l’avantage de proposer : une redondance pour assurer la fonction du véhicule 100 de sorte à pallier à la défaillance de l’un des organes permettant d’assurer de manière nominale cette fonction ; une redondance permettant de pallier à un problème d’une des sources 104, 105 d’énergie ; une redondance des branches 106, 107 d’alimentation reliées entre elles mais avec possibilité de les déconnecter pour pallier à un problème électrique sur l’une des branches 106, 107 d’alimentation.
Ainsi, pour assurer la fonction associée aux premier et deuxième organes 101, 102 même en cas de défaillance électrique sur l’une des première et deuxième branches 106, 107 d’alimentation, le procédé d’alimentation peut comporter, lors de l’occurrence du défaut 114, une étape de détection du défaut 114 sur l’une des première et deuxième branche 106, 107 d’alimentation. Notamment, le défaut 114 détecté est tel que l’ouverture du dispositif 108 de disjonction est nécessaire pour assurer la disponibilité de la fonction du véhicule 100, c’est-à-dire permettre la réalisation de cette fonction du véhicule 100 en cas d’activation de cette dernière. Le procédé d’alimentation peut comporter en outre une étape d’ouverture du dispositif 108 de disjonction provoquée par la détection du défaut 114 de sorte à séparer électriquement les première et deuxième branches 106, 107 d’alimentation. Dès lors l’étape de détection du défaut 114 peut comporter une détection de paramètres issus du dispositif 103 d’alimentation et une comparaison de ces paramètres à des données de référence d’où il résulte la décision de procéder à l’ouverture du dispositif 108 de disjonction, lorsque ce dernier est à l’état fermé, quand la comparaison implique la vérification d’un critère prédéfini.
La présente invention trouve une application industrielle dans le domaine des véhicules, notamment des véhicules automobiles, en proposant une amélioration de l’architecture électrique pour pallier à un défaut 114 de court-circuit. Ceci permet de sécuriser une ou plusieurs fonctions du véhicule 100 comme la fonction de freinage et/ou la fonction d’immobilisation de ce véhicule 100 contre les pannes simples de type court-circuit.
Claims (9)
- Véhicule (100) comportant :
- un premier organe (101) et un deuxième organe (102) configurés pour assurer une redondance pour la mise en œuvre d’au moins une fonction du véhicule (100),
- un dispositif (103) d’alimentation des premier et deuxième organes (101, 102), le dispositif (103) d’alimentation comportant une première source (104) d’énergie et une deuxième source (105) d’énergie,
caractérisé en ce que le dispositif (103) d’alimentation comporte :
- une première branche (106) d’alimentation connectée à la première source (104) d’énergie et reliée au premier organe (101),
- une deuxième branche (107) d’alimentation connectée à la deuxième source (105) d’énergie et reliée au deuxième organe (102),
- un dispositif (108) de disjonction relié à la première branche (106) d’alimentation et à la deuxième branche (107) d’alimentation. - Véhicule (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif (108) de disjonction comporte un état fermé et un état ouvert, et en ce que le dispositif (108) de disjonction est configuré pour passer de l’état fermé à l’état ouvert en cas de détection d’un défaut (114) dans le dispositif (103) d’alimentation.
- Véhicule (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le défaut (114) est un court-circuit situé sur la première branche (106) d’alimentation ou situé sur la deuxième branche (107) d’alimentation.
- Véhicule (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première source (104) d’énergie est un générateur électrique et la deuxième source (105) d’énergie est configurée pour stocker de l’énergie.
- Véhicule (100) selon la revendication 2 et l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que :
- il comporte un mode de fonctionnement dans lequel la première branche (106) d’alimentation est défaillante et le dispositif (108) de disjonction est dans l’état ouvert de sorte à rendre disponible la mise en œuvre de la fonction du véhicule (100) par le deuxième organe (102) alimenté électriquement par la deuxième source (105) d’énergie via la deuxième branche (107) d’alimentation, ou
- il comporte un mode de fonctionnement dans lequel la deuxième branche (107) d’alimentation est défaillante et le dispositif (108) de disjonction est dans l’état ouvert de sorte à rendre disponible la mise en œuvre de la fonction du véhicule (100) par le premier organe (101) alimenté électriquement par la première source (104) d’énergie via la première branche (106) d’alimentation. - Véhicule (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les premier et deuxième organes (101, 102) sont des organes de freinage du véhicule (100) ou des organes d’immobilisation du véhicule (100).
- Dispositif (103) d’alimentation pour alimenter des premier et deuxième organes (101, 102) d’un véhicule (100), les premier et deuxième organes (101, 102) étant configurés pour assurer une redondance pour la mise en œuvre d’au moins une fonction du véhicule (100), le dispositif (103) d’alimentation comportant une première source (104) d’énergie et une deuxième source (105) d’énergie,
caractérisé en ce qu’il comporte :
- une première branche (106) d’alimentation connectée à la première source (104) d’énergie et destinée à être reliée au premier organe (101),
- une deuxième branche (107) d’alimentation connectée à la deuxième source (105) d’énergie et destinée à être au deuxième organe (102),
- un dispositif (108) de disjonction relié à la première branche (106) d’alimentation et à la deuxième branche (107) d’alimentation. - Procédé d’alimentation électrique de premier et deuxième organes (101, 102) d’un véhicule (100), les premier et deuxième organes (101, 102) étant configurés pour assurer une redondance pour la mise en œuvre d’au moins une fonction du véhicule (100), le véhicule (100) comportant un dispositif (103) d’alimentation des premier et deuxième organes (101, 102), le dispositif (103) d’alimentation comportant une première source (104) d’énergie et une deuxième source (105) d’énergie,
caractérisé en ce que le dispositif (103) d’alimentation comporte :
- une première branche (106) d’alimentation connectée à la première source (104) d’énergie et reliée au premier organe (101),
- une deuxième branche (107) d’alimentation connectée à la deuxième source (105) d’énergie et reliée au deuxième organe (102),
- un dispositif (108) de disjonction relié à la première branche (106) d’alimentation et à la deuxième branche (107) d’alimentation,
et en ce que le procédé d’alimentation comporte une étape d’alimentation d’au moins l’un des premier et deuxième organes (101, 102) par l’une des première et deuxième sources (104, 105) d’énergie. - Procédé d’alimentation selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comporte :
- une étape de détection d’un défaut (114) sur l’une des première et deuxième branches (106, 107) d’alimentation, le défaut (114) détecté étant tel que l’ouverture du dispositif (108) de disjonction est nécessaire pour assurer la disponibilité de la fonction du véhicule (100),
- une étape d’ouverture du dispositif (108) de disjonction provoquée par la détection du défaut (114) de sorte à séparer électriquement les première et deuxième branches (106, 107) d’alimentation.
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- 2019-06-14 FR FR1906421A patent/FR3097184B1/fr active Active
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