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Véhicule électrique muni d'un réseau de communication
La présente invention concerne un véhicule électrique muni d'un
réseau de communication.
Le domaine de l'invention est le domaine des réseaux de
communication pour les véhicules électriques.
Etat de la techniaue
Les véhicules, et en particulier les véhicules électriques rechargeables
depuis une source d'énergie électrique extérieure, comprennent de
nombreux organes qui doivent communiquer entre eux ou avec des stations
de rechargement externes, en vue d'assurer un bon fonctionnement dudit
véhicule.
De plus, le nombre de capteurs équipant les véhicules actuels ne
cesse d'augmenter. Ces capteurs communiquent avec les organes du
véhicule et/ou avec le conducteur du véhicule pour assurer le bon
fonctionnement et la sécurité du véhicule.
Pour ces raisons, la quantité de données croissantes échangées au
sein du véhicule, mais également entre le véhicule et des dispositifs
externes au véhicule, augmente sans cesse. Pour assurer ces échanges de
données, les véhicules actuels sont munis d'un réseau de communication,
qui devient de plus en plus complexe.
Cependant, les réseaux de communication actuels équipant les
véhicules sont peu modulables, de sorte que leur adaptation aux différentes
applications d'un même véhicule est complexe. De plus, les réseaux de
communication actuels équipant les véhicules sont peu évolutifs. Ainsi,
lorsque l'architecture électrique d'un véhicule évolue dans le temps, il est
parfois nécessaire de modifier en grande partie, voire en totalité,
l'architecture du réseau de communication équipant ledit véhicule. Ces
inconvénients sont amplifiés dans le cadre des véhicules électriques
rechargeables qui nécessitent une plus grande communication entre les
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différents organes du véhicule, due par exemple à la gestion de l'énergie
électrique au sein du véhicule.
Un but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients.
Un autre but de l'invention est de proposer un véhicule électrique
muni d'un réseau de communication plus modulable que les réseaux de
communication des véhicules actuels.
Encore un but de l'invention est de proposer un véhicule électrique
muni d'un réseau de communication plus évolutif que les réseaux de
communication des véhicules actuels.
Exposé de l'invention
L'invention permet d'atteindre au moins l'un de ces buts par un
véhicule électrique muni d'un réseau de communication comprenant :
- au moins un bus de communication, dit principal ; et
- au moins deux sous-réseaux, chaque sous-réseau réalisant une
communication avec au moins deux organes dudit véhicule ;
chaque sous-réseau comprenant un noeud de communication reliant ledit
sous-réseau audit bus principal.
Ainsi, l'invention propose d'utiliser, dans un véhicule électrique, un
réseau de communication organisé en sous-réseau, par rapport à un bus de
communication principal transportant des données vers/depuis ces sous-
réseaux. Cette architecture du réseau de communication permet de modifier
ou de faire évoluer un des sous-réseaux en fonction de l'application
souhaitée dans le véhicule ou en fonction de l'évolution du véhicule sans
avoir à modifier le reste du réseau de communication. Par exemple, un
sous-réseau de communication peut être associé à la communication de
données vers/depuis les organes d'un poste de pilotage. Lorsque le poste de
pilotage est modifié, pour s'adapter à une application spécifique ou suite à
une évolution, seul ce sous-réseau est modifié sans avoir à intervenir sur le
reste du réseau de communication. Ainsi, le réseau de communication du
véhicule selon l'invention est plus modulable et plus évolutif que les réseaux
de communication des véhicules actuels.
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Selon l'invention, chaque sous-réseau fonctionne de manière
indépendante des autres sous-réseaux.
Avantageusement, au moins un sous-réseau peut comprendre au
moins un bus de communication, dit secondaire, reliant plusieurs organes
dudit véhicule au noeud de communication dudit sous-réseau.
Un tel sous-réseau est modulable et évolutif de sorte que toute
modification, telle qu'un ajout ou une suppression ou encore une évolution,
d'au moins un organe relié audit bus de communication secondaire peut être
réalisée de manière simple, rapide, peu complexe et indépendamment des
autres organes reliés audit bus secondaire.
Avantageusement, au moins un bus de communication, à savoir le
bus principal et/ou au moins un bus secondaire, peut être un bus de
communication multiplexé, préférentiellement de type CAN (pour
Controller Area Network en anglais).
Avantageusement, pour au moins un sous-réseau, le noeud de
communication peut être relié à au moins organe dudit véhicule via une
ligne de communication dédiée audit organe, c'est-à-dire via une connexion
point-à-point.
Une telle connexion point-à-point avec le noeud de communication
peut par exemple être utilisée pour les organes d'une plus grande
importance par rapport aux autres organes.
De plus, dans au moins un sous-réseau, au moins organe dudit
véhicule peut être relié au noeud de communication dudit sous-réseau via un
autre organe dudit véhicule.
Un tel autre organe réalise alors une passerelle de communication
entre ledit organe et le n ud de communication.
Bien entendu, dans au moins un sous-réseau, le noeud de
communication peut être relié :
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- à plusieurs organes du véhicule par l'intermédiaire d'un bus de
communication,
- à au moins un organe du véhicule via une connexion point-à-
point, et/ou
- à au moins un organe du véhicule via un autre organe du
véhicule.
De plus, le bus de communication principal peut être agencé de sorte
qu'au moins un organe dudit véhicule peut être relié directement audit bus
de communication principal, tel qu'un organe de télémétrie et/ou un organe
de conversion de puissance électrique.
Suivant un mode de réalisation, au moins un, en particulier chaque,
noeud de communication peut être réalisé par module/appareil dédié. Cette
architecture permet de rendre le réseau de communication encore plus
modulable et évolutif.
Alternativement ou en plus, au moins un, en particulier chaque, noeud
de communication peut être intégré dans un organe dudit véhicule. Cette
architecture permet de diminuer le nombre d'organes formant le réseau de
communication, et donc son coût et son encombrement.
Suivant un mode de réalisation particulièrement préféré, au moins un,
en particulier chaque, sous-réseau peut réaliser une communication avec
des organes du véhicule dédiés à une fonction prédéterminée, ou formant
un groupe fonctionnel prédéterminé.
Par exemple, le réseau de communication peut comprendre :
- un sous-réseau dédié à la communication avec des modules de
stockage d'énergie électriques rechargeables,
- un sous-réseau dédié à la communication avec des organes
composant une chaîne de traction,
- un sous-réseau dédié à la communication avec des organes
d'interface utilisateurs, et/ou
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- un sous-réseau dédié à la communication avec des organes
auxiliaires fonctionnels dudit véhicule, tels que des ouvrants, un
ou des compresseurs, etc.
Le véhicule selon l'invention peut par exemple être un véhicule
électrique terrestre de transport en commun, du type bus, car ou tram-bus.
Dans la présente demande, un tram-bus désigne un véhicule
électrique de transport en commun terrestre monté sur roues et qui se
recharge à chaque station, afin de ne pas nécessiter des infrastructures
lourdes de type rails, caténaires, sur la voirie. Un tel véhicule électrique
se
recharge à chaque station au moyen d'éléments de charge de la station et
d'un connecteur reliant ledit véhicule à ladite station.
Selon l'invention, le véhicule peut comprendre un ou plusieurs
modules de stockage d'énergie électrique rechargeables. Chaque module
peut comprendre une ou plusieurs batteries. Chacune des batteries peut
avantageusement être ou comprendre au moins une batterie Lithium-métal-
polymère, également appelée batterie LMP , ou une supercapacité.
Description des figures et modes de réalisation
D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à l'examen de la
description détaillée de modes de réalisation nullement limitatifs, et des
dessins annexés sur lesquels :
- la FIGURE 1 est une représentation schématique d'un exemple
non limitatif d'un réseau de communication d'un véhicule selon
l'invention ; et
- les FIGURES 2-5 sont des représentations schématiques de
sous-réseaux faisant partie du réseau de communication de la
FIGURE 1.
Il est bien entendu que les modes de réalisation qui seront décrits
dans la suite ne sont nullement limitatifs. On pourra notamment imaginer
des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de
caractéristiques décrites par la suite, isolées des autres caractéristiques
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décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer
un
avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à de l'état de
la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une
caractéristique de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec
seulement une partie des détails structurels si cette partie est uniquement
suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier
l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure.
Sur les figures les éléments communs à plusieurs figures conservent
la même référence.
_
La FIGURE 1 est une représentation schématique d'un exemple de
réalisation non limitatif d'un réseau de communication d'un véhicule
électrique, selon l'invention.
Le réseau de communication 100, représenté sur la FIGURE 1,
comprend un bus de communication principal 102.
Le réseau de communication 100 comprend également quatre sous-
réseaux, respectivement 104-110, reliés au bus principal 102 par
l'intermédiaire d'un noeud de communication. Chaque sous-réseau 104-110
permet de communiquer avec plusieurs organes du véhicule, suivant une
communication mono- ou bidirectionnelle.
Le réseau de communication comprend en outre des lignes de
communication reliant le bus de communication principal 102 directement à
un ou plusieurs organes du véhicule, tel que :
- un organe de télémétrie 112 relié par exemple à un moyen de
géolocalisation de type GPS ou un moyen de communication sans
fil de type GPRS ;
- un organe de transformation de puissance électrique 114, tel
qu'un convertisseur de tension par exemple 400V24V ;
- un organe 116 optionnel correspondant à une option souhaitée
par l'utilisateur du véhicule, ou nécessitée par une application à
laquelle est dédié le véhicule ;
- etc.
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Nous allons maintenant décrire en référence aux FIGURES 2-5 les
différents sous-réseaux 104-110.
La FIGURE 2 est une représentation schématique d'un exemple d'un
sous-réseau pouvant faire partie d'un réseau de communication selon
l'invention.
En particulier, le sous-réseau représenté sur la FIGURE 2 correspond
au sous-réseau 104 de la FIGURE 1.
Le sous-réseau 104 comprend un noeud de communication 202
permettant à chacun des organes faisant partie du sous-réseau 104 de
communiquer entre-eux et/ou d'accéder au bus de communication principal
102.
Le sous-réseau 104 comporte des organes 2041-2043, qui sont
connectés au noeud de communication 202 grâce à une connexion point-à-
point. L'organe 2041 peut correspondre à un capteur de vitesse, l'organe
2042 peut correspondre au boîtier comodo regroupant les commandes
relatives aux essuies-glaces, aux lumières/phares, etc., et l'organe 2043
peut correspondre aux capteurs de pluie/lumière.
Le sous-réseau 104 peut comprendre un bus de communication
secondaire 2061 se trouvant dans le sous-réseau 104 et reliant des organes
2062 et 2063 au noeud de communication 202. L'organe 2062 peut
correspondre à la direction assistée du véhicule et l'organe 2063 à un boîtier
électronique SAS (pour Steering Angle Sensor ) du véhicule pour
mesurer l'angle du volant du véhicule.
Le sous-réseau 104 comporte une ligne de connexion 2081 reliant un
boîtier 2082 d'organes, qui peuvent être des boutons actionneurs, également
appelés switchs prévus dans le poste conducteur pour actionner les
portes du véhicule, le chauffage, la ventilation, l'éclairage, etc., au noeud
de
communication 202.
Le sous-réseau 104 comporte en outre un organe 210, qui peut par
exemple être une manette FAE (pour Frein à main électrique ), relié au
noeud de communication 202, par l'intermédiaire du boîtier de switchs 2082.
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Autrement dit, le boîtier de switchs 2082 réalise une passerelle entre
l'organe 210 et le noeud de communication 202.
Tel que décrit, le sous-réseau 104 permet de communiquer avec les
organes du véhicule faisant partie d'une interface conducteur du véhicule.
Ainsi, lorsqu'un élément est ajouté à cette interface conducteur, ou un
élément de l'interface conducteur est modifié, seul le sous-réseau de
communication 104 nécessite une intervention de la part d'un opérateur. Un
tel ajout ou une telle modification n'a pas d'impact sur le reste du réseau de
communication 100.
La FIGURE 3 est une représentation schématique d'un autre exemple
d'un sous-réseau pouvant faire partie d'un réseau de communication selon
l'invention.
En particulier, le sous-réseau représenté sur la FIGURE 3 correspond
au sous-réseau 106 de la FIGURE 1.
Le sous-réseau 106 comprend un noeud de communication 302
permettant à chacun des organes faisant partie du sous-réseau 106 de
communiquer entre-eux et/ou d'accéder au bus de communication principal
102.
Le sous-réseau 106 comporte un organe 304 qui est connecté au
n ud de communication 302 grâce à une connexion point-à-point. L'organe
304 peut correspondre à un compresseur d'air du véhicule électrique.
Le sous-réseau 106 peut comprendre un bus de communication
secondaire 3061 se trouvant dans le sous-réseau 106 et reliant des organes
3062-3064 au noeud de communication 302. Chacun des organes 3062-3064
peut correspondre à un ouvrant, et en particulier à une porte, du véhicule
électrique.
Le sous-réseau 106 peut comprendre un deuxième bus de
communication secondaire 3081 se trouvant dans le sous-réseau 106,
indépendant du bus de communication secondaire 3061 et reliant des
organes 3082-3086 au noeud de communication 302. Chacun des organes
3082-3086 peut correspondre à des organes auxiliaires assurant la
ventilation, les lumières, le chauffage, etc., du véhicule.
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Tel que décrit, le sous-réseau 106 permet de communiquer avec les
organes fonctionnels du véhicule, tels que les ouvrants, le compresseur, etc.
Ainsi, lorsqu'un organe fonctionnel est ajouté au véhicule, ou un organe
fonctionnel du véhicule est modifié, seul le sous-réseau de communication
106 nécessite une intervention de la part d'un opérateur. Un tel ajout ou
une telle modification n'a pas d'impact sur le reste du réseau de
communication 100.
La FIGURE 4 est une représentation schématique d'un autre exemple
d'un sous-réseau pouvant faire partie d'un réseau de communication selon
l'invention.
En particulier, le sous-réseau représenté sur la FIGURE 4 correspond
au sous-réseau 108 de la FIGURE 1.
Le sous-réseau 108 comprend un noeud de communication 402
permettant à chacun des organes faisant partie du sous-réseau 108 de
communiquer entre-eux et/ou d'accéder au bus de communication principal
102.
Le sous-réseau 108 comporte des organes 4041-4043, qui sont
connectés au noeud de communication 402 grâce à une connexion point-à-
point. Les organes 4041 et 4042 peuvent correspondre à des capteurs de
température de la chaîne de traction du véhicule et l'organe 4043 à une
pédale d'accélération du véhicule.
Le sous-réseau 108 peut comprendre un premier bus de
communication secondaire 4061, se trouvant dans le sous-réseau 108 et
reliant des organes 4062 et 4063 au noeud de communication 402. Les
organes 4062 et 4063 peuvent correspondre à des pompes à eau de la
chaîne de traction du véhicule.
Le sous-réseau 108 peut comprendre un deuxième bus de
communication secondaire 4081, se trouvant dans le sous-réseau 108 et
reliant des organes 4082-4085 au n ud de communication 402. Les organes
4082-4085 sont des organes du véhicule qui font partie de la chaîne de
traction dudit véhicule. Par exemple, l'organe 4082 peut correspondre à un
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module de freinage de type EBS, l'organe 4083 peut correspondre aux
suspensions, etc.
Le sous-réseau 108 comporte en outre des organes 4101-4103 reliés
au n ud de communication 402 par l'intermédiaire de l'organe 4082.
Autrement dit, le module de freinage EBS 4082 peut réaliser une passerelle
de communication, c'est-à-dire un switch, entre les organes 4101-4103 et le
n ud de communication 402. Les organes 4101-4103 peuvent être des
organes qui interviennent dans la fonction de freinage du véhicule.
L'un au moins des organes 4101-4103 peut uniquement communiquer
avec l'organe 4082 sans communiquer avec le noeud de communication 402.
Alternativement ou en plus, l'un au moins des organes 4101-4103 peut
uniquement communiquer avec l'un au moins des autres organes 4101-4103
sans communiquer avec le noeud de communication 402.
De plus, les organes 4102-4103 sont reliés à l'organe 4082 par
l'intermédiaire d'un autre bus secondaire 4104, se trouvant uniquement
entre les organes 4102-4103 et l'organe 4082.
Le sous-réseau 108 comporte en outre des organes 4121 et 4122
reliés au noeud de communication 402 par l'intermédiaire de l'organe 4084.
Autrement dit, l'organe 4084 peut réaliser une passerelle de communication
entre les organes 4121 et 4122 et le noeud de communication 402.
Les organes 4121 et 4122 peuvent alternativement communiquer entre
eux et/ou avec le module 4084 sans communiquer avec le n ud de
communication 402.
Les organes 4121 et 4122 sont reliés à l'organe 4084 par
l'intermédiaire d'un autre bus secondaire 4123, se trouvant uniquement
entre les organes 4121 et 4122 et l'organe 4082.
Tel que décrit, le sous-réseau 108 permet de communiquer avec les
organes intervenant dans la chaîne de traction du véhicule. Ainsi, lorsqu'un
organe est ajouté à la chaîne de traction, ou un organe de la chaîne de
traction est modifié, seul le sous-réseau de communication 108 nécessite
une intervention de la part d'un opérateur. Un tel ajout ou une telle
modification n'a pas d'impact sur le reste du réseau de communication 100.
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La FIGURE 5 est une représentation schématique d'un autre exemple
d'un sous-réseau pouvant faire partie d'un réseau de communication selon
l'invention.
En particulier, le sous-réseau représenté sur la FIGURE 5 correspond
au sous-réseau 110 de la FIGURE 1.
Le sous-réseau 110 comprend un noeud de communication 502
permettant à chacun des organes faisant partie du sous-réseau 110 de
communiquer entre-eux et/ou d'accéder au bus de communication principal
102.
Le sous-réseau 110 comporte un bus de communication secondaire
5041, se trouvant dans le sous-réseau 110 et reliant des organes 5042-50410
au noeud de communication 502. Les organes 5042-5049 peuvent
correspondre à des modules de stockage électriques rechargeables, tels que
des batteries ou des supercapacités. L'organe 50410 peut correspondre à un
boîtier de gestion de chacun des modules de stockage 5042-5049.
Tel que décrit, le sous-réseau 110 permet de communiquer avec les
organes de stockage d'énergie électrique dans le véhicule. Ainsi, lorsqu'un
organe de stockage d'énergie électrique est ajouté, ou est modifié, seul le
sous-réseau de communication 110 nécessite une intervention de la part
d'un opérateur. Un tel ajout ou une telle modification n'a pas d'impact sur le
reste du réseau de communication 100.
L'un au moins des noeuds de communication 202, 302, 402 et 502
peut être un boîtier additionnel dédié uniquement pour la communication.
Alternativement, l'un au moins des noeuds de communication 202, 302, 402
et 502 peut être intégré dans un organe/module/boîtier existant,
remplissant au moins une autre fonction dans le véhicule.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples détaillés ci-
dessus, le nombre et/ou l'architecture et/ou le groupe fonctionnel auquel est
associé un sous-réseau des sous-réseaux peu(ven)t être différent(s). De
plus, le réseau de communication peut comprendre un sous-réseau associé
à un groupe fonctionnel différent de ceux indiqués à titre d'exemple.
