FR2851516A1 - Procede de commande de systeme electrique de vehicule - Google Patents

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Abstract

Un procédé destiné à commander un système électrique de véhicule comportant de multiples sources d'alimentation (101, 102, 112) comprenant un générateur entraîné par un moteur thermique (102). Les sources d'alimentation destinées à fournir de l'énergie pour charger une batterie embarquée (103) sont déterminées sur la base d'une différence entre le coût de génération d'énergie de chaque source d'alimentation (101, 102, 112) et celui pour générer une quantité d'énergie chargée dans la batterie (103). De plus, des quantités d'énergie à fournir à la batterie (103) en vue d'une charge sont déterminées sur la base de la quantité d'énergie actuellement chargée dans la batterie (103).

Description

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PROCEDE DE COMMANDE DE SYSTEME ELECTRIQUE DE VEHICULE
Description
La présente invention se rapporte à un procédé destiné à 5 commander un système électrique de véhicule comportant de multiples sources d'alimentation comprenant un générateur entraîné par un moteur thermique.
Dans les véhicules hybrides, le freinage de régénération est couramment utilisé pour charger une batterie, c'est-à-dire que la batterie est chargée par le freinage de régénération ou par un moteur thermique. Le carburant est consommé lorsque la batterie est chargée par le moteur thermique alors que le carburant n'est pas consommé lorsque la batterie est chargée par le freinage de régénération. Par conséquent, les cots de 15 génération d'alimentation pour charger la batterie varient en fonction des sources d'alimentation. Par cots de génération d'alimentation on entend les cots d'exploitation pour générer l'énergie. Dans le cas o la génération d'alimentation est réalisée par le moteur thermique les cots de génération 20 d'alimentation sont déterminés par des hausses de consommation de carburant destiné à augmenter la puissance du moteur thermique en vue de la génération d'alimentation ou bien les cots d'achat du carburant.
L'économie en carburant du moteur thermique varie en 25 fonction des conditions de fonctionnement du véhicule dans le cas o la batterie est chargée avec de l'énergie générée par le moteur thermique. A savoir, le cot de génération d'alimentation pour charger la batterie varie d'un instant à l'autre. Du fait que les cots de génération d'alimentation varient en fonction 30 des sources d'alimentation, les cots de génération d'alimentation pour fournir de l'énergie à des charges électriques dans le véhicule varient à différents moments.
Un procédé et un dispositif destinés à déterminer le cot d'énergie de la batterie d'un véhicule hybride qui utilise 35 l'énergie de la batterie à des taux élevés sont proposés dans le document US-6 335 61îB1 (JP-A-2 002118 905) . Dans ce procédé, le cot d'alimentation de l'énergie de charge à la batterie est calculé périodiquement. Si le calcul est exécuté sur un cycle long, les informations concernant la charge précédente de la 40 batterie affectent fortement le calcul. Il en résulte que les informations de cot ne sont pas mises à jour convenablement de façon synchrone après que les conditions de génération d'alimentation ont changé. De plus, une grande taille de mémoire est requise pour le calcul.
Si le calcul est réalisé sur un cycle court, les informations de cot actuel affectent fortement le calcul. Il en résulte que la valeur d'énergie chargée précédemment dans la batterie n'est pas reflétée dans les informations de cot. De plus, une utilisation des informations de cot d'énergie de 10 batterie calculé n'est pas proposée dans le document US-6 335 61OB1.
Le cot de génération d'alimentation pour charger la batterie peut être réduit en gérant de façon économique la génération d'alimentation. Une gestion efficace de génération 15 d'alimentation n'a cependant pas été prévue en termes d'économie de carburant.
La présente invention a par conséquent comme objectif de fournir un procédé pour commander un système électrique de véhicule afin d'améliorer l'économie de carburant en gérant les 20 cots de génération d'alimentation du système électrique en utilisant efficacement un cot d'énergie de batterie embarquée calculé précisément. Un procédé pour commander un système électrique de véhicule de la présente invention est prévu pour commander un système électrique de véhicule qui fournit de 25 l'énergie à partir de multiples sources d'alimentation à des charges électriques embarquées et à une batterie.
Le procédé comprend l'obtention d'informations sur les cots de génération d'alimentation des sources d'alimentation et l'ajustement de la répartition de l'alimentation parmi les 30 sources d'alimentation ou bien les taux de réception d'énergie des charges et de la batterie sur la base des informations.
Chaque cot de génération d'alimentation peut être déterminé en calculant un cot de génération d'énergie élémentaire pour chaque source d'alimentation. L'ajustement de la distribution 35 d'alimentation ou des taux de réception d'alimentation est exécuté d'une manière telle que le cot de génération d'alimentation est réduit.
Des priorités sont affectées aux sources d'alimentation sur la base des cots de génération d'alimentation de la source 3 2851516 d'alimentation de sorte que les sources d'alimentation qui génèrent de l'énergie à des cots inférieurs fournissent des quantités supérieures d'énergie. Ainsi, le cot global de génération d'énergie du système électrique peut être réduit et l'économie en carburant du véhicule est améliorée.
Les objectifs, caractéristiques et avantages ci-dessus et d'autres de la présente invention deviendront plus évidents d'après la description détaillée suivante faite en faisant référence aux dessins annexés. Dans les dessins: La figure 1 est un schéma synoptique représentant un système électrique de véhicule conforme au premier mode de réalisation de la présente invention, La figure 2 est un schéma explicatif représentant les commandes de génération d'alimentation pour le système 15 électrique de véhicule conformément au premier mode de réalisation, La figure 3 est un organigramme représentant les commandes de répartition d'alimentation conformément au premier mode de réalisation, La figure 4 représente des courbes caractéristiques représentant la relation entre le cot de génération d'alimentation de la batterie et celui d'une autre source d'alimentation conformément au premier mode de réalisation, La figure 5 est une carte à trois dimensions représentant la 25 relation entre l'état de charge (SOC) de la batterie, la vitesse de variation de l'état de charge (dSOC/dt) et l'indice de charge (K) conformément au premier mode de réalisation, La figure 6 est un schéma explicatif représentant le fonctionnement d'un programme de calcul du cot de génération 30 d'alimentation de la batterie mémorisé dans un dispositif de commande d'alimentation conformément au second mode de réalisation, La figure 7 est un organigramme représentant les étapes de calcul du cot de génération d'alimentation de la batterie 35 conformément au second mode de réalisation, La figure 8 est un organigramme représentant les étapes de correction d'une erreur cumulative conformément au second mode de réalisation, et La figure 9 est un schéma synoptique représentant un système électrique de véhicule avec un autre système électrique et un convertisseur courant continu-courant continu.
Les modes de réalisation préférés de la présente invention 5 seront expliqués en faisant référence aux dessins annexés. Dans les dessins, les mêmes références numériques sont utilisées pour les mêmes composants et dispositifs.
[Premier mode de réalisation] Un procédé de commande de système électrique de véhicule est 10 utilisé pour commander un système d'alimentation électrique d'un véhicule hybride. Le système électrique 1 comprenant le système d'alimentation est représenté sur la figure 1. Un moteur thermique 101 est relié à un générateur 102 par l'intermédiaire d'une courroie 107. Le générateur 102 est relié à une batterie 15 103 et à des dispositifs de commande de charges 110a à 110e par l'intermédiaire de lignes d'alimentation (PS) 108. Les dispositifs de commande de charges lîCa, llOb et 110e commandent l'alimentation vers les charges llal à 11la3, lllbl à 111b3, llel à 11le3, respectivement. Les dispositifs de commande de 20 charges li1a, llOb et 110e comprennent des commutateurs de fonctionnement (non représentés) et divers capteurs (non représentés) pour la commande. Ils commandent les sorties des charges lîlal à 111a3, lllbl à 111b3, llel à 111e3 sur la base de signaux reçus en entrée depuis des dispositifs extérieurs ou 25 des sorties des capteurs. Ils ajustent les sorties ou bien démarrent et arrêtent la sortie pour la commande.
Un dispositif de commande de moteur thermique 104 destiné à commander le moteur 101 est relié à un dispositif de commande d'alimentation (PS) 105. Il envoie divers types d'informations 30 sur l'état du moteur y compris le régime du moteur détecté par des capteurs (non représentés) au dispositif de commande d'alimentation 105. Le dispositif de commande de moteur 104 augmente ou diminue également les sorties du moteur 101 sur la base de signaux d'instructions provenant du dispositif de 35 commande d'alimentation 105.
Le dispositif de commande d'alimentation 105 surveille l'état du générateur 102, de la batterie 103 et des lignes d'alimentation 108, et il commande le générateur 102 par l'intermédiaire d'un dispositif de commande de générateur 112. 40 Le dispositif de commande d'alimentation 105 est relié au dispositif de commande de générateur 112 et la génération d'alimentation du générateur d'alimentation 102 est commandée sur la base des signaux d'instruction provenant du dispositif de commande d'alimentation 105.
Le dispositif de commande de générateur 112 envoie des informations sur les générateurs, y compris la sortie générée de courant et la vitesse de rotation du générateur 102 au dispositif de commande d'alimentation 105. Un capteur de courant de batterie 107, un capteur de courant de charge 109, un capteur 10 de température de batterie 113 et un capteur de tension de batterie (non représenté) sont reliés au dispositif de commande d'alimentation 105. Le dispositif de commande d'alimentation 105 reçoit des informations sur les courants en entrée et en sortie de la batterie, sur le courant de charge, sur la température de 15 batterie et sur la tension de batterie. Le dispositif de commande d'alimentation 105 est relié aux dispositifs de commande de charges llOa et llOb par l'intermédiaire de lignes de transmission de signaux multiplexés 106. Les informations sont transmises de façon bidirectionnelle entre le dispositif de 20 commande d'alimentation 105 et les dispositifs de commande de charges llOa et llOb par l'intermédiaire de communications multiples.
Le dispositif de commande de générateur 112 reçoit des informations sur le freinage du véhicule à partir d'un 25 contrôleur de véhicule (non représenté). Il commande la génération d'alimentation du générateur 102 sur la base de la valeur qui indique la quantité de freinage déterminée sur la base des informations de freinage. Le dispositif de commande de générateur 112 génère une force de freinage du véhicule requise 30 pour cette commande en augmentant la quantité de courant de champ dans le générateur 102 afin de fournir une force de freinage de régénération.
Le contrôleur de véhicule calcule la quantité de force de freinage correspondant à la valeur de fonctionnement d'un 35 dispositif de freinage détectée par un capteur de pédale de frein (non représenté). Il soustrait la quantité de force de freinage de régénération de la quantité de force de freinage du véhicule et envoie un signal d'instruction à un système hydraulique de freinage afin de produire la force de freinage 40 calculée. Le dispositif de commande de générateur 112 détermine une augmentation de génération d'énergie produite par le freinage de régénération à l'intérieur d'une plage de capacité maximum de génération d'énergie du générateur 102. Ensuite, il établit l'augmentation à l'intérieur d'une plage de capacité 5 maximum de charge de la batterie qui correspond à la quantité d'énergie nécessaire pour recharger complètement la batterie. A savoir, le dispositif de commande de générateur 112 commande la génération d'énergie du générateur 102, la charge et la décharge de la batterie 103 et la consommation d'énergie de chaque charge 10 llal à 111a3, lllbl à 111b3, lîlel à 111e3.
La régulation d'alimentation du système électrique 1 exécutée par le dispositif de commande d'alimentation 105 sera décrite en faisant référence à la figure 2. La régulation d'alimentation comprend une commande de génération d'énergie et 15 une commande de consommation d'énergie. La commande de consommation d'énergie comprend des étapes destinées à détecter les sources d'alimentation qui fournissent réellement de l'énergie et à déterminer la quantité d'énergie de génération pour chaque source d'alimentation. L'énergie de génération et la 20 quantité d'énergie de génération sont également respectivement appelées énergie d'alimentation et quota pour la répartition d'énergie de chaque source d'alimentation. La commande comprend en outre une étape destinée à fournir en sortie des signaux d'instructions indiquant les quantités déterminées d'énergie 25 vers les sources d'alimentation respectives.
Les sources d'alimentation comprennent le moteur thermique 101, le système de freinage de régénération, la batterie 103 et d'autres systèmes électriques. Le système de freinage de régénération fonctionne également comme destination d'une 30 alimentation. Une combinaison du générateur 102 et du dispositif de commande de générateur 112 fonctionne comme un système de freinage de régénération pendant le freinage de régénération. Le cot d'énergie de l'unité de génération est ci-après appelé cot de génération d'énergie ou cot d'alimentation.
Le moteur 101 fournit de l'énergie aux lignes d'alimentation 108 par l'intermédiaire du générateur 102 lorsqu'il fonctionne comme source d'alimentation. Le cot de génération d'énergie du moteur qui est un cot de génération de l'énergie électrique par une sortie de puissance du moteur, est calculé par la formule 40 suivante.
prix unitaire du carburant x rendement actuel de génération d'énergie du moteur (consommation de carburant par puissance unitaire) x rendement du générateur.
Le rendement du moteur varie lorsque le point de 5 fonctionnement du moteur se déplace en raison de la génération d'énergie. Bien que le cot de génération d'énergie du moteur augmente lorsque le moteur fonctionne à faible rendement, le rendement du moteur augmente avec la génération d'énergie.
Lorsque le moteur fonctionne à rendement élevé, le rendement du 10 moteur ne s'améliore pas avec la génération d'énergie.
Cependant, le rendement du moteur lui-même est bon. Donc, une quantité de consommation de carburant à chaque point de fonctionnement du moteur est utilisée pour calculer le cot de génération d'énergie.
Par exemple, si le rendement du moteur est de 300 g/kWh à un point de fonctionnement du moteur a et qu'il est de 280 g/kWh à un point de fonctionnement du moteur , la puissance du moteur utilisée pour la génération d'énergie est de 1 500 tr/min x 2n/60 x 20 Nn = 3,1 kW. Une augmentation de la consommation de 20 carburant est de 0,28 x (1 500 tr/min x 27E/60 x 70 Nn - 0,300 x (1 500 tr/min x 2n/60 x 50 Nn) = 722 g/h. Il en résulte que la consommation de carburant pour 1 kW de puissance du moteur est de 233 g/kWh. Si le rendement de génération d'énergie est de 0,8, le cot de génération d'énergie est converti en 291 g/kWh.
Le cot de génération d'énergie du moteur 101 est calculé précisément en prenant en considération le rendement du générateur. Il en résulte qu'un point de fonctionnement du moteur auquel le cot de génération d'énergie est faible est déterminé précisément. En générant de l'énergie par le moteur 30 101 principalement à ce point, le cot de génération de l'énergie peut être réduit. Le cot de génération de l'énergie du moteur est calculé en convertissant l'augmentation de consommation de carburant du moteur due à la génération d'énergie pour mettre en oeuvre le moteur 101. Grâce à ce 35 procédé, un effet de ce que la consommation de carburant par puissance unitaire du moteur 101 diminue est converti en cot de génération d'énergie. Le moteur 101 est utilisé efficacement pour la génération d'énergie en sélectionnant les sources d'alimentation sur la base du cot converti.
Le système de freinage de régénération qui fonctionne en tant que source d'alimentation est relié aux lignes d'alimentation 108 par l'intermédiaire du générateur 102 qui fait partie du système. Le cot d'énergie de régénération (cot 5 d'énergie régénératrice) par le système de freinage de régénération est calculé comme nul dans ce mode de réalisation dans un but de simplification. A savoir, des pertes de batterie ou d'autres facteurs sont ignorés.
Des systèmes électriques autres que le système électrique 1, 10 tels qu'un système d'alimentation du commerce utilisé pour recharger un véhicule électrique alors qu'il est en stationnement peuvent être prévus. Un système électrique 200 représenté sur la figure 9 et le système électrique 1 fournissent des sorties présentant des niveaux différents de 15 tensions. Si le système électrique 1 n'est pas capable de fournir la quantité requise d'énergie, le niveau de tension du système électrique 200 est ajusté au niveau de tension du système électrique 1 par l'intermédiaire d'un convertisseur courant continu/courant continu 300. Alors, l'énergie est 20 fournie depuis le système électrique 200 au système électrique 1. De même, l'énergie est fournie depuis le système électrique 1 au système électrique 200 si le système électrique 200 n'est pas capable de fournir une quantité requise d'énergie. Du fait que les systèmes électriques 1, 200 peuvent fonctionner de façon 25 interchangeable comme sources d'énergie, la souplesse de détermination des quotas pour la répartition d'alimentation des sources d'énergie peut être améliorée.
Dans un véhicule hybride, par exemple, une batterie à tension élevée et une batterie à tension faible sont normalement 30 prévues. Lorsque l'énergie n'est pas fournie de façon suffisante à partir du système électrique relié à la batterie à tension élevée, l'énergie est fournie à partir d'un système électrique relié à la batterie à tension faible par l'intermédiaire d'un convertisseur courant continu/courant continu. Les cots 35 d'énergie des autres sources d'alimentation sont calculés en multipliant le cot de charge de la batterie à faible tension par le rendement de charge et de décharge ou par le rendement du convertisseur courant continu/courant continu.
La batterie 103 est chargée par le moteur 101 par 40 l'intermédiaire du générateur 102, par le système de freinage de régénération ou par une source d'alimentation extérieure par l'intermédiaire des lignes d'alimentation 108. Ainsi, le cot de génération d'énergie de la batterie 103, qui est le cot d'énergie de génération fournie par la batterie 103 dépend dans 5 le temps de proportions du cot d'énergie du moteur thermique, du cot d'achat de l'énergie et du cot d'énergie de régénération. A savoir, le cot de charge de la batterie 103 varie en fonction des historiques de charge et de décharge de la batterie 103. Afin de refléter le cot de génération de 10 l'énergie chargée, le cot de génération de l'énergie de la batterie 103 est défini par une moyenne des fluctuations du cot de charge de la batterie 103. La moyenne des fluctuations est appelée cot d'alimentation de la moyenne des fluctuations ou cot d'alimentation moyen.
La commande de consommation d'énergie comprend les étapes consistant à détecter les destinations de l'alimentation qui nécessitent réellement la fourniture d'énergie et à déterminer les quantités d'énergie à fournir. Les destinations de l'alimentation sont des dispositifs qui consomment ou stockent 20 l'énergie générée et les quantités d'énergie sont déterminées sous forme de quotas pour la répartition d'énergie. La commande de consommation d'énergie comprend en outre l'étape consistant à envoyer les signaux d'instructions indiquant les quantités déterminées aux destinations respectives.
Les destinations comprennent les charges lîlal à 111e3 qui consomment l'énergie et la batterie 103 qui stocke l'énergie.
Les destinations peuvent comprendre en outre une batterie à faible tension (non représentée) . La batterie 103 devient une destination pendant la charge et une source d'alimentation 30 pendant la décharge, cependant elle ne peut pas être les deux en même temps. Dans cette commande d'énergie, la quantité d'énergie fournie au système électrique est normalement égale à celle consommée par le système si les erreurs et les pertes ne sont pas considérées.
Le dispositif de commande d'alimentation 105 réalise une commande de génération d'énergie fondée sur la quantité totale demandée d'énergie et sur la capacité totale de génération d'énergie. La quantité totale d'énergie demandée est la somme d'une quantité d'énergie requise pour charger la batterie 103 et 40 d'une quantité d'énergie requise pour chaque charge llal à 111e3. La capacité totale de génération d'énergie est la capacité actuelle de génération d'énergie du système électrique 1. Lorsque la capacité totale de génération d'énergie est supérieure ou égale à la quantité totale requise d'énergie, la 5 quantité totale requise d'énergie est générée. Lorsque la capacité totale de génération d'énergie est inférieure à la quantité totale requise d'énergie, la quantité d'énergie correspondant à la capacité totale de génération d'énergie est générée. En variante, la quantité totale requise d'énergie est 10 réduite à la quantité maximum d'énergie que le système électrique peut générer.
Des signaux d'instructions sont fournis en sortie depuis une section de commande de répartition 200 du dispositif de commande d'alimentation 105 aux sources d'alimentation respectives ou aux 15 destinations pour la régulation de l'énergie. La section de commande de répartition 200 envoie les signaux d'instructions pour fournir les quantités requises d'énergie à partir des sources d'énergie aux destinations.
La section de commande de répartition 200 mémorise des 20 informations sur la quantité d'énergie que peut fournir le système électrique 1 et sur le cot de génération d'énergie pour générer l'énergie pour cette quantité. Le cot de génération de l'énergie est également appelé cot d'énergie d'alimentation.
Pour la génération d'énergie par le moteur 101, la quantité 25 maximum d'énergie à la vitesse actuelle du moteur, le cot d'énergie de génération pour la quantité maximum, une quantité recommandée d'énergie pour l'alimentation et le cot de génération de la quantité recommandée d'énergie sont mémorisés.
En ce qui concerne la génération d'énergie par le système de 30 freinage de régénération, la quantité d'énergie devant être générée ordonnée par le système de freinage de régénération et le cot de génération de l'énergie pour cette quantité (= 0) sont mémorisés. En ce qui concerne la décharge de la batterie 103, la quantité d'énergie que peut décharger la batterie 103 et 35 le cot moyen de l'énergie sont déterminés sur la base des historiques de charges de la batterie 103. La quantité d'énergie que peut décharger la batterie 103 varie en fonction de la température, de l'énergie restante chargée et du niveau de détérioration de la batterie 103. Pour l'alimentation par 40 d'autres sources d'alimentation, la quantité d'énergie que les sources d'alimentation peuvent fournir et le cot d'énergie pour l'énergie de génération pour cette quantité sont mémorisés.
La commande de répartition d'énergie sera décrite en faisant référence à la figure 3. Une quantité d'énergie d'alimentation 5 et un cot d'énergie de chaque source d'alimentation sont déterminés par les procédés décrits ci-dessus ou par des procédés prédéterminés (S1000).
Une quantité d'énergie PL requise par chaque charge lîlal à 11le3 est déterminée (S1002) et la quantité d'énergie PLS à 10 fournir réellement à la charge llal à 11le3 est déterminée (S1004) . La quantité d'énergie PLS est réglée à la valeur requise d'énergie PL si la quantité requise d'énergie PL est inférieure à la quantité totale d'énergie que peut fournir le système électrique 1. La quantité d'énergie PLS est réglée à la quantité 15 totale d'énergie que peut fournir le système électrique 1 si la quantité requise d'énergie est supérieure à la quantité d'énergie que peut fournir le système électrique 1.
Un quota de répartition d'énergie de chaque source d'alimentation vers les charges lllal à 11le3 est déterminé 20 conformément à la quantité requise PL (S1006) . Le cot global de l'énergie peut être réduit en établissant un quota supérieur pour la source d'alimentation présentant un cot d'énergie électrique inférieur.
La quantité d'énergie Ps que chaque source d'alimentation 25 peut fournir pour charger la batterie 103 est déterminée (S1008). Elle est déterminée sur la base de la quantité d'énergie qui reste dans la source d'alimentation après que l'énergie a été distribuée aux charges lllal à 11le3 selon la quantité du quota.
La quantité d'énergie PBS à fournir à la batterie 103 en vue d'une charge est déterminée (S1010). Elle est déterminée sur la base de différences entre les cots d'énergie précalculés de la batterie 103 et de la source d'alimentation. Si le cot d'énergie de la source d'alimentation est inférieur à celui de 35 la batterie 103, la batterie 103 est chargée par la source d'alimentation et l'énergie chargée dans la batterie 103 est fournie aux charges lllal à 11le3. Donc, le cot d'énergie de la batterie 103 est réduit et le cot global d'énergie peut être réduit.
De plus, le fonctionnement des charges llal à 111e3 n'est pas perturbé par la charge de la batterie 103 du fait que seule l'énergie restante de chaque source d'alimentation est fournie à la batterie 103 après que l'énergie a été fournie aux charges 5 lîlal à 111e3. Encore en outre, le système de freinage de régénération possède une priorité supérieure pour fournir de l'énergie à la batterie 103 en vue d'une charge du fait que son cot de génération d'énergie est pratiquement nul.
Les courbes caractéristiques tracées par rapport à la 10 différence AC entre les cots d'énergie de la batterie 103 et les autres sources d'alimentation par rapport à la quantité d'énergie PBS sont représentées sur la figure 4. La quantité d'énergie PBS est également appelée quantité d'énergie chargée ou quantité requise d'énergie pour charger la batterie 103. La 15 relation entre la différence AC et la quantité d'énergie PBS est indiquée grâce aux courbes caractéristiques à pente négative.
Une variable k est une variable de commande de charge qui varie en fonction de l'état de charge (SOC) de la batterie 103 et du taux de variation de l'état de charge. Elle est utilisée pour.20 augmenter ou diminuer la quantité de charge. La variable k est également appelée indice ou bien indice de charge.
La courbe caractéristique M obtenue lorsque la variable k est égale à 0,5 montre que la batterie 103 est dans un bon état de charge. Lorsque la différence de cot d'énergie est nulle, la 25 quantité d'énergie générée est nulle. La quantité d'énergie générée diminue à mesure que la différence de cot d'énergie augmente, à savoir le cot d'énergie de la source d'alimentation est supérieur à celui de la batterie 103. La courbe caractéristique N obtenue lorsque la variable k est égale à 1,0 30 montre que la batterie 103 est dans un état de décharge excessive. Dans ce cas, la source d'alimentation charge la batterie 103 bien que son cotd'énergie soit légèrement élevé.
La courbe caractéristique L obtenue lorsque la variable k est égale à 0,2 montre que la batterie 103 est dans un état de 35 surcharge. Dans ce cas, la source d'énergie ne charge pas la batterie 103 jusqu'à ce que son cot d'énergie devienne relativement faible.
La figure 5 est un graphe à trois dimensions montrant les relations entre les états de charge (SOC) de la batterie 103, 40 les taux de variation (dSOC/dt) dans les états de charge et la variable k. Si les taux de variation sont positifs, la batterie 103 est dans l'état de charge. Si les taux de variation sont négatifs, la batterie 103 est dans l'état de décharge.
La variable k est établie à une petite valeur dans la zone A 5 du graphe dans laquelle la batterie 103 tend à se charger bien qu'elle se trouve déjà dans l'état de surcharge. La variable k est établie à une grande valeur dans la zone B dans laquelle la batterie 103 tend à se décharger bien qu'elle se soit déjà trouvée dans l'état de décharge excessive. La variable k est 10 établie à environ une valeur standard, qui est indiquée par une ligne en tirets sur la figure 4, dans la zone C. Un quota pour la répartition d'énergie de chaque source d'alimentation correspondant à la quantité d'énergie PBs pour charger la batterie 103, qui est déterminée à l'étape S1010, est 15 déterminé (S1012) . Le quota est déterminé sur la base des cots d'énergie, à savoir, un quota supérieur est établi pour la source d'alimentation présentant un cot d'énergie inférieur.
Un quota final pour la répartition d'énergie de chaque source d'alimentation est déterminé sur la base des quotas 20 déterminés aux étapes S1006 et S1012, et des signaux d'instructions, fournis en sortie pour exécuter la répartition d'énergie, sont émis (S1014) . Lorsque la génération d'énergie est exécutée par le moteur 101, les signaux d'instructions sont fournis en sortie vers le générateur 102 afin de générer de 25 l'énergie et vers le moteur 101 afin d'augmenter l'énergie de la quantité nécessaire pour la génération d'énergie. Plus particulièrement, un signal d'instruction destiné à changer le couple du moteur ou l'angle de papillon des gaz est fourni en sortie pour augmenter la puissance du moteur de façon à ce que 30 la quantité d'énergie requise pour la génération d'énergie soit assurée.
La batterie 103 devient une source d'alimentation lorsqu'elle est dans l'état de décharge et une destination lorsqu'elle est dans l'état de charge. Les états de charge et de 35 décharge ne sont pas commandés directement mais indirectement sur la base de la capacité de génération d'énergie des autres sources d'alimentation et de la quantité d'énergie PLS à fournir à la charge. Le cot d'énergie de la génération d'énergie par le moteur qui est déterminé lorsque le moteur 101 est dans un bon 40 état de fonctionnement, est utilisé pour la détermination.
Cependant, le cot d'énergie correspond au cot pour générer la quantité maximum d'énergie que peut générer le générateur 102 si la quantité requise d'énergie PL est supérieure à la quantité totale d'énergie que peut fournir le système électrique 1. Le 5 générateur 102 génère la quantité maximum d'énergie en augmentant le couple moteur.
Le cot d'énergie est amélioré en déterminant la quantité de génération d'énergie par le moteur 101 dans une plage de bonne économie de carburant. Si la génération d'énergie n'est pas 10 suffisante pour mettre en fonction la charge, la capacité de génération d'énergie du générateur 102 est augmentée au maximum.
Il en résulte que la charge reçoit une quantité suffisante d'énergie pour un fonctionnement correct. Si d'autres sources d'alimentation sont disponibles, l'énergie est fournie à partir 15 des autres sources d'alimentation à la batterie 103 lorsque les cots d'énergie des autres sources d'alimentation sont inférieurs à ceux de la batterie 103. De plus, la batterie 103 peut fournir de l'énergie aux autres sources d'alimentation.
Dans la génération d'énergie c [Second mode de réalisation] Un procédé de calcul du cot d'énergie de la batterie 103 utilisé dans le premier mode de réalisation sera décrit en faisant référence à la figure 6. La figure 6 montre une représentation simplifiée de l'état de charge de la batterie 25 103. Un grand bloc rectangulaire indique l'état de charge de la batterie 103. Le grand bloc est divisé en un nombre prédéterminé de blocs rectangulaires de tailles identiques, dont chacun indique une quantité prédéterminée d'énergie, par exemple 10 Wh.
Chaque unité d'énergie est appelée unité d'énergie ou pile. 30 L'unité d'énergie peut être réglée pour indiquer 1 Ah si la tension est supposée être pratiquement constante.
Certaines unités d'énergie sont ajoutées en continu à une unité d'énergie ou à une pile des unités d'énergie à mesure que la charge de la batterie 103 progresse, et elles sont empilées 35 les unes sur les autres. Certaines unités d'énergie sont ajoutées de façon interrompue en raison d'interruptions de la charge ou de la décharge de la batterie 103. L'addition de l'unité d'énergie s'arrête lorsque la charge de la batterie 103 s'arrête. Les unités d'énergie sont retirées de la pile à mesure 40 que la décharge de la batterie 103 progresse sur une base premier ajouté, premier retiré. A savoir, l'unité d'énergie ajoutée la première à la pile est retirée la première de la pile, l'unité d'énergie ajoutée ensuite à la pile est ensuite retirée de la pile, etc. Les unités d'énergie correspondant à 5 l'état en cours de charge sont supposées avoir été empilées au préalable dans un intervalle prédéterminé. Le dispositif de commande de source d'alimentation 105 mémorise un cot d'énergie pour générer l'énergie pour charger la batterie 103 de la quantité d'énergie correspondant à l'unité d'énergie selon un 10 ordre chronologique.
Sur la figure 6, une unité d'énergie est nouvellement ajoutée à la pile d'unités d'énergie qui correspond à l'état actuel de charge et deux unités d'énergie sont retirées après un intervalle de temps prédéterminé. Le cot d'énergie de la 15 batterie 103 utilisée en tant que source d'alimentation peut être calculé comme une unité de cot d'énergie pour générer une unité de puissance. Dans ce mode de réalisation, on calcule en tant que cot unitaire ce qui représente le cot d'énergie pour générer la quantité d'énergie correspondant à une unité 20 d'énergie. La quantité de carburant consommée pour générer l'énergie de l'unité d'énergie, pour charger la batterie 103 et pour décharger l'énergie de l'unité d'énergie ou le cot de carburant pour acheter la quantité de carburant peuvent être utilisés en tant que cot unitaire. Le cot unitaire pour 25 générer l'énergie de l'unité d'énergie par le système de freinage de régénération est compté égal à zéro.
Le dispositif de commande de source d'alimentation 105 mémorise un tableau de chaque unité d'énergie correspondant à l'état actuel de charge et à son cot unitaire, tel que celui 30 représenté sur la figure 2. Le dispositif de commande de source d'alimentation 105 ne nécessite que le nombre de zones unitaires de mémorisation de données égal au nombre d'unités d'énergie, dont la quantité totale d'énergie correspond à 100 % de l'état de charge. Chaque zone unitaire de mémorisation de données peut 35 être de capacité très petite parce qu'elle ne mémorise qu'un nombre d'unités et un cot d'énergie.
Le cot unitaire actuel de la batterie 103 est déterminé en calculant une moyenne des cots d'énergie des unités d'énergie mémorisées dans la table. La méthode la plus simple consiste à 40 calculer le total des cots unitaires actuellement calculés et de diviser le cot unitaire total par le nombre actuel d'unités d'énergie. Le total des cots unitaires actuellement calculés est calculé en ajoutant les cots unitaires des unités d'énergie empilées pendant la période entre le dernier calcul et le calcul 5 en cours et en soustrayant les cots unitaires des unités d'énergie déchargées pendant la période comprise entre le dernier calcul et le calcul en cours. Lorsque le cot d'énergie actuel est calculé par quantité unitaire d'énergie, l'unité d'énergie est convertie en quantité unitaire d'énergie.
Ce procédé est l'un des procédés pour obtenir le cot d'énergie de la moyenne de fluctuation, et il est utilisé pour mettre à jour le cot d'énergie de génération d'énergie d'une unité d'énergie. En utilisant ce procédé pour mettre à jour le cot d'énergie, le calcul peut être simplifié. De plus, la 15 décharge de la batterie 103 peut être commandée sur la base d'un résultat de comparaison relative des cots de génération d'énergie entre la batterie et une autre source d'alimentation.
La décharge de la batterie 103 présente une priorité supérieure à l'alimentation à partir d'autres sources d'alimentation 20 lorsque le cot de génération d'énergie de la batterie 103 est relativement faible. Le cot global de génération de l'énergie du système électrique 1 peut être réduit grâce à cette commande.
La génération d'énergie du générateur 102 est commandée sur la base des informations de cot de génération d'énergie pour 25 charger la batterie 103. A savoir, la génération d'énergie du générateur 102 est augmentée lorsque le cot de génération de l'énergie du générateur 102 est relativement faible par rapport à celui de la batterie 103. Le cot moyen de génération de l'énergie du système électrique 1 peut être réduit grâce à cette 30 commande.
La quantité d'énergie perdue par autodécharge peut être déterminée de la même manière que la quantité d'énergie consommée par la charge. Dans le calcul du cot d'énergie de la batterie 103, la quantité d'énergie inférieure à la quantité 35 d'une unité d'énergie ne peut pas être calculée. Il en résulte qu'une erreur est produite. Un procédé pour corriger l'erreur sera expliqué en faisant référence à la figure 7.
La quantité d'énergie inférieure à la quantité d'une unité d'énergie est déterminée en calculant séparément les quantités 40 de l'énergie de charge et de décharge (S11000) . On détermine si la quantité d'énergie pour la charge est augmentée à la quantité de l'unité d'énergie (S11002) . A savoir, on détermine si une quantité cumulée d'énergie de décharge atteint la quantité d'énergie correspondant à l'unité d'énergie. Si elle est 5 augmentée, les données sur l'unité d'énergie qui est ajoutée la première à la pile (l'unité d'énergie la plus ancienne) sont supprimées de la table (S11004).
On détermine si la quantité d'énergie de charge est augmentée à la quantité de l'unité d'énergie (S11006). A savoir, 10 on détermine si une quantité cumulée de charge atteint la quantité d'énergie correspondant à l'unité d'énergie. Si elle est augmentée, le cot d'énergie de l'énergie de génération de l'unité d'énergie, qui est un cot d'énergie moyen pour la charge, est calculé (S11008). Les données sur l'unité d'énergie 15 la plus récemment ajoutée sont mémorisées dans la table (S11010).
Si les quantités d'énergie pour la charge et la décharge sont calculées par le procédé ci-dessus pendant un grand intervalle de temps, des erreurs sont cumulées. Pour corriger 20 les erreurs, les étapes représentées sur la figure 8 sont exécutées.
L'état de charge (SOC) actuellement mémorisé, qui est appelé quantité d'énergie accumulée, est calculé en multipliant le nombre d'unités d'énergie mémorisées dans la table par la 25 quantité d'énergie de l'unité d'énergie et la quantité d'énergie accumulée est chargée (S2000). L'état de charge actuel, qui est appelé quantité d'énergie de batterie, est chargé (S2002).
L'état de charge actuel est calculé en continu par un contrôleur de batterie (non représenté) qui commande la batterie 103. La 30 commande de la batterie 103 peut être exécutée par le dispositif de commande d'alimentation 105.
On détermine si la quantité d'énergie accumulée, qui correspond au nombre d'unités d'énergie à mémoriser est supérieure à la quantité d'énergie de batterie, qui correspond 35 au nombre réel d'unités d'énergie calculé à partir de l'état de charge (S2004). Si elle est supérieure, on détermine si la quantité d'énergie accumulée est supérieure à la quantité d'énergie de batterie de plus de la quantité d'énergie d'une unité d'énergie (S2005) . Si ce n'est pas le cas, ce 40 sous-programme est terminé. Si elle est supérieure, les quantités d'énergie sont ajoutées depuis la première unité d'énergie accumulée jusqu'à ce que la quantité totale d'énergie devienne le plus proche de la différence entre la quantité d'énergie accumulée et la quantité d'énergie de batterie. Alors, 5 les données sur les unités d'énergie, dont la quantité totale est la plus proche de la différence, sont supprimées de la table (S2006) et ce sous-programme est achevé.
Si la quantité d'énergie accumulée est inférieure à la quantité d'énergie de batterie (réponse NON à l'étape S2004), on 10 détermine si la quantité d'énergie accumulée est inférieure à la quantité d'énergie de batterie de plus d'une unité d'énergie (S2007). Si c'est le cas, le cot d'énergie de l'unité d'énergie la plus récente, qui est un cot d'énergie moyen, est calculé (S2008). Les données sur le cot d'énergie calculé sont 15 mémorisées dans la table sous forme de données sur l'unité d'énergie la plus récente de même que des informations sur le cot de la génération d'énergie de l'unité d'énergie (S2010).
Des erreurs entre l'état de charge calculé et l'état de charge réellement mesuré sont corrigées périodiquement en corrigeant 20 périodiquement le nombre d'unités d'énergie pour correspondre à l'état de charge de la batterie 103 qui est déterminé séparément avant de le mémoriser dans la table.
La présente invention ne devra pas être limitée aux modes de réalisation précédemment décrits et représentés sur les figures, 25 mais pourra être réalisée de différentes manières sans s'écarter de l'esprit de l'invention. 1 9

Claims (26)

  1. REVENDICATIONS
    l. Procédé destiné à commander au moins l'un de systèmes électriques de véhicule (1, 200) comportant une pluralité de 5 sources d'alimentation (101, 102, 103, 112) qui fournit de l'énergie à une charge électrique embarquée (11 al à 111e3) et à une batterie embarquée (103), caractérisé en ce qu'il comprend: l'obtention d'informations sur les cots de génération d'énergie qui sont des cots de génération d'une énergie 10 unitaire par les sources d'alimentation (101, 102, 103, 112), et l'ajustement d'au moins l'un d'une répartition d'alimentation des sources d'alimentation (101, 102, 103, 112), d'un taux d'énergie de réception des charges électriques embarquées (11 al à 111e3) et d'un taux d'énergie de réception 15 de la batterie embarquée (103) d'une manière telle que le cot d'énergie consommée soit réduit sur la base des informations.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en outre en ce qu'il comprend l'obtention d'informations sur les 20 alimentations disponibles à partir des sources d'alimentation (101, 102, 103, 112), o l'étape d'ajustement est exécutée sur la base des informations sur les cots de génération d'alimentation et sur les alimentations disponibles à partir des sources d'alimentation (101, 102, 103, 112). 25
  3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en outre en ce qu'il comprend: la commande de la génération d'énergie des sources d'alimentation (101, 102, 103, 112) sur la base de la 30 répartition de l'alimentation, et la fourniture en sortie d'un signal d'instruction à un dispositif (101) qui fournit de l'énergie aux sources d'alimentation (102, 103, 112) afin de commander une sortie sur la base de la répartition de l'alimentation. 35
  4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en outre en ce qu'il comprend la détermination d'une répartition d'alimentation des sources d'alimentation (101, 102, 112) sur la batterie embarquée (103) sur la base des 40 informations.
  5. 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel l'étape de détermination détermine la répartition de l'alimentation des sources d'alimentation ( 10 1, 102, 103, 112) sur la base des 5 cots de génération d'énergie de sorte que les sources d'alimentation (101, 102, 103, 112) qui génèrent de l'énergie à des cots inférieurs fournissent des quantités supérieures d'énergie.
  6. 6. Procédé selon la revendication 4, dans lequel les sources d'alimentation comprennent un moteur thermique (101) d'un véhicule hybride et un système de freinage de régénération (102, 112).
  7. 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel le système de freinage de régénération (102, 112) possède une priorité supérieure pour alimenter la batterie embarquée (103) en vue d'une charge.
  8. 8. Procédé selon la revendication 4, dans lequel les informations comprennent une différence entre le cot de génération d'énergie de la batterie embarquée (103) et celui de l'autre source d'alimentation (101, 102, 112) qui fournit de l'énergie à la batterie embarquée (103). 25
  9. 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel les informations comprennent un état de charge de la batterie embarquée (103) en plus de la différence.
  10. 10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel l'état de charge de la batterie embarquée (103) est déterminé en utilisant une quantité d'énergie chargée dans la batterie embarquée (103) et une variation de quantité.
  11. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 10, caractérisé en outre en ce qu'il comprend: la répartition de l'énergie depuis les sources d'alimentation (101, 102, 103, 112) vers les charges électriques (lllal à 111e3), et la répartition de l'énergie restant dans les sources d'alimentation (101, 102, 103, 112) après la répartition vers les charges électriques (111al à 111e3).
  12. 12. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en outre en ce qu'il comprend: la fourniture d'énergie depuis le système électrique (1, 200) à l'autre système électrique (1, 200).
  13. 13. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les informations comprennent un cot de génération d'énergie de la génération d'énergie par un moteur thermique (101), et le cot de génération d'énergie est déterminé sur la base du rendement du moteur à un point de fonctionnement du moteur. 15
  14. 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en outre en ce qu'il comprend la correction du cot de génération de l'énergie sur la base d'informations sur le rendement du générateur.
  15. 15. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les informations comprennent un cot de génération d'énergie de la génération d'énergie par un moteur thermique (101), et le cot de génération d'énergie est déterminé sur la base 25 d'une augmentation du carburant consommé due à la génération d'énergie pour entraîner le moteur (101).
  16. 16. Procédé destiné à commander au moins l'un de systèmes électriques de véhicule (1, 200) comportant une pluralité de 30 sources d'alimentation (101, 102, 103, 112) comprenant un générateur entraîné par un moteur thermique (102) qui fournit de l'énergie à une charge électrique embarquée (111al à 111e3) et à une batterie embarquée (103), caractérisé en ce qu'il comprend: l'obtention d'informations sur les cots de génération 35 d'énergie qui sont des cots de génération d'une énergie unitaire par la batterie embarquée (103) chargée par les sources d'alimentation (101, 102, 112), et l'ajustement de la décharge de la batterie embarquée (103) qui fonctionne en tant que source d'alimentation sur la base des 40 informations.
  17. 17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en outre en ce qu'il comprend l'ajustement de la génération d'énergie du générateur (102) sur la base des informations.
  18. 18. Procédé de commande d'au moins l'un de systèmes électriques de véhicule (1, 200) comportant une pluralité de sources d'alimentation (101, 102, 103, 112) comprenant un générateur entraîné par un moteur thermique (102) qui fournit de 10 l'alimentation à une charge électrique embarquée (111al à 111e3) et à une batterie embarquée (103), caractérisé en ce qu'il comprend: l'obtention d'informations sur les cots de génération d'énergie qui sont des cots de génération d'une énergie 15 élémentaire par les sources d'alimentation (101, 102, 103, 112) , la mémorisation les informations dans une table pour chacune d'une pluralité d'unités d'énergie, dont chacune indique une unité d'énergie, sous forme d'informations sur les cots de génération de l'énergie de charge des unités d'énergie dans la 20 batterie embarquée (103), la suppression des informations les plus anciennes de la table lors de la décharge de la batterie embarquée (103) par l'énergie unitaire, et la détermination du cot de génération d'énergie de la 25 batterie embarquée (103) sur la base des informations sur le cot de génération d'énergie concernant l'unité d'énergie actuellement mémorisée dans la table.
  19. 19. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en outre 30 en ce qu'il comprend: la détermination de ce que la quantité cumulée d'énergie chargée et déchargée de la batterie embarquée (103) est inférieure à l'unité d'énergie, et la mémorisation d'informations sur l'unité d'énergie si la 35 quantité cumulée atteint une quantité d'énergie correspondant à l'unité d'énergie sous forme d'informations sur une unité d'énergie la plus récente de même que le cot de génération d'énergie de. l'unité d'énergie.
  20. 20. Procédé selon la revendication 19, dans lequel l'étape de détermination détermine séparément la quantité cumulée d'énergie chargée de la batterie embarquée (103) et celle de l'énergie déchargée de la batterie embarquée (103).
  21. 21. Procédé selon la revendication 20, dans lequel l'étape de mémorisation mémorise l'unité d'énergie dans la table en tant que nouvelle unité d'énergie de même que le cot de génération d'énergie pendant la charge de la batterie lorsque la quantité 10 cumulée de l'énergie chargée atteint la quantité d'énergie correspondant à l'unité d'énergie.
  22. 22. Procédé selon la revendication 20, dans lequel l'étape de suppression supprime les informations de l'unité d'énergie la 15 plus ancienne lorsque la quantité cumulée de l'énergie déchargée de la batterie embarquée (103) atteint la quantité d'énergie correspondant à l'unité d'énergie.
  23. 23. Procédé selon l'une quelconque des revendications 18 à 20 22, caractérisé en outre en ce qu'il comprend la correction périodique d'un certain nombre d'unités d'énergie pour qu'il corresponde à un état de charge de la batterie embarquée (103) qui est déterminé séparément avant la mémorisation dans la
    table.
  24. 24. Procédé selon la revendication 23, caractérisé en outre en ce qu'il comprend la suppression des informations les plus anciennes sur l'unité d'énergie mémorisées dans la table si le nombre d'unités d'énergie à mémoriser est supérieur au nombre 30 réel d'unités d'énergie déterminé sur la base de l'état de charge de la batterie embarquée (103).
  25. 25. Procédé selon la revendication 23, caractérisé en outre en ce qu'il comprend la mémorisation de l'unité d'énergie la 35 plus récente de même que des informations sur le cot de génération d'énergie de l'unité d'énergie si le nombre d'unités d'énergie à mémoriser est inférieur à un nombre réel d'unités d'énergie déterminé sur la base de l'état de charge de la batterie embarquée (103).
  26. 26. Procédé selon la revendication 23, dans lequel le cot d'énergie de la batterie embarquée (103) est déterminé par un cot moyen des unités d'énergie mémorisées dans la table.
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