FR2937297A1

FR2937297A1 - Procede d'estimation d'autonomie pour vehicule automobile pourvu de moyens de predictions ameliores et dispositif associe.

Info

Publication number: FR2937297A1
Application number: FR0857098A
Authority: FR
Inventors: Richard Balmy
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2008-10-17
Filing date: 2008-10-17
Publication date: 2010-04-23
Anticipated expiration: 2028-10-17
Also published as: FR2937297B1; WO2010043833A1; WO2010043833A9

Abstract

L'invention concerne un procédé d'estimation d'autonomie pour véhicule caractérisé en ce qu' à partir d'au moins une information (INFONAV) liée à un itinéraire restant à parcourir jusqu'à une destination sélectionnée par un utilisateur, on estime une autonomie à partir du calcul d'une énergie nécessaire à la réalisation dudit itinéraire (E_PARC) à parcourir.

Description

PROCEDE D'ESTIMATION D'AUTONOMIE POUR VEHICULE AUTOMOBILE POURVU DE MOYENS DE PREDICTIONS AMELIORES ET DISPOSITIF ASSOCIE L'invention concerne un procédé d'estimation d'autonomie et un dispositif associé pour un véhicule automobile. Pour prévenir l'immobilisation d'un véhicule en raison de la consommation totale des réserves énergétiques alimentant sa chaine de traction, un dispositif d'indication d'autonomie permet de renseigner l'utilisateur sur l'instant où les réserves d'énergie du véhicule se sont réduites de sorte que le niveau d'énergie restante est passé sous un seuil prédéterminé pour que l'utilisateur puisse rejoindre une station de recharge afin de recharger cette réserve d'énergie. Le dispositif d'indication d'autonomie fournit également à l'utilisateur une évaluation de la distance qu'il peut parcourir avec le niveau d'énergie restante dans le réservoir d'énergie. Ceci permet avantageusement à l'utilisateur de choisir la station de recharge qu'il souhaite utiliser par exemple. Cependant, ces dispositifs connus fondent l'estimation de l'autonomie restante sur des valeurs statistiques de la consommation depuis le dernier approvisionnement en énergie, ce qui a pour résultat une imprécision de l'indication donnée à l'utilisateur, notamment lorsque les conditions d'utilisation ont évolué de manière importante. De plus, ces dispositifs d'indication d'autonomie ne sont pas optimaux dans le cas de véhicules pourvus d'une chaine de traction électrique et qui ne disposent que d'une réserve d'énergie électrique limitée pour des raisons de coût et de volume des moyens de stockage, telles une batterie.

En effet, pour ces véhicules la quantité totale d'énergie stockée peut être proche voire inférieure à celle des réserves d'énergie pour les moteurs thermiques à partir de laquelle le dispositif d'indication d'autonomie met en alerte le conducteur. Les systèmes existants ne peuvent alors souvent pas indiquer avec certitude si la destination peut être atteinte, ce qui fait naitre une crainte et un stress dans l'esprit de l'utilisateur de devoir faire dépanner son véhicule. De plus, les systèmes existants ne peuvent prendre en considération des paramètres qui affectent fortement la puissance consommée par la chaine de traction, aussi bien thermique qu'électrique, comme la déclivité et le trafic sur le parcours emprunté, l'utilisation de certains auxiliaires tels que la climatisation de l'habitacle ou autre.

Il existe donc un besoin de pouvoir estimer l'autonomie d'un véhicule automobile avec une précision accrue et notamment de permettre de -3- prédire l'autonomie restante dans le cas d'une réserve d'énergie restante réduite et dans des conditions d'utilisation changeantes.

A cet effet, l'invention propose un procédé d'estimation de l'autonomie permettant de prédire la consommation d'énergie du véhicule sur un itinéraire à parcourir.

C'est un objet de la présente invention que de proposer un procédé d'estimation de l'autonomie qui à partir d'au moins une information liée à un itinéraire restant à parcourir jusqu'à une destination sélectionnée par un utilisateur, estime une autonomie à partir du calcul d'une énergie nécessaire à la réalisation dudit itinéraire à parcourir.

Suivant des modes particuliers de réalisation le procédé peut comporter les étapes suivantes . de calcul de l'énergie totale consommée à partir de la somme d'une valeur de puissance totale consommée par des auxiliaires nécessaire à la réalisation dudit itinéraire à parcourir et d'une valeur de puissance totale consommée par la chaine de traction nécessaire à la réalisation dudit itinéraire à parcourir; 30 10 15 20 25 -4- d'obtention de la valeur de la puissance totale consommée par les

auxiliaires en sommant les

consommations instantanées des auxiliaires du véhicule ;

d'obtention de la valeur de puissance totale qui sera consommée par la chaine de traction sur le parcours à partir d'une cartographie comprenant les paramètres de la masse du véhicule, d'un profil de vitesse du véhicule sur le parcours et d'un profil de pente sur le parcours ;

d'établissement d'un profil de vitesse du véhicule sur le parcours en associant des paramètres de trajet à chaque élément de profil de roulage ;

de détermination de la masse du

véhicule (M veh) selon la relation suivante . T roue R'x(Fa~ee_Veh+I -Veh+Ff1. ) Rx ùA ùJ_MEùJ_redù2xJ_roue+ pentex ( g+F_Roui) 100 ( PentexgR +Rx A ( +F_Roui) 100 M Veh = R' A J ME + J red + 2 x J roue R' de formation d'une trame d'information de profil de roulage à partir d'une variable de typage client apte à caractériser le comportement du (T _ roue ù Rx conducteur et d'une trame d'information comportant des informations classant la distance à parcourir par types de roulage ; de détermination d'une variable de type client à partir d'informations sur le conducteur reçues par des moyens de calcul de véhicule ; de production d'une trame d'information comportant des informations classant la distance à parcourir par types de roulage et de production de préférence d'un profil de pente sur la distance à parcourir ; d'obtention d'au moins une variable de sortie telle qu'une valeur d'autonomie restante totale, une valeur d'énergie restante à un point de destination, une variable d'état permettant de déterminer si la destination peut être atteinte.

Un autre objet de l'invention concerne un dispositif d'estimation d'autonomie comportant 25 au moins une entrée apte à recevoir au moins une information liée à un itinéraire restant à parcourir jusqu'à une destination sélectionnée par un utilisateur, au moins une sortie apte à délivrer une variable de sortie liée à un calcul 30 d'autonomie prédictif, et des moyens de calcul 10 15 20 aptes à mettre en oeuvre un procédé selon l'invention.

Selon un autre objet, l'invention concerne un système de gestion d'énergie comportant des moyens de calcul aptes à mettre en oeuvre le procédé d'estimation d'autonomie selon l'invention. Selon un autre objet, l'invention concerne un système de navigation comportant des moyens de calcul aptes à mettre en oeuvre le procédé d'estimation d'autonomie selon l'invention.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description suivante des modes de réalisation non limitatifs de celle-ci, en liaison avec les figures annexées sur lesquelles . - la figure 1 représente une vue schématique générale des blocs de fonctionnement du dispositif d'estimation d'autonomie selon l'invention ; - la figure 2 représente le détail du bloc des moyens de calcul de l'autonomie 10 ; - la figure 3 représente le détail du bloc des moyens de calcul prédictif de la puissance totale consommée par le véhicule 20 -7- - la figure 4 représente le détail du bloc des moyens de calcul prédictif de la puissance consommée par le véhicule 30 ; - la figure 5 représente le détail du bloc des moyens de calcul de la puissance consommée par le véhicule pour les auxiliaires 40 ; - la figure 6 représente le détail du bloc des moyens de calcul prédictif du profil de vitesse du véhicule en fonction du temps 50 ; - la figure 7 représente le détail du bloc des moyens d'estimation de la masse réelle du véhicule 60 ; - la figure 8 représente le détail du bloc des moyens de calcul du véhicule 70; - la figure 9 représente le détail du bloc des moyens de caractérisation du profil de roulage en fonction du temps 80 - la figure 10 représente le détail du bloc des moyens de détermination de typage client 90.

L'invention sera décrite dans le cadre d'un véhicule muni d'une chaine de traction électrique mais on comprendra que l'invention trouve application à des véhicules comportant une chaine de traction thermique ou à des véhicules comportant une combinaison d'une chaine de traction électrique et d'une chaine de traction thermique et plus généralement à des véhicules comportant une chaine de traction consommatrice d'une énergie stockée à bord du véhicule.

Comme l'illustre la figure 1, le dispositif d'estimation d'autonomie 1 comporte des moyens de calcul de l'autonomie 10 dont une première entrée 11 est reliée à une sortie 24 de moyens de calcul prédictif de la puissance totale consommée par le véhicule 20, une deuxième entrée 12 est reliée à une quatrième sortie 74 des moyens de calcul du véhicule 70, et une troisième entrée 13 est reliée à une troisième moyens de calcul de navigation sortie 103 de 15 100. Les moyens puissance totale sont reliés par de calcul prédictif de la consommée par le véhicule 20 une première entrée 21 à une sortie 31 de moyens de calcul prédictif de la 20 puissance consommée par le véhicule 30 pour sa traction et par une deuxième entrée 22 à une deuxième sortie 41 de moyens de calcul de la puissance consommée par le véhicule pour les auxiliaires 40. 25 Les moyens de calcul prédictif de la puissance reliés par sortie 51 profil de 30 temps 50, sortie 61 consommée par le véhicule 30 sont une première entrée 32 à une première de moyens de calcul prédictif du vitesse du véhicule en fonction du par une deuxième entrée 33 à une de moyens d'estimation de la masse réelle du véhicule 60 et par une troisième entrée 34 à une sortie 102 de moyens de calcul de navigation 100. Le dispositif d'estimation d'autonomie 1 pourra alors comprendre l'ensemble de ces blocs à l'exception des moyens de calcul du véhicule 70 situés dans le véhicule, le dispositif 1 étant en communication avec les sorties 71,72, 73, 74 de ces moyens de calcul 70.

Le dispositif d'estimation d'autonomie 1 peut ne pas comprendre les moyens de calcul de navigation 100, et dans ce cas communiquera alors avec celui-ci au travers des sorties 101,102,103 desdits moyens de calculs de navigation 100. Les moyens de calcul de la puissance consommée par le véhicule pour les auxiliaires 40 sont reliés par une première entrée 42 à une deuxième sortie 72 de moyens de calcul du véhicule 70 et par une deuxième entrée 43 à une deuxième sortie 53 de moyens de calcul prédictif du profil de vitesse du véhicule en fonction du temps 50. Les moyens de calcul prédictif du profil de vitesse du véhicule en fonction du temps 50 sont reliés par une entrée 52 à une sortie 81 de moyens de caractérisation du profil de roulage en fonction du temps 80. Les moyens d'estimation de la masse réelle du véhicule 60 sont reliés par une première entrée 62 à une première sortie 44 des moyens de calcul -10- de la puissance consommée par le véhicule pour les auxiliaires 40 et par une deuxième entrée 63 à une première sortie 71 des moyens de calcul du véhicule 70.

Les moyens de calcul du véhicule 70 sont reliés par une troisième sortie 73 à une entrée 91 de moyens de détermination de typage client 90. Les moyens de caractérisation du profil de roulage en fonction du temps 80 sont reliés par une première entrée 83 à une sortie 92 des moyens de détermination de typage client 90 et par une deuxième entrée 84 à une sortie 101 de moyens de calcul de navigation 100.

Comme l'illustre la figure 2, les moyens de calcul de l'autonomie 10 reçoivent sur la première entrée 11, l'énergie nécessaire à la réalisation du parcours E PARC des moyens de calcul prédictif de la puissance totale consommée par le véhicule 20, l'énergie restante dans le réservoir d'énergie E REST des moyens de calcul du véhicule 70 sur la deuxième entrée, ainsi que la distance restant à parcourir jusqu'à la destination D des moyens de calcul de navigation 100 sur la troisième entrée 13. A partir de ces valeurs, les moyens de calcul de l'autonomie 10 déterminent l'autonomie restante totale AUTO REST ainsi que l'énergie restante à un point de destination E REST DEST. Au moins une variable de sortie SORTIE est émise -11- sur une sortie 14. On peut y retrouver des variables représentant l'autonomie restante totale AUTO REST ainsi que l'énergie restante à un point de destination E REST DEST, ainsi qu'une variable d'état DEST? permettant de déterminer si la destination peut être atteinte. Cette sortie pourra par exemple être reliée à des moyens d'affichage pour afficher une ou plusieurs de ces informations, et en informer le conducteur, éventuellement après des traitements et mises en forme supplémentaires. On pourra prévoir que les moyens d'affichage soient situés dans le tableau de bord du véhicule, ou bien dans un dispositif de navigation à l'estime de type GPS, portatif et nomade.

A la figure 3, on a représenté les moyens de calcul prédictif de la puissance totale consommée par le véhicule 20 qui reçoivent une valeur totale de la puissance consommée par tous les auxiliaires du véhicule P AUX sur la deuxième entrée 22 et qui reçoivent la valeur totale de la puissance consommée pour la traction du véhicule P TRACT par les moyens de calcul prédictif de la puissance consommée par le véhicule 30 sur la première entrée 21. Ces moyens de calcul 20 somment ces deux valeurs de puissance P AUX, P TRACT pour obtenir une puissance totale nécessaire à la réalisation du parcours P PARC. - 12 - Les moyens de calcul 20, calculent également à partir de cette puissance totale P PARC, l'énergie nécessaire à la réalisation du parcours E PARC en intégrant la puissance totale P PARC dans le temps. Il est alors émis sur la sortie 24, à la fois une valeur de puissance totale P PARC et une valeur d'énergie nécessaire à la réalisation du parcours E PARC.

Les moyens de calcul prédictif de la puissance totale consommée par le véhicule pour la traction 30, représentés à la figure 4, reçoivent la masse du véhicule estimée M Veh par les moyens d'estimation de la masse réelle du véhicule 60 sur la première entrée 32, un profil de vitesse du véhicule en fonction de la distance parcourue V PROFIL entre la position actuelle du véhicule et la destination par les moyens de calcul prédictif du profil de vitesse du véhicule en fonction du temps 50 sur la deuxième entrée 33, et un profil de pente en fonction de la distance parcourue PENTE PROFIL entre la position actuelle du véhicule et la destination des moyens de calcul de navigation 100 sur la troisième entrée 34. A partir de des trois paramètres M Veh, V PROFIL, PENTE PROFIL, les moyens de calcul 30 associent un profil en fonction du temps de la puissance à fournir aux roues du véhicule P ROUES représentative de la valeur totale consommée par la chaine de traction du véhicule -13- lors du trajet de la position courante à la destination. Ces moyens de calcul prédictif 30 comportent en outre des cartographies de rendement des différents éléments de la chaine de traction du véhicule, tels que dans le cas d'un véhicule électrique, les rendements de la batterie, du moteur électrique, du réducteur, de la boîte de vitesse ou encore du convertisseur continu- continu (DC-DC). Connaissant le profil en fonction du temps de la puissance à fournir aux roues du véhicule P ROUES, on remonte par ces cartographies de rendement au profil de puissance consommée en sortie de batterie pour réaliser le parcours entre le point où se situe le véhicule et le point de destination désiré P TRACT en sortie 31, qui peut prendre par exemple la forme d'un tableau.

Ces différentes cartographies seront obtenues lors de la mise au point du système et intégrées dans des moyens de mémorisation des moyens de calcul prédictifs de la puissance totale consommée par le véhicule pour la traction 30.

Comme représentés à la figure 5, les moyens de calcul de la puissance consommée par le véhicule pour les auxiliaires 40 reçoivent par la première entrée 42, des informations sur la consommation des auxiliaires Cinst AUX du véhicule en provenance des moyens de calcul du - 14 - véhicule 70. Ces informations peuvent être une consommation instantanée du système de climatisation Cinst CLIM, une consommation instantanée du système de chauffage Cinst CHAUF, une consommation instantanée du système de navigation Cinst NAV, une consommation instantanée des systèmes d'éclairage Cinst LIGHT, une consommation instantanee du système de radio Cinst RADIO. Plus généralement, les moyens de calcul de la puissance consommée par le véhicule pour les auxiliaires 40 reçoivent des moyens de calcul du véhicule 70, toute information susceptible de fournir des renseignements sur la consommation des auxiliaires Cinst AUX du véhicule automobile. En plus de la consommation des auxiliaires, les moyens de calcul du véhicule 70 envoient la valeur des températures extérieure Text Hab et intérieure Tint Hab à l'habitacle du véhicule ainsi que la température cible Tc Hab de l'habitacle renseignée par le conducteur. Les moyens de calcul de navigation 100 envoient les informations relatives au profil de roulage et aux distances relatives à chaque type de roulage. Les moyens de calcul de la puissance consommée par le véhicule pour les auxiliaires 40 reçoivent par la deuxième entrée 43 le profil de vitesse du véhicule en fonction du temps V PROFIL. - 15 - Les moyens de calcul de la puissance consommée par le véhicule pour les auxiliaires 40 émettent sur la première sortie 44, une variable P AUX I représentative de la somme des valeurs instantanée de puissances consommées par les auxiliaires du véhicule. En outre, les moyens de calcul 40 émettent sur une deuxième sortie 41, un profil en fonction du temps de la puissance consommée par les auxiliaires P AUX représentative de la valeur totale consommée par tous les auxiliaires du véhicule lors du trajet de la position courante à la destination. Selon une première variante de réalisation, la valeur totale consommée pourra être déduite d'une cartographie prédéterminée en fonction par exemple de paramètres affectant l'auxiliaire consommateur principal d'énergie. Cette cartographie pourra alors dépendre des paramètres de température cible Tc Hab de régulation de la température d'habitacle de la température extérieure Text Hab et du profil de vitesse du véhicule en fonction du temps V PROFIL qui affecte la capacité d'échange au niveau des aérothermes de l'appareil de climatisation et de chauffage. La prédétermination de la cartographie sera effectuée au moment de la mise au point du dispositif.

Selon une deuxième variante de réalisation, le profil en fonction du temps de la puissance - 16 - consommée par les auxiliaires P AUX est obtenu en considérant une valeur constante sur toute la distance à parcourir. Cette valeur pourra être P AUX I représentative de la valeur moyenne de puissance instantanée consommée par les auxiliaires du véhicule. Selon une troisième variante de réalisation, le profil en fonction du temps de la puissance consommé par les auxiliaires P AUX est obtenu en considérant une suite de valeur moyenne de puissance instantanée consommée par les auxiliaires du véhicule correspondant chacune au type de trajet tout au long du parcours.

Les moyens de calcul de la puissance consommée par le véhicule pour les auxiliaires 40 somment alors toutes ces valeurs afin d'émettre sur la deuxième sortie 41, une variable P AUX représentative de la valeur totale consommée par tous les auxiliaires du véhicule. Les moyens de calcul de la puissance consommée par le véhicule pour les auxiliaires 40 (de façon analogue aux moyens de calcul prédictif de la puissance consommée par le véhicule 30) émettent un tableau représentant le profil de puissance consommee P AUX en fonction du temps. Les moyens de calcul prédictifs de la puissance consommée par le véhicule pour sa traction 20 intègrent alors la somme de ces profils sur le trajet pour obtenir une puissance - 17 - totale consommee P PARC puis dans le temps pour obtenir une énergie E PARC.

La figure 6 détaille les moyens de calcul prédictif du profil de vitesse du véhicule en fonction du temps 50 qui reçoivent une trame d'information de profil de roulage PROF ROUL des moyens de caractérisation du profil de roulage en fonction du temps 80 sur l'entrée 52. Cette trame PROF ROUL vise à segmenter le parcours restant à parcourir et à caractériser chacun des segments obtenus par un couple type de roulage-type client. Pour chaque couple type de roulage-type client, les moyens de calcul prédictif du profil de vitesse du véhicule en fonction du temps 50 associent des paramètres de trajet qui sont reçus des moyens de caractérisation du profil de roulage en fonction du temps 80 et qui sont stockés dans des moyens de mémorisation de ces moyens de calcul 50. Ces informations peuvent comprendre par exemple les paramètres suivants - Vitesse moyenne - Vitesse maximale - Variance de la vitesse - Accélération moyenne - Accélération maximale - Variance de l'accélération - Nombre d'arrêt moyen par kilomètre30 -18- Cette liste de paramètres n'est en rien exhaustive et d'autres paramètres peuvent être associés aux couples type de roulage-type client.

Un profil de vitesse V PROFIL fonction de la

distance parcourue est ainsi reconstruit à partir de ces paramètres de trajet tels que la vitesse moyenne et la variance et est émis à la fois sur la première 51 et la deuxième sortie 53 des moyens de calcul 50. Les moyens d'estimation de la masse réelle du véhicule 60 représentés à la figure 7 reçoivent, par la deuxième entrée 63, des informations liées au véhicule pour la détermination de la masse INFO V M en provenance des moyens de calcul du véhicule 70. Ces informations INFO V M peuvent par exemple être une puissance

instantanée prélevée à la batterie Pinst RESERVE, un couple fourni par le moteur C MOTEUR, une vitesse instantanée du véhicule Vinst VEHICULE, une accélération instantanée du véhicule d (Vinst VEHICULE), une pente à laquelle dt

le véhicule est soumis PENTE, une tension prélevée aux bornes de la batterie V BATTERIE. Dans le cas d'une chaine de traction thermique, on pourra par exemple remplacer la tension prélevée aux bornes de la batterie V BATTERIE par son équivalent à savoir la différence de pression entre le carburant présent dans le -19- réservoir et la pression du carburant à sa sortie. Les moyens d'estimation de la masse réelle du véhicule 60 reçoivent, par la première entrée 62, la variable P AUX I représentative de la somme des valeurs instantanées de puissances consommées par les auxiliaires du véhicule des moyens de calcul de la puissance consommée par le véhicule pour les auxiliaires 40. En effet, la puissance totale consommée par le véhicule dépend de sa masse, de la consommation des auxiliaires, de la pente et des caractéristiques de pénétration dans l'air et de traînée du véhicule (SCx, etc). Pour déterminer la masse, les moyens de calcul du véhicule 70 envoient la puissance totale prélevée à la batterie Pinst RESERVE et une mesure instantanée de la pente PENTE mesurée par exemple par un capteur de pente. Cette valeur instantanée de pente PENTE peut également être obtenue par une cartographie de pente sur le parcours stockée dans une mémoire d'un système de navigation. Pour obtenir la puissance nécessaire à la traction du véhicule P TRACT, on retranche la puissance consommée par les auxiliaires P AUX à la puissance totale puisée à la batterie P Bat. C'est la puissance utilisée pour la traction P TRACT qui permet de déterminer la masse du véhicule.30 -20- Selon l'invention, l'estimation de la masse du véhicule est réalisée lors des accélérations positives du véhicules, c'est-à-dire lorsque la vitesse du véhicule se déplaçant en marche avant augmente.

La masse du véhicule M Veh (kg) est donnée par la relation (1) suivante en utilisant les équations régissant la dynamique: R x (T _roue û Tresist) û J ME û J red û 2 x J roue A R2 M Veh = (1) Avec .

A : L'accélération instantanée du véhicule mesurée (m/s2) J ME : L'inertie de la machine électrique (kg•m2) J Roue : L'inertie des roues (kg.m2) J Red : L'inertie du réducteur (kg.m2) Tresist : Couple résistif d'avancement du véhicule (N.m) T Roue La mesure du couple fournie aux roues (N.m) R: Le rayon des pneus (m) Lorsque l'inertie du véhicule J Veh est donnée par la relation suivante : -21- J Veh = J ME+J red+2xJ roue+R2xM Veh Le couple aux roues se calcule de la façon suivante . P tract = P Bat ù P aux I P tract *Rend Me*Rend Red Troue= ù N roue Avec

P TRACT : La puissance utilisée pour la traction P BAT: La puissance consommé par les auxilliaires

10 Rend Me : La cartographie de rendement de la machine électrique.

Rend Red: Le rendement du réducteur. Si entre la batterie et les roues il y a des

15 composants autres que la machine électrique et le réducteur, il faudra prendre en compte le rendement de chacun de ces éléments dans le calcul de la mesure du couple fournie aux roues T Roue.

20

Le couple résistif à l'avancement du véhicule Tresist se calcule de la façon suivante : Fente _ Veh + F ero _ Veh + F out _ Veh + Ftrainee _ Veh Si V 0

Fente _ Veh ù F ero _ Veh ù F out _ Veh ù Frainee _ Veh Si V 0 Tresist = R x 25 Avec . -22- F pente Veh, la force gravitationnelle qui s'exerce sur le véhicule ; F aero Veh, la force aérodynamique qui s'exerce sur le véhicule ; F trainee Veh, la force de léchage des freins et de traînée de roulement qui s'exerce sur le véhicule ; F roui Veh, la force s'opposant au roulement du véhicule F pente Veh est donnée par la relation Fpente _Veh= PENTE xM Veh x g suivante 100 PENTE représentant la pente à laquelle est soumis le véhicule g représentant l'accélération du véhicule

F aero Veh est donnée par la relation suivante Faero _Veh=0.5xrho_airxScxxV2 Rho air représentant la masse volumique de l'air Scx représentant le produit du maitre couple par le coefficient de frottement dans l'air du véhicule V représentant la vitesse du véhicule F trainee Veh est donnée par la relation suivante : Ffai,Zee _ Veh = Lechage _ frein + Trainee _ roui Lechagefrein représentant la force de léchage des freins qui s'exerce sur le véhicule -23- Trainee roui représentant la force de traînée de roulement qui s'exerce sur le véhicule F rouf Veh est donné par la relation 5 suivante : Foin -Veh=MùVehxF-Roui F Roui_ représentant le coefficient de roulement des pneus.

La force s'opposant au roulement du véhicule F rouf Veh peut être fonction de la vitesse du

10 véhicule et de toute autre variable accessible ayant une influence sur la force de frottement des pneus. En combinant ces équations et en prenant pour 15 hypothèse que la vitesse du véhicule V est

positive (V>0) on obtient une deuxième relation

(2) donnant la masse du véhicule M Veh. Tresist - R x (FQinee -Veh+ Fe,o -Veh+ Fein M Veh = ) PENTE x (2) R * ( g + F _Roui) 100

F frein représentant la force de freinage 20 mécanique.

La combinaison des deux relations (1) et (2) donnant la masse du véhicule M Veh, on obtient la relation suivante pour Tresist . - 24 - RZ x (F,alnee _ Veh + FQero _ Veh + Ffrel Tresist = RxTùroue _JMEûJredû2xJroue A 1 ( +Rx ) (Pentexg + F Roul) A 100 (Pente x g 100 R +Rx1 ((Pentexg +F Roui) 100 A R + + F Roul)

(3) La masse du véhicule peut alors être calculée 5 en réinjectant cette dernière Tresist (3) dans la première donnant M veh.

Avec (1) et (2) on obtient donc une relation relation pour relation (1) (T _ roue ù Rx 10 (4) M Veh =T roue R2 x (F.a~nee Veh + F e.o Veh + Ffe,n) Rx ù J MEùJ redù2xJ _roue + A +Rx l) ( Pente x g A ( +F_Roui) 100 R (Pente x g +F_Roui) 100 ) A ù(J_ME+J_red+2x R' A la figure 8 sont représentés les moyens de 15 calcul du véhicule 70 qui se chargent de collecter et d'émettre des informations liées au fonctionnement du véhicule à divers moyens de calcul du dispositif d'estimation de l'autonomie. 20 Ces moyens 70 émettent sur une première sortie 71 les informations liées au véhicule pour la détermination de la masse INFO V M à -25- destination des moyens d'estimation de la masse réelle du véhicule 60. Des informations sur la consommation des auxiliaires, et notamment la puissance instantanée consommée par les auxiliaires Cinst AUX sont émises par une deuxième sortie 72 des moyens de calcul du véhicule 70. Les moyens de calcul du véhicule 70 émettent sur une troisième sortie 73, également des informations INFO COND susceptibles de fournir des renseignements sur le type de conducteur, ou client qui est aux commandes du véhicule. On trouve sur une quatrième sortie 74, une valeur d'énergie restante dans le réservoir d'énergie E REST à destination des moyens de calcul de l'autonomie 10.

A la figure 9 sont représentés les moyens de caractérisation du profil de roulage en fonction du temps 80 qui reçoivent des informations des moyens de détermination de typage client 90 sur la première entrée 83 sous la forme de variables de type de client VAR TYP CLIENT, et sur la deuxième entrée 84 des informations provenant des moyens de calcul de navigation 100 sous la forme d'une trame d'information INFO NAV pour classer la distance à parcourir par types de roulage. Cette trame d'information INFO NAV peut comprendre la distance restant a parcourir jusqu'au point d'arrivée, l'enchainement des -26- types de roulage (embouteillage, routier, urbain...) et la distance de roulage associée à chaque type de roulage. Un exemple de trame d'informations INFO NAV reçue par les moyens de caractérisation du profil de roulage en fonction du temps 80, dans le cas où cinq types de roulage sont utilisés est la suivante . Type de Embouteillage Urbain Embouteillage Routier Autoroutier roulage Distance 1500 2000 1700 7000 15000 (m) La trame d'information INFO NAV peut également comprendre une information sur la déclivité le long du trajet. Pour cela, le système de navigation sera doté d'une cartographie traditionnelle du réseau routier enrichie d'informations relatives à la déclivité des routes composant le réseau.

Cette trame d'information INFO NAV et plus particulièrement le champ relatif à l'enchainement de types de roulages peut être mis à jour au rythme de la réception par le système de navigation d'informations relatives aux conditions de trafic radiodiffusées par exemple selon le protocole RDS-TMC (Radio Data System-Traffic Message Channel).

Cette liste de types de roulage est alors combinée à une variable VAR TYP CLIENT -27- permettant de classer le conducteur en fonction de son style de conduite. Une liste couple type de roulage-type client T ROUL T COND est ainsi obtenue.

Les moyens de caractérisation du profil de roulage en fonction du temps 80 émettent sur leur sortie 81, une trame d'information de profil de roulage PROF ROUL détaillant la longueur des segments du parcours et les types de roulage associés comme par exemple : Type de Embouteillage- Urbain- Embouteillage- Routier- Autoroutier- Nerveux roulage Nerveux Nerveux Nerveux Nerveux Distance 1500 2000 1700 7000 15000 (m) Les moyens de caractérisation du profil de roulage en fonction du temps 80 émettent également sur leur sortie 81, pour chaque segment, des paramètres de trajet comme suit Vitesse moyenne Vitesse maximale Variance de la vitesse Accélération moyenne Accélération maximale Variance de l'accélération Nombre d'arrêt moyen par kilomètre Les moyens de détermination de typage client 90 représentés à la figure 10 reçoivent par l'entrée 91, des informations sur le conducteur INFO COND du véhicule en provenance des moyens de calcul du véhicule 70. Ces informations -28- peuvent par exemple comprendre une position de la pédale d'accélérateur POS ACC, une vitesse d'enfoncement de la pédale d'accélérateur d at(POS_ACC), une position de la pédale de frein POS FREIN, une vitesse d'enfoncement de la pédale de frein d (POS FREIN), une position du dt

volant de direction POS VOL, une vitesse de rotation du volant de direction d (POS VOL). dt

Plus généralement, les moyens de

détermination de typage client 90 reçoivent des moyens de calcul du véhicule 70, toute information INFO COND susceptible de fournir des renseignements sur le type de conducteur qui est aux commandes du véhicule.

Les moyens de détermination du typage client 90 effectuent à partir de ces informations un classement du conducteur du véhicule selon son

style de conduite en éditant des relevés statistiques de ces informations. En fonction de

ces résultats statistiques, le conducteur se

voit attribué une classe et une variable VAR TYP CLIENT correspondante est émise par les moyens de détermination du typage client sur sa sortie 92. Les classes peuvent être par exemple

nerveux , calme , lent etc....

Le nombre, les valeurs de seuillages et les informations retenues pour la détermination de ces classes seront déterminées au moment de la -29- mise au point du dispositif sur un échantillon représentatif de conducteurs. Plus le nombre de classes est élevé et plus le dispositif est capable de prendre en compte le comportement du conducteur qui influe sur la consommation du véhicule.

Selon une variante de réalisation, le dispositif d'estimation de l'autonomie 1, lorsqu'il est intégré dans un calculateur extérieur au véhicule, comme dans un dispositif de navigation portatif (PND) peut également comporter des moyens de construction de cartographie de rendement de la chaine de traction complète à partir de mesures de puissance consommée par la chaine de traction du véhicule et de mesures de puissance à la roue, mesures qui pourront être obtenues par des moyens de communication avec des moyens de calculs de véhicule. La connaissance de cette cartographie de rendement de la chaine de traction, le calcul prédictif de la puissance consommée et prélevé à la réserve d'énergie fonction de l'itinéraire jusqu'à la destination choisie est possible.

Ces opérations et moyens de calculs peuvent être intégrés et réalisés dans le calculateur ECU du véhicule.30 - 30- Dans le cas d'un véhicule utilisant alternativement une chaine de traction thermique et une chaine de traction électrique, des moyens prédictifs de détermination de la source d'énergie utilisée pourront venir s'ajouter.

Selon une variante de réalisation, les moyens de calcul prédictif de la puissance totale consommée par le véhicule pour la traction 30, les moyens de caractérisation du profil de roulage en fonction du temps 80 et les moyens de calcul prédictif du profil de vitesse du véhicule en fonction du temps 50 pourront être remplacés par des moyens uniques de calcul. Ces moyens de calcul comprendraient alors une cartographie prédéterminée au moment de la mise au point, permettant de déterminer l'énergie consommée sur chaque portion du trajet et donc sur l'ensemble du trajet, à partir de la pente, du type de parcours (embouteillage, routier etc...), du typage client, et de la masse la puissance. Dans ce cas, les moyens de calcul de navigation 100 pourront envoyer des informations relatives au profil de roulage et aux distances relatives à chaque type de roulage directement aux moyens de calcul de la puissance consommée par les auxiliaires 40. Il s'en suit une réduction importante du 30 temps de calcul. Une mise à jour automatique de la cartographie pourra être effectuée en -31- fonction de l'historique d'usage du client pour augmenter la précision de cette cartographie.

Le dispositif d'estimation de l'autonomie 1 pourra être intégré dans un système de gestion de l'énergie d'un véhicule qui pourra être intégré dans le véhicule dès l'origine, soit être intégré dans le véhicule après sa fabrication et vendu séparément du véhicule.

A partir des informations disponibles en sortie du dispositif d'estimation de l'autonomie 1, le système de gestion de l'énergie le cas échéant avec le concours d'un système de navigation pourra: - informer le conducteur de la possibilité d'atteinte de la destination choisie, et le cas échéant l'informer de combien d'énergie supplémentaire a-t-il besoin pour arriver à destination ; informer le conducteur de la localisation de points de recharge d'énergie sur son parcours informer le conducteur de l'autonomie restante à son point de destination ; - proposer au conducteur un itinéraire qui est le moins consommateur d'énergie jusqu'à son point de destination ; proposer au conducteur un itinéraire le plus rapide jusqu'à son point de destination.30 -32- Une utilisation particulière du système de gestion de l'énergie permettra d'informer le conducteur de la possibilité d'atteinte de la destination choisie, et de calculer et d'informer le conducteur de l'autonomie restante une fois la destination atteinte. Si la destination ne peut pas être atteinte, le conducteur pourra être informé . - de la position d'approvisionnement d'énergie, (recharge ou échange de batterie pour un véhicule à traction électrique, ou remplissage de carburant pour un véhicule à traction thermique) pour atteindre la destination ; - du niveau de charge minimal à ajouter pour atteindre la destination.

A cet effet, les informations DEST, E REST DEST et AUTO REST pourront servir de base pour générer une requête à destination des moyens de calculs de navigation 100, afin de faire en sorte qu'il calcule et émette un autre itinéraire, si l'itinéraire dont l'autonomie a été calculé n'est pas satisfaisant.

On pourra aussi se servir d'un afficheur du système de navigation pour émettre les informations à destination du conducteur qui résultent des calculs d'autonomie. Il sera alors possible de proposer au moins un trajet alternatif moins consommant, ou un itinéraire au long duquel un système de recharge - 33 - est présent si la capacité initiale de la batterie n'est pas suffisante pour atteindre la destination cible, ou en cas ultime informer l'utilisateur que sa destination n'est pas atteignable avec son véhicule.

La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés. De nombreuses modifications peuvent être réalisées, sans pour autant sortir du cadre défini par la portée du jeu de revendications.15

Claims

REVENDICATIONS1) Procédé d'estimation d'autonomie pour véhicule caractérisé en ce qu'à partir d'au moins une information (INFONAV) liée à un itinéraire restant a parcourir jusqu'à une destination sélectionnée par un utilisateur, on estime une autonomie à partir du calcul d'une énergie nécessaire à la réalisation dudit itinéraire (E PARC) à parcourir.
2) Procédé d'estimation d'autonomie selon la revendication précédente caractérisé en ce que l'on calcule l'énergie totale consommée (E PARC) à partir de la somme d'une valeur de puissance totale consommée par des auxiliaires (P AUX) nécessaire à la réalisation dudit itinéraire à parcourir et d'une valeur de puissance totale consommée par la chaine de traction (P TRACT) nécessaire à la réalisation dudit itinéraire à parcourir .
3) Procédé d'estimation d'autonomie selon la revendication précédente caractérisé en ce que l'on obtient la valeur de la puissance totale consommée par les auxiliaires (P AUX) en sommant des consommations instantanées (C inst AUX) des auxiliaires du véhicule.-35-
4) Procédé d'estimation d'autonomie selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3 revendication précédente caractérisé en ce que l'on obtient la valeur de puissance totale qui sera consommée par la chaine de traction sur le parcours (P TRACT) à partir d'une cartographie comprenant les paramètres d'une masse du véhicule (M veh), d'un profil de vitesse du véhicule sur le parcours (V PROFIL) et d'un profil de pente sur le parcours (PENTE PROFIL).
5) Procédé d'estimation d'autonomie selon la revendication précédente caractérisé en ce que l'on établit un profil de vitesse du véhicule sur le parcours (V PROFIL) en associant des paramètres de trajet à chaque élément de profil de roulage (PROF ROUL).
6) Procédé d'estimation d'autonomie selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5 caractérisé en ce que l'on détermine la masse du véhicule (M veh) selon la relation suivante :-36- T roue R'x(Fa~ee_Veh+I ùVeh+FF) Rx ù ùJ_MEùJ_redù2xJ_roue+ A pentex g ( +F_Roui) 100 R 1 +Rx ( ) Pente xg A ( +F Rou~ 100 M Veh = R' A J ME + J red + 2 x J roue R'
7) Procédé d'estimation d'autonomie selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'on forme une trame d'information de profil de roulage (PROF ROUL) à partir d'une variable de typage client (VAR TYP CLIENT) apte à caractériser le comportement du conducteur et d'une trame d'information (INFO NAV) comportant des informations classant la distance à parcourir par types de roulage.
8) Procédé d'estimation d'autonomie selon la revendication précédente caractérisé en ce que l'on détermine une variable de type client (VAR TYP CLIENT) à partir d'informations sur le conducteur (INFO COND) reçues par des moyens de calcul de véhicule (70).
9) Procédé d'estimation d'autonomie selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'on produit une trame d'information (INFO NAV) comportant des informations classant la distance à parcourir par types de roulage et en ce que l'on produit (T _ roue ù ) Rx-37- de préférence un profil de pente sur la distance à parcourir (PENTE PROFIL).
10) Procédé d'estimation d'autonomie selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'on obtient au moins un variable de sortie (SORTIE) telle qu'une valeur d'autonomie restante totale (AUTO REST), une valeur d'énergie restante à un point de destination (E REST DEST), une variable d'état (DEST?) permettant de déterminer si la destination peut être atteinte.
11) Dispositif d'estimation d'autonomie comportant au moins une entrée apte à recevoir au moins une information (INFONAV) liée à un itinéraire restant à parcourir jusqu'à une destination sélectionnée par un utilisateur, au moins une sortie apte à délivrer une variable de sortie (SORTIE) liée à un calcul d'autonomie prédictif, et des moyens de calcul aptes à mettre en oeuvre un procédé selon l'une des revendications précédentes.
12) Système de gestion d'énergie comportant des moyens de calcul aptes à mettre en oeuvre le procédé d'estimation d'autonomie selon l'une des revendications 1 à 10.
13) Système de navigation comportant des moyens de calcul aptes à mettre en oeuvre le-38- procédé d'estimation d'autonomie selon l'une des revendications 1 à 10.5