FR2988060A1 - Procede de gestion d'energie d'un vehicule electrique - Google Patents
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Abstract
L'invention se rapporte à un procédé de gestion d'énergie pour un véhicule électrique, comprenant un calculateur, un moteur électrique, une batterie électrique et un moteur thermique d'appoint utilisant un carburant et conçu pour aider la batterie à faire fonctionner ledit moteur électrique. La principale caractéristique d'un procédé selon l'invention est qu'il comprend les étapes suivantes : - une étape de sélection d'un trajet compris entre un point de départ et un point de destination, - une étape de détermination, par le calculateur, de l'ensemble des états énergétiques (2) pouvant être atteints par le véhicule à son point de destination, - une étape de sélection de l'un des états atteignables possibles (2), - une étape de mise en oeuvre, par le calculateur, d'une stratégie de consommation énergétique le long du trajet pour parvenir à l'état énergétique sélectionné (2).
Description
PROCEDE DE GESTI ON D'EN ERGI E D'UN VEHI CULE ELECTRI QUE L'invention se rapporte à un procédé de gestion d'énergie d'un véhicule électrique. A l'heure actuelle, un véhicule électrique VE présente une autonomie faible par rapport à un véhicule à moteur thermique. Une solution permettant d'augmenter l'autonomie du VE consiste à le doter d'un prolongateur d'autonomie REEV (de l'anglais range extender electric vehicle). Le REEV est une deuxième source d'énergie qui est assimilable à un moteur d'appoint, et qui aide la batterie haute-tension d'un véhicule électrique à tracter ledit véhicule, ladite batterie constituant sa source d'énergie principale. Typiquement, bien que le moteur d'appoint REEV puisse être un moteur thermique à carburant ou une pile à combustible, nous supposerons pour la suite de la description, qu'il est représenté par un moteur à carburant. Le moteur d'appoint REEV fournit une puissance au moteur électrique, par exemple, à travers un courant électrique dans le réseau haute-tension du VE, mais il n'est pas capable d'assurer à lui tout seul, la traction du véhicule. L'ajout d'un moteur d'appoint REEV permet d'augmenter l'énergie globale disponible à bord du véhicule, et augmente donc a priori son autonomie kilométrique. Un certain nombre de procédés de gestion d'énergie ont déjà été développés pour optimiser l'utilisation du moteur d'appoint REEV le long d'un trajet donné, de manière par exemple à limiter la consommation de carburant dudit moteur d'appoint sur ce trajet.
Les procédés de gestion d'énergie selon l'invention concernent les véhicules électriques dotés d'un prolongateur d'autonomie REEV, et permettent de déterminer l'ensemble des états énergétiques atteignables par le véhicule à un instant donné. L'état énergétique d'un véhicule, que l'on nommera « état » pour la suite de la description, se caractérise par le couple donnant la quantité d'énergie restant dans la batterie, appelée SOC (de l'anglais state of charge), et la quantité de carburant résiduelle demeurant dans le moteur d'appoint REEV à un instant t. Ainsi, à titre d'exemple, l'état représenté par le couple (0,5 ; 0,3) à l'instant t, est un état pour lequel la quantité d'énergie électrique résiduelle correspond à 50% de la charge totale de la batterie, et pour lequel la quantité de carburant du moteur d'appoint correspond à 30% de la capacité totale du réservoir dudit moteur. Le but de la détermination de ces états atteignables est de pouvoir permettre à un conducteur, qui s'est fixé une destination à atteindre avec son véhicule électrique, de privilégier la consommation d'une source énergétique sur l'autre lors de son trajet, en fonction de ses besoins en déplacement après avoir atteint son point de destination. Ainsi, à titre d'exemple, il aura préférentiellement intérêt à consommer la plus grande quantité possible d'énergie électrique stockée dans la batterie, s'il souhaite conserver à son point de destination, le maximum de carburant au niveau de son moteur d'appoint REEV. Les procédés de gestion d'énergie selon l'invention ne peuvent être mis en oeuvre, qu'à partir du moment où les réserves énergétiques du véhicule, tant au niveau de la batterie que de son moteur d'appoint, sont ensemble suffisantes pour atteindre la destination voulue. Les procédés de gestion d'énergie selon l'invention, concernent les véhicules électriques comprenant un moteur électrique, une batterie, et un moteur d'appoint REEV conçu pour aider la batterie à faire fonctionner ledit moteur électrique, lesdits procédés permettant, dans un premier temps de déterminer l'ensemble des états énergétiques pouvant être atteints par ledit véhicule à un instant donné, et, dans un deuxième temps, de pouvoir développer une gestion de consommation d'énergie appropriée, pour atteindre un état énergétique que le conducteur du véhicule aura sélectionné.
L'invention a pour objet un procédé de gestion d'énergie pour un véhicule électrique, comprenant un calculateur, un moteur électrique, une batterie électrique et un moteur thermique d'appoint utilisant un carburant et conçu pour aider la batterie à faire fonctionner ledit moteur électrique. La principale caractéristique d'un procédé selon l'invention est qu'il comprend les étapes suivantes : - une étape de sélection d'un trajet compris entre un point de départ et un point de destination, une étape de détermination, par le calculateur, de l'ensemble des états énergétiques pouvant être atteints par le véhicule à son point de destination, - une étape de sélection de l'un des états énergétique atteignables possibles, une étape de mise en oeuvre, par le calculateur, d'une stratégie de consommation énergétique le long du trajet pour parvenir à l'état énergétique sélectionné. Un procédé de gestion d'énergie selon l'invention entre dans le cadre des procédés mis au point pour accroitre la maitrise de la consommation énergétique d'un véhicule électrique, doté d'une source énergétique principale à travers une pile électrique, et d'une source énergétique secondaire représentée par un moteur thermique d'appoint. En effet, l'autonomie kilométrique d'un véhicule électrique demeurant relativement peu élevée par rapport à celle d'un véhicule à moteur thermique, il est important de pouvoir optimiser l'utilisation de ces deux sources énergétiques présentes dans le véhicule, afin d'augmenter le confort d'utilisation de ce type de véhicule sans craindre de ne pouvoir atteindre sa destination finale. Un procédé de gestion d'énergie selon l'invention, permet, d'une part, de savoir dans quelles conditions énergétiques un conducteur va pouvoir atteindre une destination finale qu'il s'est fixée, et d'autre part, de donner à ce conducteur la possibilité de sélectionner un état énergétique atteignable, de manière à ce que le calculateur développe une stratégie de consommation énergétique adaptée pour parvenir à cet état énergétique sélectionné. Cet état peut ainsi, soit privilégier un fonctionnement important du moteur d'appoint et une consommation réduite de l'énergie stockée dans la batterie électrique, soit un fonctionnement réduit du moteur d'appoint avec une consommation importante de l'énergie stockée dans la batterie. Mais il peut tout aussi bien correspondre à une consommation équilibrée des deux sources énergétiques en présence. La stratégie sera choisie par le conducteur en fonction de ses besoins en matière de réserve énergétique, une fois qu'il sera parvenu à sa destination finale. Il est important de souligner que le procédé de gestion de l'énergie selon l'invention, est déclenché avant que le conducteur ne débute son parcours. Le calculateur peut être avantageusement représenté par une unité centrale de calcul, qui est un ordinateur embarqué dans ledit véhicule et qui gère l'ensemble des équipements électriques, électroniques et informatiques dudit véhicule. Il est rappelé qu'un état énergétique du véhicule à un instant donné, est représenté à la fois par l'état de charge de la batterie et par la fraction de carburant résiduelle demeurant dans un réservoir du moteur d'appoint. Avantageusement, l'étape de sélection d'un trajet s'effectue automatiquement au moyen d'un navigateur. En effet, un navigateur pouvant par exemple être de type GPS (de l'anglais Global Positioning System), est tout à fait adapté à la sélection d'un trajet entre un point de départ et une destination finale, en tenant compte du réseau routier réel. Un procédé de gestion selon l'invention fonctionne idéalement en couplant le navigateur au calculateur.
De façon avantageuse, l'étape de détermination de l'ensemble des états énergétiques pouvant être atteints par le véhicule au point de destination, est réalisée à partir d'au moins un modèle de consommation d'énergie dépendant d'au moins un paramètre choisi parmi la vitesse du véhicule, l'accélération du véhicule, l'état de charge initial de la batterie et la cartographie du moteur thermique d'appoint. En effet, de façon à ce que les résultats proposés par un procédé de gestion selon l'invention soient pleinement exploitables, il est nécessaire que les modèles de consommation d'énergie soient le plus proches possible de la réalité. Dans ce but, certains paramètres servant à l'élaboration de ces modèles doivent être déterminés avec rigueur et doivent être représentatifs d'une situation réelle d'un comportement du véhicule sur chaque portion du trajet. La cartographie du moteur thermique d'appoint peut donner la consommation en carburant dudit moteur en fonction du régime et du couple moteur. De façon préférentielle, la vitesse en différents point du trajet est suggérée par le navigateur. Cette vitesse tient notamment compte de la nature de la voie empruntée, pouvant par exemple être une autoroute, une nationale ou une route urbaine, de la vitesse maximale autorisée sur chacune de ces voies, de leur déclivité, et de leur tracé pouvant être uniforme ou sinueux. Préférentiellement, un procédé de gestion selon l'invention, comprend une étape préliminaire d'évaluation de l'état énergétique du véhicule à son point de départ. En effet, il s'agit d'un paramètre capital qui doit impérativement être connu avant de lancer l'étape de détermination de l'ensemble des états énergétiques pouvant être atteints par le véhicule à sa destination finale, car ce paramètre va conditionner les contours de cet ensemble. Il est donc fondamental de vérifier l'état de charge réel de la batterie ainsi que la réserve réelle en carburant du moteur d'appoint, avant de lancer un procédé de gestion d'énergie selon l'invention. Avantageusement, l'étape de détermination de l'ensemble des états énergétiques pouvant être atteint par le véhicule au point de destination final, s'effectue par itérations successives le long du trajet, en divisant le temps global pour atteindre la destination finale en espaces de temps unitaires, et à reconduire pour chaque espace de temps unitaire une sous-étape de détermination des états énergétiques atteignables, chaque état énergétique atteignable déterminé au bout d'un espace de temps unitaire servant d'état énergétique initial pour reconduire une sous-étape de détermination des états atteignables pour l'espace de temps unitaire suivant, lesdites sous-étapes se répétant jusqu'à ce que temps global corresponde au temps d'arrivée à la destination finale. Le principe d'un procédé de gestion selon l'invention est qu'il se développe par itérations successives, sur des intervalles de temps unitaires. Cette méthode revient à découper le trajet en segments unitaires, et à dérouler le procédé de gestion selon l'invention sur chaque segment unitaire, l'ensemble des états énergétiques pouvant être atteints par le véhicule à la sortie d'un segment, servant d'état énergétique initial à l'entrée du segment suivant. De façon préférentielle, l'étape de détermination de l'ensemble des états énergétiques pouvant être atteint par le véhicule à son point de destination final, se fonde sur un système d'équations aux dérivées partielles, dont la solution est une fonction valeur V liée audit ensemble. En effet, cette fonction valeur V est représentative de l'ensemble des états pouvant être atteints par le véhicule à sa destination finale.
Préférentiellement, la fonction valeur V est une fonction de l'état d'énergie du véhicule et du temps de parcours, un état énergétique pouvant être atteint par le véhicule à sa destination finale, si et seulement si la fonction valeur V est négative. En effet, lorsque cette fonction valeur V devient négative, l'état énergétique correspondant peut être estimé comme pouvant être atteint par le véhicule à sa destination finale. De façon avantageuse, l'étape de mise en oeuvre d'une stratégie de consommation énergétique le long du trajet pour parvenir à l'état énergétique sélectionné, s'appuie sur une étape de contrôle du moteur d'appoint, ladite étape de contrôle consistant en une suite de contrôles, qui détermine instantanément la répartition de puissance entre le moteur d'appoint et le moteur électrique, et en un contrôle pour arrêter ou allumer ledit moteur d'appoint. De cette manière, l'étape de mise en oeuvre de la stratégie de consommation adaptée pour atteindre l'état énergétique souhaité par le conducteur à sa destination finale, tient compte de la répartition de puissance entre le moteur d'appoint et la batterie électrique sur chaque segment le long du trajet ou sur chaque intervalle de temps unitaire, et d'un temps de latence significatif entre le moment où l'ordre de fonctionnement est envoyé au moteur d'appoint et son fonctionnement effectif. L'intégration à la fois de la répartition d'énergie entre le moteur d'appoint et la batterie, ainsi que du temps de latence entre l'ordre envoyé et le démarrage effectif du moteur d'appoint, rend les procédés de gestion d'énergie selon l'invention, très réalistes et donc très proches d'une situation réelle de roulage et de consommation énergétique d'un véhicule électrique doté d'un prolongateur d'énergie. Avantageusement, l'étape de sélection d'un état énergétique donné 5 parmi les états énergétiques atteignables possibles, s'effectue en choisissant un état énergétique parmi une pluralité d'états énergétiques possibles s'affichant sur un écran du calculateur. En effet, une fois que le conducteur a lancé l'étape de détermination de l'ensemble des états pouvant être atteints par son véhicule à sa destination finale, plusieurs états énergétiques possibles 10 sont proposés par le calculateur par l'intermédiaire d'un affichage sur un écran. Le conducteur n'a plus qu'à actionner une touche du calculateur correspondant à son choix, ou, si l'écran est tactile, à exercer une pression sur la zone dudit écran correspondant à son choix, pour le valider. De façon préférentielle, le procédé de gestion selon l'invention, peut 15 être relancé au moins une fois durant le trajet sélectionné, afin de tenir compte d'une divergence observée entre le comportement réel du véhicule sur la partie dudit trajet déjà effectuée, et son comportement initialement simulé avant le commencement dudit trajet. En effet, il peut arriver que la vitesse réelle du véhicule ainsi que les accélérations et décélérations qu'il subit, ne 20 soient pas conformes à ce qui a été initialement simulé lors du lancement d'un procédé selon l'invention. Par conséquent, afin d'obtenir des résultats qui ne soient pas trop faussés, il est recommandé de relancer le procédé en cours de trajet, pour éliminer les divergences entrevues et obtenir des résultats fiables et exploitables. 25 Les procédés de gestion d'énergie selon l'invention, présentent l'avantage de proposer une approche très réaliste de la consommation énergétique d'un véhicule électrique doté d'un moteur thermique d'appoint, en prenant en compte le plus de paramètres possibles susceptibles d'influer sur cette consommation. Ils ont de plus l'avantage d'être complets, dans la 30 mesure où ils prennent en considération la répartition de puissance entre la batterie et le moteur d'appoint, ainsi que le temps de latence entre le moment où un ordre de fonctionnement est envoyé au moteur d'appoint et le moment à partir duquel il commence réellement à fonctionner. On donne ci-après, une description détaillée d'un mode de réalisation préféré d'un procédé de gestion d'énergie selon l'invention, en se référant aux 5 figures 1 à 2. La figure 1 est un diagramme illustrant un exemple d'un ensemble d'états énergétiques pouvant être atteints par un véhicule au bout d'un temps t, correspondant à une distance x, en fonction d'un état énergétique initial donné, 10 - La figure 2 est une vue synoptique illustrant les principales étapes d'un procédé de gestion d'énergie selon l'invention. Un procédé de gestion d'énergie selon l'invention, est applicable à un véhicule électrique VE doté d'un moteur électrique alimenté par une batterie électrique, ledit véhicule possédant également une deuxième source 15 énergétique d'appoint, sous la forme d'un moteur thermique, pour aider la batterie à alimenter le moteur électrique durant certaines phases de roulage du véhicule. Ce moteur thermique d'appoint REEV sert à soulager la batterie et donc à augmenter l'autonomie kilométrique du véhicule. Ce type de véhicule est généralement équipé d'un calculateur se présentant sous la forme d'une 20 unité centrale de calcule, qui gère l'ensemble des équipements électriques, électroniques et informatiques présents dans le véhicule. Un procédé de gestion d'énergie selon l'invention a pour but essentiel de permettre à un conducteur de véhicule désirant atteindre une destination donnée, de privilégier une stratégie de consommation énergétique de son 25 véhicule, impliquant la batterie électrique et le moteur thermique d'appoint, de façon à obtenir un état énergétique souhaité du véhicule, une fois que celui-ci aura atteint sa destination finale. Il faut souligner que l'état énergétique d'un véhicule à un instant donné, se caractérise par un couple de deux valeurs : une première valeur représentant le rapport entre la quantité d'énergie 30 électrique résiduelle demeurant dans la batterie au temps t et la quantité électrique maximale que peut stocker ladite batterie, et une deuxième valeur représentant le rapport entre la quantité de carburant demeurant dans un réservoir du moteur thermique d'appoint au temps t, et la capacité maximale dudit réservoir. Un tel procédé met en oeuvre les étapes suivantes : une étape de sélection d'un trajet compris entre un point de départ et un point d'arrivée. Cette sélection s'opère classiquement au moyen d'un navigateur de type GPS, dans lequel on entre une adresse d'arrivée, ledit navigateur restituant instantanément le trajet le plus court entre la position initiale actuelle du véhicule et sa destination finale correspondant à l'adresse entrée. Le trajet affiché se matérialise par une succession de segments correspondant aux différentes voies du réseau routier à emprunter pour arriver à la destination finale. une étape de détermination de l'ensemble des états énergétiques pouvant être atteints par le véhicule à son point de destination, au moyen de l'unité centrale de calcul. Cette étape de détermination s'effectue par itérations successives, par le biais de modèles de consommation énergétique, élaborés à partir d'un certain nombre de variables, parmi lesquelles la vitesse du véhicule sur chaque segment du trajet, son accélération, l'état de charge de la batterie à un instant donné, ainsi que la cartographie d'un moteur thermique donnant la consommation de carburant en fonction du régime moteur et du couple moteur. En fonction du niveau de sophistication recherché, d'autres paramètres peuvent être intégrés dans ces modèles de consommation, comme par exemple l'état du trafic à une heure donnée, l'essentiel étant que ces modèles de consommation d'énergie soient le plus proches possibles de la situation réelle à simuler. L'étape de détermination de l'ensemble des états énergétiques pouvant être atteint par le véhicule au point de destination final, s'effectue par itérations successives, en divisant le temps global pour atteindre ladite destination en intervalles de temps unitaires, cette étape de détermination étant réitérée pour chaque intervalle de temps. Autrement dit, cette étape de détermination commence par une première sous-étape de détermination des premiers états énergétiques pouvant être atteints au bout du premier intervalle de temps, chaque premier état énergétique issu de cette première sous-étape étant pris en considération séparément, pour servir de point de départ à une deuxième sous-étape de détermination de l'ensemble des deuxièmes états énergétiques pouvant être atteints depuis chacun desdits premiers états au bout du deuxième intervalle de temps unitaire, et ainsi de suite, jusqu'à ce que le temps global corresponde au temps nécessaire pour atteindre la destination finale. Le principe de cette méthode itérative repose sur un système d'équations aux dérivées partielles (EDPs), élaboré à partir de la connaissance de l'état énergétique initial du véhicule, des différents modèles de consommation énergétiques retenus, et de certaines données en provenance du navigateur, comme par exemple la vitesse conseillée sur chaque segment du trajet, ainsi que les caractéristiques dudit trajet. La solution d'un tel système d'équations est une fonction valeur V, qui est liée à l'ensemble des états énergétiques atteignables. V est une fonction de l'état d'énergie x au temps t du parcours. Il peut ainsi être démontré qu'un état énergétique x appartient à l'ensemble des états pouvant être atteints par le véhicule, si et seulement si V(x,t)<0.
La figure 1, illustre un exemple de cette étape de détermination de l'ensemble des états énergétiques pouvant être atteints par le véhicule lorsqu'il est parvenu à sa destination finale. Sur ce diagramme, qui donne en abscisse l'état de charge de la batterie (SOC de l'anglais State of Charge), et en ordonnée le pourcentage de carburant présent dans le réservoir du moteur d'appoint, il est supposé que l'état énergétique initial 1 du véhicule se situe aux alentours d'un SOC de 80% et d'une réserve de carburant de 70%. Après avoir roulé 30 mn, ce qui correspond à une distance parcourue d'environ 50km, les états énergétiques pouvant être atteints par le véhicule sont matérialisés par la zone 2 située sur la droite du diagramme, et dans laquelle l'état de charge de la batterie varie entre 20% et 50%, et la réserve de carburant varie de 80% à 0%. Sur ce type d'exemple, le conducteur va alors sélectionner un état énergétique situé dans cette zone 2, et qu'il souhaite atteindre lorsqu'il sera parvenu à sa destination finale. Une étape de sélection d'un état énergétique particulier pouvant être atteint par le véhicule une fois qu'il est arrivé à sa destination finale. Il est supposé que le conducteur, à ce stade du procédé, prend connaissance des états énergétiques que son véhicule peut atteindre à sa destination finale, à travers par exemple, un affichage sur un écran. Il peut alors sélectionner l'état énergétique qui lui convient le mieux, en fonction de ses besoins en matière de déplacement après avoir atteint sa destination finale. Cette étape de sélection peut, par exemple, être effectuée par l'intermédiaire d'un affichage sur un écran, des différents états énergétiques pouvant être atteints par le véhicule une fois qu'il a atteint sa destination finale, lesdits états résultant de la mise en application de l'étape de détermination précédente. Ainsi, le conducteur pourra sélectionner l'état énergétique qui lui parait le plus adapté à ses besoins en matière de roulage, après avoir atteint sa destination finale. Une étape de mise en oeuvre d'une stratégie de consommation énergétique le long du trajet pour parvenir à l'état énergétique sélectionné, au moyen de l'unité centrale de calcul. Lors de l'étape de détermination de l'ensemble des états énergétiques pouvant être atteints par le véhicule, chaque stratégie de consommation développée pour passer d'un état énergétique à un autre état énergétique séparé par un intervalle de temps unitaire, est enregistrée dans ladite unité centrale de calcul. De cette manière, lorsque le conducteur sélectionne l'état énergétique qu'il souhaite voir atteindre par son véhicule à sa destination finale, la stratégie de consommation énergétique permettant d'obtenir cet état énergétique, a déjà été enregistrée lors de l'étape de détermination. Cette étape de mise en oeuvre de la stratégie de consommation impliquant le moteur d'appoint et la batterie, inclut une étape de contrôle, qui se traduit par une suite de contrôles qui détermine instantanément la répartition de puissance entre ledit moteur d'appoint REEV et ladite batterie. De même, cette étape de contrôle intègre le fait qu'il existe un temps de latence important de quelques dizaines de seconde, entre un ordre de déclenchement du moteur thermique d'appoint REEV et sa mise en route effective. Un procédé de gestion d'énergie selon l'invention, est déclenché a 5 priori une seule fois, avant que le trajet sélectionné ne débute. Or, il peut arriver que le début du parcours effectivement réalisé par le véhicule en matière de comportement routier, ne soit pas conforme à la simulation réalisée initialement avant le début du parcours. Cette divergence de comportement pouvant fausser les résultats proposés par le procédé lancé 10 avant le départ, il est alors recommandé de relancer le procédé au cours du trajet, afin de gommer cette divergence, et d'obtenir des résultats plus en adéquation avec le comportement réel du véhicule sur le trajet considéré. En se référant à la figure 2, un procédé de gestion d'énergie selon l'invention peut se résumer aux étapes suivantes : la sélection d'un trajet, un 15 état énergétique initial du véhicule et un modèle de consommation d'énergie à chaque instant dudit trajet, permettent d'élaborer un système d'équations aux dérivées partielles. La solution d'un tel système est une fonction valeur qui est représentative d'un état énergétique pouvant être atteint par le véhicule à sa destination finale. Ces fonctions valeurs permettent ainsi de définir l'ensemble 20 desdits états atteignables, moyennant la condition que ladite fonction doit être négative pour que l'état énergétique qu'elle représente soit jugé atteignable. De chacune de ces fonctions valeur représentatives des états atteignables, peut être extraite la stratégie de contrôle permettant d'aboutir à un état atteignable donné. En effet, l'étape de détermination d'un état atteignable 25 s'appuie sur la stratégie de contrôle permettant d'aboutir à cet état atteignable. Donc, lorsque le conducteur sélectionne l'état énergétique qu'il souhaite voir atteint par son véhicule lorsqu'il arrive à destination, la stratégie de contrôle pour parvenir à cet état est déjà disponible dans l'unité centrale de calcul.
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Procédé de gestion d'énergie pour un véhicule électrique, comprenant un calculateur, un moteur électrique, une batterie électrique et un moteur thermique d'appoint utilisant un carburant et conçu pour aider la batterie à faire fonctionner ledit moteur électrique, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - une étape de sélection d'un trajet compris entre un point de départ et un point de destination, une étape de détermination, par le calculateur, de l'ensemble des états énergétiques (2) pouvant être atteints par le véhicule à son point de destination, - une étape de sélection de l'un des états énergétiques atteignables possibles, une étape de mise en oeuvre, par le calculateur, d'une stratégie de consommation énergétique le long du trajet pour parvenir à l'état énergétique sélectionné (2).
- 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de sélection d'un trajet s'effectue automatiquement au moyen d'un navigateur.
- 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'étape de détermination de l'ensemble des états énergétiques (2) pouvant être atteints par le véhicule au point de destination, est réalisée à partir d'au moins un modèle de consommation d'énergie dépendant d'au moins un paramètre choisi parmi la vitesse du véhicule, l'accélération du véhicule, l'état de charge initial de la batterie et la cartographie du moteur thermique d'appoint.
- 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la vitesse en différents point du trajet est suggérée par le navigateur.
- 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend une étape préliminaire d'évaluation de l'état énergétique (1) du véhicule à son point de départ.
- 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'étape de détermination de l'ensemble des états énergétiques (2) pouvant être atteint par le véhicule au point de destination final, s'effectue par itérations successives le long du trajet, en divisant le temps global pour atteindre la destination finale en espaces de temps unitaires, et à reconduire pour chaque espace de temps unitaire une sous-étape de détermination des états énergétiques atteignables, chaque état énergétique atteignable déterminé au bout d'un espace de temps unitaire servant d'état énergétique initial pour reconduire une sous-étape de détermination des états atteignables pour l'espace de temps unitaire suivant, lesdites sous-étapes se répétant jusqu'à ce que temps global corresponde au temps d'arrivée à la destination finale.
- 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'étape de détermination de l'ensemble des états énergétiques (2) pouvant être atteint par le véhicule à son point de destination final, se fonde sur un système d'équations aux dérivées partielles, dont la solution est une fonction valeur V liée audit ensemble.
- 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la fonction valeur V est une fonction de l'état d'énergie du véhicule et du temps de parcours, et en ce qu'un état énergétique (2) peut être atteint par le véhicule à sa destination finale, si et seulement si la fonction valeur V est négative.
- 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'étape de mise en oeuvre d'une stratégie de consommationénergétique le long du trajet pour parvenir à l'état énergétique sélectionné (2), s'appuie sur une étape de contrôle du moteur d'appoint, ladite étape de contrôle consistant en une suite de contrôles, qui détermine instantanément la répartition de puissance entre le moteur d'appoint et le moteur électrique, et en un contrôle pour arrêter ou allumer ledit moteur d'appoint.
- 10.Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il peut être relancé au moins une fois durant le trajet sélectionné, afin de tenir compte d'une divergence observée entre le comportement réel du véhicule sur la partie dudit trajet déjà effectuée, et son comportement initialement simulé avant le commencement dudit trajet.
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6242873B1 (en) * | 2000-01-31 | 2001-06-05 | Azure Dynamics Inc. | Method and apparatus for adaptive hybrid vehicle control |
US20050274553A1 (en) * | 2004-06-09 | 2005-12-15 | Salman Mutasim A | Predictive energy management system for hybrid electric vehicles |
US7013205B1 (en) * | 2004-11-22 | 2006-03-14 | International Business Machines Corporation | System and method for minimizing energy consumption in hybrid vehicles |
US20120010768A1 (en) * | 2010-07-07 | 2012-01-12 | Massachusetts Institute Of Technology | Hybrid electric vehicle and method of path dependent receding horizon control |
-
2012
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6242873B1 (en) * | 2000-01-31 | 2001-06-05 | Azure Dynamics Inc. | Method and apparatus for adaptive hybrid vehicle control |
US20050274553A1 (en) * | 2004-06-09 | 2005-12-15 | Salman Mutasim A | Predictive energy management system for hybrid electric vehicles |
US7013205B1 (en) * | 2004-11-22 | 2006-03-14 | International Business Machines Corporation | System and method for minimizing energy consumption in hybrid vehicles |
US20120010768A1 (en) * | 2010-07-07 | 2012-01-12 | Massachusetts Institute Of Technology | Hybrid electric vehicle and method of path dependent receding horizon control |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
AOUCHICHE K ET AL: "A stochastic dynamic principle for hybrid systems with execution delay and decision lags", DECISION AND CONTROL AND EUROPEAN CONTROL CONFERENCE (CDC-ECC), 2011 50TH IEEE CONFERENCE ON, IEEE, 12 December 2011 (2011-12-12), pages 6788 - 6793, XP032123148, ISBN: 978-1-61284-800-6, DOI: 10.1109/CDC.2011.6161303 * |
SHAIKH M S ET AL: "On the Hybrid Optimal Control Problem: Theory and Algorithms", IEEE TRANSACTIONS ON AUTOMATIC CONTROL, IEEE SERVICE CENTER, LOS ALAMITOS, CA, US, vol. 52, no. 9, 1 September 2007 (2007-09-01), pages 1587 - 1603, XP011192191, ISSN: 0018-9286, DOI: 10.1109/TAC.2007.904451 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10780885B2 (en) | 2016-11-18 | 2020-09-22 | Ford Global Technologies, Llc | Vehicle systems and methods for electrified vehicle battery thermal management based on anticipated power requirements |
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