Procédé de gestion de l'énergie dans un véhicule semi-hybride, et véhicule ainsi géré La présente invention concerne un procédé d'amélioration de la 5 gestion de l'énergie dans un véhicule automobile semi-hybride. Un véhicule hybride est un véhicule qui utilise au moins deux sources d'énergie différentes pour se déplacer. Généralement, on désigne par voiture hybride une voiture qui recourt à un carburant et à l'électricité pour se mouvoir au moyen de deux moteurs, l'un thermique, l'autre 10 électrique. On distingue plusieurs degrés d'hybridation en fonction de l'importance du système électrique dans la locomotion du véhicule. Du plus faible au plus important degré d'hybridation, on parle de système micro-hybride (connus sous le nom anglais de « Start & Stop »), 15 semi-hybride (en anglais, « mild hybrid ») et totalement hybride (en anglais « full hybrid »). Dans les véhicules micro-hybrides, le système « Start & Stop » assure le démarrage et la coupure automatique du moteur thermique lors des phases d'arrêt. Il permet ainsi d'économiser du carburant et de réduire les 20 émissions de polluants (CO2, gaz d'échappement) et de bruit lors des multiples arrêts-redémarrages de la circulation urbaine (feux tricolores, embouteillage, etc.). Le moteur est redémarré instantanément par l'alternateur, qui est alimenté par la batterie de la voiture, laquelle reçoit un léger surcroît de charge grâce à l'énergie récupérée pendant le freinage.The present invention relates to a method for improving energy management in a semi-hybrid motor vehicle. A hybrid vehicle is a vehicle that uses at least two different energy sources to move. Generally, a hybrid car is a car that uses fuel and electricity to move by means of two motors, one thermal, the other electric. There are several degrees of hybridization depending on the importance of the electrical system in locomotion of the vehicle. From the weakest to the most important degree of hybridization, we speak of micro-hybrid system (known as "Start & Stop"), semi-hybrid (in English, "mild hybrid") and completely hybrid (in English). English "full hybrid"). In micro-hybrid vehicles, the "Start & Stop" system ensures the start and automatic shutdown of the engine during shutdown phases. It thus saves fuel and reduces pollutant emissions (CO2, exhaust gases) and noise during multiple stops and restarts of urban traffic (traffic lights, congestion, etc.). The engine is restarted instantly by the alternator, which is powered by the car battery, which receives a slight increase in charge thanks to the energy recovered during braking.
25 Les engins semi-hybrides sont des variantes basées sur le système « Start & Stop », qui utilisent aussi l'électricité pour alimenter d'autres systèmes, tel qu'éclairage, climatisation, dispositifs multimédias, et appareils de bord. Le moteur électrique, souvent de très faible puissance, apporte un surplus de puissance au moteur thermique lors des phases de 30 démarrage, d'accélération et de reprise et récupère l'énergie cinétique soit lors d'un freinage ou d'une descente. L'énergie ainsi récupérée est stockée dans des batteries. À la différence du système totalement hybride, on ne peut pas rouler en tout électrique. Le chauffage conventionnel dans un véhicule est réalisé par les 35 calories provenant du moteur thermique. Ces calories sont prélevées et transmises à l'air de l'habitacle grâce à un aérotherme. Mais on sait que les motorisations essence et Diesel sont de plus en plus pauvres en calories. C'est pourquoi, afin d'atteindre une performance de chauffage imposée par le cahier des charges, il est en général nécessaire d'ajouter au 5 système de chauffage conventionnel des organes additionnels (notamment des résistances à coefficient de température positif dites CTP), qui permettent de chauffer l'air introduit dans l'habitacle ; ce chauffage additionnel, venant en appoint du chauffage conventionnel, est utilisé de façon transitoire tant que ce dernier n'a pas atteint son niveau de 10 performance souhaité. Les chauffages additionnels ont, de base, un rendement médiocre, l'alternateur qui les alimente n'ayant qu'un rendement de l'ordre de 50% à 60%. Ces systèmes additionnels ne sont utilisés en général que pour la 15 mise en action du véhicule lorsqu'il est froid, soit environ pendant 10 à 20 minute par climat froid (typiquement au-dessous de 5°C). Mais comme la durée moyenne d'un trajet est de 7 minutes, et que le rendement de ces systèmes est faible, cela se traduit par une surconsommation allant jusqu'à 1 litre pour 100 km.25 Semi-hybrid machines are variants based on the "Start & Stop" system, which also use electricity to power other systems, such as lighting, air conditioning, multimedia devices, and on-board devices. The electric motor, often of very low power, brings a surplus of power to the engine during the start-up, acceleration and recovery phases and recovers the kinetic energy either during a braking or a descent. The energy thus recovered is stored in batteries. Unlike the fully hybrid system, you can not ride in any electric. Conventional heating in a vehicle is achieved by the 35 calories coming from the heat engine. These calories are taken and transmitted to the air of the cabin thanks to a heater. But we know that petrol and diesel engines are increasingly low in calories. Therefore, in order to achieve a heating performance imposed by the specifications, it is generally necessary to add to the conventional heating system additional members (including positive temperature coefficient resistors known as CTP), which heat the air introduced into the passenger compartment; this additional heating, supplementing conventional heating, is used transiently until the latter has reached its desired level of performance. The additional heaters have, base, a poor performance, the alternator that feeds them having a yield of the order of 50% to 60%. These additional systems are generally used only for the activation of the vehicle when it is cold, ie about 10 to 20 minutes in a cold climate (typically below 5 ° C). But since the average journey time is 7 minutes, and the efficiency of these systems is low, this translates into overconsumption of up to 1 liter per 100 km.
20 Le coût des ces systèmes additionnels est d'environ 20C, et ils impliquent un alternateur de grosse capacité. Le but de l'invention est de proposer une amélioration de la gestion de l'énergie dans un véhicule semi-hybride de façon à supprimer le coût d'un système de chauffage additionnel et à minimiser la surconsommation 25 énergétique mentionnée plus haut. L'invention atteint son but grâce à un procédé de gestion de l'énergie dans un véhicule semi-hybride comprenant un moteur thermique refroidi par eau et un moteur électrique d'assistance pouvant fonctionner en mode moteur ou en mode génératrice, le procédé comprenant une gestion de type 30 semi-hybride du véhicule à savoir en régime normal une assistance du moteur électrique au moteur thermique en phase d'accélération et un fonctionnement du moteur électrique en génératrice en phase de décélération, caractérisé en ce qu'il est prévu, quand la température du moteur thermique est au-dessous d'une première température de consigne et 35 que la température extérieure est au-dessous d'une seconde température de consigne, un régime exceptionnel pendant lequel le moteur électrique fonctionne également en génératrice en dehors des phases d'accélération du véhicule, moyennant quoi le moteur thermique atteint plus rapidement une température supérieure à la première température de consigne. De la sorte, 5 l'aérotherme permet de chauffer efficacement l'habitacle, plus rapidement.. Avantageusement, on teste d'abord la température du moteur puis la température extérieure pour décider du passage en régime exceptionnel. La température du moteur est avantageusement estimée par la mesure de la température de l'eau de son circuit de refroidissement.The cost of these additional systems is about 20C, and they involve a large capacity alternator. The object of the invention is to propose an improvement of the energy management in a semi-hybrid vehicle so as to eliminate the cost of an additional heating system and to minimize the energy consumption mentioned above. The invention achieves its goal through a method of energy management in a semi-hybrid vehicle comprising a water-cooled heat engine and an electric assist motor operable in the engine mode or the generator mode, the method comprising a semi-hybrid type management of the vehicle namely in normal operation an assistance of the electric motor to the heat engine in the acceleration phase and operation of the electric motor in generator in the deceleration phase, characterized in that it is provided, when the temperature of the heat engine is below a first setpoint temperature and the outside temperature is below a second setpoint temperature, an exceptional speed during which the electric motor also operates as a generator outside phases acceleration of the vehicle, whereby the heat engine reaches a temperature faster than at first set temperature. In this way, 5 the heater allows to heat the cabin efficiently, more quickly .. Advantageously, it first tests the engine temperature and the outside temperature to decide the transition to exceptional conditions. The temperature of the engine is advantageously estimated by measuring the temperature of the water of its cooling circuit.
10 La première température de consigne, pour la température du moteur thermique, est avantageusement fixée entre 50 et 70°C, par exemple à environ 60°C mesurée sur l'eau du circuit de refroidissement. La seconde température de consigne, pour la température extérieure, est avantageusement fixée entre 5°C et 15°C, par exemple à environ 10°C.The first set temperature, for the temperature of the heat engine, is advantageously set between 50 and 70 ° C, for example at about 60 ° C measured on the water of the cooling circuit. The second set temperature, for the outside temperature, is preferably set between 5 ° C and 15 ° C, for example at about 10 ° C.
15 L'invention concerne aussi un véhicule semi-hybride pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, donc comprenant un moteur thermique refroidi par eau et un moteur électrique d'assistance adapté pour fonctionner en mode moteur ou en mode génératrice, le véhicule comprenant au moins un capteur de phase d'accélération qui en cas de signal positif déclenche le 20 fonctionnement en mode moteur du moteur électrique, caractérisé qu'il comprend également un capteur de température du moteur et un capteur de température extérieure qui en cas de signaux indicatifs d'une température inférieure respectivement à une première et une seconde température de consigne et en cas de signal négatif du capteur de phase d'accélération 25 déclenche le fonctionnement en mode génératrice du moteur électrique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante d'un exemple de réalisation. Il sera fait référence aux dessins annexés sur lesquels : La figure 1 est une figure schématique d'un véhicule de l'invention.The invention also relates to a semi-hybrid vehicle for the implementation of the above method, therefore comprising a water-cooled heat engine and an electric assist motor adapted to operate in engine mode or in generator mode, the vehicle comprising at least one acceleration phase sensor which in the case of a positive signal triggers the motor mode operation of the electric motor, characterized in that it also comprises an engine temperature sensor and an external temperature sensor which in the event of signals indicative of a temperature respectively lower than a first and a second setpoint temperature and in the case of a negative signal of the acceleration phase sensor 25 triggers the operation in generating mode of the electric motor. Other features and advantages of the invention will emerge from the following description of an exemplary embodiment. Reference will be made to the accompanying drawings in which: Figure 1 is a schematic figure of a vehicle of the invention.
30 La figure 2 est un organigramme des étapes du procédé conforme à l'invention. Le véhicule semi-hybride 1 comprend un moteur thermique 2 et un moteur électrique d'assistance 3 reliés entre eux par une liaison 4 qui permet, dans un sens, au moteur électrique 3, alimenté par la batterie 5, de 35 fonctionner en moteur et d'apporter un couple moteur supplémentaire au moteur thermique 2 ou bien, dans l'autre sens, au moteur thermique 2 de faire fonctionner le moteur électrique 3 en génératrice, l'électricité produite étant stockée dans la batterie 5. L'électricité stockée par la batterie 5 peut être utilisée, entre autres, pour faire fonctionner certains équipements électriques tels que 6 dans le véhicule. Un capteur d'accélération 7 envoie un signal à un dispositif de commande 8 du moteur électrique 3 de façon à décider du mode de fonctionnement du moteur électrique 3 en fonction de l'allure du véhicule. Ces dispositions sont classiques pour les véhicules semi-hybrides et n'ont pas à être détaillées ici. Dans un véhicule semi- hybride traditionnel, le moteur électrique 3 est commandé pour fonctionner en moteur d'assistance pendant une phase d'accélération, pour fonctionner en génératrice pendant une phase de décélération et, généralement, pour ne pas fonctionner en régime de croisière. Selon l'invention, il est aussi prévu un capteur 10 de la température Teau de l'eau de refroidissement du moteur thermique 2, indicatrice de la température du moteur thermique 2, et un capteur 11 de la température extérieure Text. Ces deux capteurs 10, 11 envoient leurs signaux au dispositif de commande 8 pour analyse. Si les deux températures Teau t Text sont inférieures à deux températures de consigne T1 et T2, le fonctionnement du moteur électrique 3 est modifié : en dehors des phases d'accélération où le moteur électrique 3 fonctionne en mode moteur pour booster comme d'habitude le moteur thermique 2, le moteur électrique est utilisé en génératrice ; il applique une consigne de couple résistant au moteur thermique 2 afin d'augmenter plus rapidement la température du moteur thermique 2 et permettre à celui-ci d'être utilisé plus efficacement pour le chauffage traditionnel du véhicule. Ce fonctionnement est représenté sur l'organigramme de la figure 2. On y voit une étape de test 100 en fonction de la température de l'eau Teau du moteur thermique 2 indiquée par le capteur 10. Si elle est supérieure 30 à une première température de consigne T1, par exemple 60°C, alors, comme l'indique la case 101, le fonctionnement du moteur électrique 3 est normal et caractéristique du système semi-hybride, à savoir qu'il fonctionne en moteur d'assistance pendant une phase d'accélération et en génératrice pendant une phase de décélération et ne fonctionne pas en roulage stabilisé.Figure 2 is a flowchart of the steps of the method according to the invention. The semi-hybrid vehicle 1 comprises a heat engine 2 and an electric assistance motor 3 interconnected by a link 4 which allows, in one direction, the electric motor 3, powered by the battery 5, to operate as a motor and to provide additional engine torque to the engine 2 or, in the other direction, the engine 2 to operate the electric motor 3 generator, the electricity produced being stored in the battery 5. The electricity stored by the battery 5 can be used, inter alia, to operate certain electrical equipment such as 6 in the vehicle. An acceleration sensor 7 sends a signal to a control device 8 of the electric motor 3 so as to decide the operating mode of the electric motor 3 according to the pace of the vehicle. These arrangements are conventional for semi-hybrid vehicles and do not have to be detailed here. In a conventional semi-hybrid vehicle, the electric motor 3 is controlled to operate as an assist motor during an acceleration phase, to operate as a generator during a deceleration phase and, generally, not to operate in cruise mode. According to the invention, there is also provided a temperature sensor 10 for water cooling water of the heat engine 2, indicating the temperature of the heat engine 2, and a sensor 11 for the external temperature Text. These two sensors 10, 11 send their signals to the control device 8 for analysis. If the two temperatures Water t Text are lower than two set temperatures T1 and T2, the operation of the electric motor 3 is changed: outside the acceleration phases where the electric motor 3 operates in engine mode to boost as usual the thermal engine 2, the electric motor is used as a generator; it applies a torque set resistance to the engine 2 in order to increase more quickly the temperature of the engine 2 and allow it to be used more efficiently for the traditional heating of the vehicle. This operation is shown in the flowchart of FIG. 2. It shows a test step 100 as a function of the temperature of the water. The water of the heat engine 2 indicated by the sensor 10. If it is greater than 30 at a first temperature set point T1, for example 60 ° C, then, as indicated in box 101, the operation of the electric motor 3 is normal and characteristic of the semi-hybrid system, namely that it operates as an assistance motor during a phase acceleration and generator during a deceleration phase and does not run in steady motion.
35 Si la température Teau n'est pas supérieure à la première température de consigne T1, on passe au test 102 sur la température extérieure Tex, mesurée par le capteur 11 ; si elle est supérieure à une seconde température de consigne T2, par exemple 10°C, alors, comme l'indique la case 103, le fonctionnement du moteur électrique 3 est encore normal et caractéristique du système semi-hybride, comme dans la case 101 et dépendant de la détection de l'accélération. Si la température Tex, n'est pas supérieure à la seconde température de consigne T2, on passe au test 104 sur l'accélération captée par le capteur 7; si l'on est en phase d'accélération, alors, comme l'indique la case 105, le fonctionnement du moteur électrique 3 est encore normal et caractéristique du système semi-hybride, et, puisqu'on est précisément en phase d'accélération, il fonctionne en moteur d'assistance pour booster le moteur thermique 2. Si en revanche aucune accélération n'est détectée, alors on fait fonctionner (case 106) le moteur électrique 3 en génératrice, ce qui applique un couple résistant supplémentaire au moteur thermique en chargeant le couple et, au prix d'une légère surconsommation de carburant, cela permet d'atteindre plus rapidement une élévation de température au sein du moteur thermique 2; ce fonctionnement se prolonge jusqu'à ce que la température de l'eau soit supérieur à la seconde température de consigne auquel cas on revient à la situation décrite en partie supérieure de l'organigramme. Ainsi, selon l'invention, dans des conditions de fonctionnement à froid, on utilise le moteur électrique 3, en dehors des phases d'accélération (pour ne pas affecter le brio), c'est-à-dire pendant les phases de roulage en décélération (ce qui est classique) mais aussi en stabilisé (où l'utilisation du moteur électrique n'a pas été envisagée à ce jour), pour faire monter rapidement le moteur en température et en couple. En effet, les calories transmises à l'eau sont directement proportionnelles au point de fonctionnement moteur. Cette élévation de la température du moteur permet de passer plus rapidement au chauffage traditionnel du véhicule, qui a un meilleur rendement que les chauffages additionnels.If the water temperature is not higher than the first set temperature T1, test 102 is carried out on the outside temperature Tex, measured by the sensor 11; if it is greater than a second setpoint temperature T2, for example 10 ° C, then, as indicated in box 103, the operation of the electric motor 3 is still normal and characteristic of the semi-hybrid system, as in box 101 and depending on the detection of the acceleration. If the temperature Tex is not greater than the second setpoint temperature T2, test 104 is carried out on the acceleration sensed by the sensor 7; if one is in the acceleration phase, then, as indicated by the box 105, the operation of the electric motor 3 is still normal and characteristic of the semi-hybrid system, and, since one is precisely in phase of acceleration it works as an assistance engine to boost the heat engine 2. If, on the other hand, no acceleration is detected, then the electric motor 3 is turned on (box 106) in the generator, which applies an additional resistive torque to the heat engine by charging the torque and, at the cost of a slight overconsumption of fuel, it allows to reach a faster temperature rise within the engine 2; this operation is prolonged until the temperature of the water is higher than the second setpoint temperature in which case one returns to the situation described in the upper part of the flowchart. Thus, according to the invention, in cold operating conditions, the electric motor 3 is used, apart from the acceleration phases (so as not to affect the brio), that is to say during the driving phases. deceleration (which is conventional) but also stabilized (where the use of the electric motor has not been considered to date), to quickly raise the engine temperature and torque. In fact, the calories transmitted to the water are directly proportional to the engine operating point. This increase in engine temperature makes it possible to switch over more quickly to traditional vehicle heating, which is more efficient than additional heaters.