FR3055996A1 - Procede de determination d'un profil de vitesse d'un vehicule automobile - Google Patents
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Abstract
La présente invention a pour objet un procédé de détermination d'un profil de vitesse d'un véhicule automobile sur un trajet entre un point de départ et un point d'arrivée. Le procédé comprend les étapes de définition (E3) d'une série de points remarquables du trajet caractérisés par un arrêt du véhicule ou une diminution de la vitesse du véhicule, ladite série de points remarquables découpant le trajet en une série de portions, pour chaque portion du trajet, de génération (E5) d'une consigne de vitesse et/ou de couple optimisant le profil de vitesse du véhicule en minimisant le Hamiltonien d'un système d'équations modélisant la conduite du véhicule, et de fourniture (E6) de la consigne générée sur chaque portion du trajet pour optimiser la conduite du véhicule jusqu'au point d'arrivée.
Description
Titulaire(s) : CONTINENTAL AUTOMOTIVE FRANCE Société par actions simplifiée, CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH.
Demande(s) d’extension
Mandataire(s) : CONTINENTAL AUTOMOTIVE FRANCE Société par actions simplifiée.
(54) PROCEDE DE DETERMINATION D'UN PROFIL DE VITESSE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE.
FR 3 055 996 - A1 _ La présente invention a pour objet un procédé de détermination d'un profil de vitesse d'un véhicule automobile sur un trajet entre un point de départ et un point d'arrivée. Le procédé comprend les étapes de définition (E3) d'une série de points remarquables du trajet caractérisés par un arrêt du véhicule ou une diminution de la vitesse du véhicule, ladite série de points remarquables découpant le trajet en une série de portions, pour chaque portion du trajet, de génération (E5) d'une consigne de vitesse et/ou de couple optimisant le profil de vitesse du véhicule en minimisant le Hamiltonien d'un système d'équations modélisant la conduite du véhicule, et de fourniture (E6) de la consigne générée sur chaque portion du trajet pour optimiser la conduite du véhicule jusqu'au point d'arrivée.
Point d’arrivée
Point de départ p~E1
-E2
Définition d’une série de points ~|^/~E3 p~E4
Έ5
Définition des contraintes
Génération d’au moins une consigne
Fourniture de la consigne générée i Détection d’un évènement
T
-E6
La présente invention se rapporte au domaine de l’automobile et concerne plus particulièrement un procédé et un dispositif de gestion de la conduite d’un véhicule automobile afin d’en optimiser la consommation énergétique.
De nos jours, un véhicule automobile comprend de manière connue un module d’aide à la conduite permettant d’informer le conducteur sur les passages de rapport conseillés et sur les limitations de vitesse effectives au cours du trajet. Il est ainsi connu d’optimiser les passages de rapport afin de réduire la consommation du véhicule en carburant ou en énergie électrique pour une conduite moins polluante et moins onéreuse.
Dans une solution connue, on détermine les consommations en carburant ou en énergie électrique réalisées par le véhicule en temps réel afin d’en informer le conducteur sous forme de messages d’information. Ces messages informent le conducteur directement sur la valeur des consommations ou bien lui fournissent une indication permettant d’adapter sa conduite, par exemple en lui indiquant de ralentir endeçà d’un certain seuil de vitesse autorisée ou bien de changer de rapport de vitesse. Les informations sur les modifications des conditions de conduite prédites sur le trajet peuvent être exploitées pour informer ou alerter le conducteur, mais pas pour calculer une optimisation du profil de vitesse du véhicule. Une telle solution ne permet donc pas de définir les consommations réellement optimales à l’avance, ce qui présente un inconvénient majeur.
Dans une autre solution connue, on suit un profil de vitesse préalablement établi pour le trajet considéré à partir de calculs réalisés préalablement en laboratoire. De tels calculs peuvent s’avérer particulièrement longs voire complexes, ce qui ne les rend pas réalisables en temps-réel avec un calculateur embarqué dont les capacités sont limitées. De plus, l’utilisation d’un profil de vitesse prédéterminé ne permet pas de s’adapter à l’occurrence d’évènements détectés au cours du trajet qui nécessitent de recalculer un nouveau profil de vitesse lorsqu’ils surviennent.
Les solutions existantes ne permettent pas de déterminer le profil de vitesse exact permettant la minimisation de la consommation énergétique du véhicule pour un trajet prévu. Il existe donc un besoin pour une solution permettant de calculer en temps réel le profil de vitesse à recommander pour minimiser la consommation d’énergie d’un véhicule en fonction d’un trajet prédéterminé.
L’invention a pour but de remédier au moins en partie à ces inconvénients en proposant une solution simple, fiable et efficace pour calculer et fournir un profil de vitesse optimisé à un conducteur d’un véhicule automobile en fonction d’un trajet prédéterminé ou d’un évènement survenant pendant la conduite du véhicule.
L’invention concerne tout d’abord un procédé de détermination d’un profil de vitesse d’un véhicule automobile sur un trajet entre un point de départ et un point d’arrivée, ledit procédé étant remarquable en ce qu’il comprend les étapes de :
• définition d’une série de points remarquables du trajet caractérisés par un arrêt du véhicule ou une diminution de la vitesse du véhicule, ladite série de points remarquables découpant le trajet en une série de portions, • pour chaque portion du trajet, génération d’une consigne de vitesse et/ou de couple optimisant le profil de vitesse du véhicule en minimisant le Hamiltonien d’un système d’équations modélisant la conduite du véhicule, • fourniture de la consigne générée sur chaque portion du trajet pour optimiser la conduite du véhicule jusqu’au point d’arrivée.
Le procédé selon l’invention permet donc de fournir un profil de vitesse optimisé sur les portions d’un trajet de manière simple et rapide afin de réduire la consommation en carburant et/ou en électricité du véhicule. De manière induite, il est observé que le suivi de ce profil de vitesse optimisé par le conducteur apporte une meilleure sécurité (la vitesse étant filtrée et la vitesse moyenne généralement abaissée) ainsi qu’une meilleure garantie de l’heure d’arrivée prédite, ce qui peut permettre de fluidifier le trafic tout en consommant moins d’énergie.
De manière préférée, le procédé comprend en outre une étape préliminaire de détermination du point d’arrivée afin de déterminer le trajet.
Avantageusement, le procédé comprend, préalablement à l’étape de définition d’une série de points remarquables du trajet, une étape de détection d’un évènement se produisant sur le trajet. L’optimisation de la consommation du véhicule peut ainsi être adaptée lorsqu’un évènement se produit sur le trajet.
Selon un aspect de l’invention, la consigne générée comprend au moins une information et la gestion de la conduite du véhicule est réalisée par le conducteur du véhicule à partir de ladite au moins une information, une telle gestion étant aisée à mettre en œuvre dans le véhicule.
Selon un autre aspect de l’invention, la gestion de la conduite du véhicule est au moins en partie automatisée, ce qui la rend aisée.
La gestion de la conduite du véhicule peut par exemple comporter la gestion des paramètres de fonctionnement d’un ou plusieurs moteurs du véhicule (thermique et/ou électrique).
L’invention concerne aussi une unité de contrôle électronique pour la gestion de la conduite d’un véhicule automobile sur un trajet entre un point de départ et un point d’arrivée, ladite unité de contrôle électronique étant remarquable en ce qu’elle est configurée pour définir une série de points remarquables du trajet caractérisés par un arrêt du véhicule ou une diminution de la vitesse du véhicule, ladite série de points remarquables découpant le trajet en une série de portions, pour générer une consigne de vitesse et/ou de couple optimisant le profil de vitesse du véhicule en minimisant le Hamiltonien d’un système d’équations modélisant la conduite du véhicule, et pour fournir la consigne générée sur chaque portion du trajet pour optimiser la conduite du véhicule jusqu’au point d’arrivée.
Selon un aspect de l’invention, l’unité de contrôle électronique est configurée pour déterminer le point d’arrivée.
De manière avantageuse, l’unité de contrôle électronique est configurée pour détecter un évènement se produisant sur le trajet.
Selon une caractéristique de l’invention, la consigne générée comprenant au moins une information, ladite unité de contrôle électronique étant configurée pour envoyer ladite information de sorte à ce qu’elle s’affiche à l’attention du conducteur afin qu’il adapte sa conduite du véhicule en fonction de l’information affichée.
Selon une autre caractéristique de l’invention, l’unité de contrôle électronique étant configurée pour contrôler au moins certains des paramètres de fonctionnement du moteur du véhicule afin d’en adapter la conduite.
L’invention concerne enfin un véhicule automobile comprenant une unité de contrôle électronique telle que présentée précédemment.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront lors de la description qui suit faite en regard des figures annexées données à titre d’exemples non limitatifs et dans lesquelles des références identiques sont données à des objets semblables.
- La figure 1 illustre schématiquement une forme de réalisation d’une unité de contrôle électronique selon l’invention.
- La figure 2 illustre schématiquement un mode de réalisation du procédé selon l’invention.
- La figure 3 est un premier exemple d’application du procédé selon l’invention.
- La figure 4 est un deuxième exemple d’application du procédé selon l’invention.
- La figure 5 illustre schématiquement le trajet d’un véhicule automobile divisé en une pluralité de portions.
L’unité de contrôle moteur selon l’invention est destinée à être monté dans un véhicule automobile. Par les termes «véhicule automobile», on entend un véhicule routier mû par au moins un moteur à combustion interne, ou au moins un moteur électrique ou au moins une turbine à gaz tel que, par exemple, une voiture, une camionnette, un camion, etc.
On a représenté schématiquement à la figure 1 une forme de réalisation d’une unité de contrôle électronique 1 selon l’invention.
Afin de collecter les informations nécessaires à la gestion du calcul de profil de vitesse optimisé, l’unité de contrôle électronique 1 est reliée à différents modules du véhicule.
Ainsi, comme illustré à la figure 1, l’unité de contrôle électronique 1 est reliée à un module 2 de mesure de vitesse, à un module 3 de détermination de trajet, et (optionnellement) à un module 4 de détection d’évènements. Il va de soi que, dans une autre forme de réalisation, l’unité de contrôle électronique 1 pourrait être reliée à plusieurs de chacun de ces modules 2, 3, 4 ou à d’autres modules ou équipements (non représentés).
Le module de mesure de vitesse 2, appelé odomètre, comprend un capteur de mesure de la vitesse du véhicule qui fournit à l’unité de contrôle électronique 1 en temps réel la vitesse du véhicule. Un tel module est connu en soi et ne sera pas davantage détaillé ici.
Le module de détermination de trajet 3 est configuré pour déterminer un trajet du véhicule entre un point de départ et un point d’arrivée, par exemple fournis par le conducteur ou bien déterminés par l’unité de contrôle électronique 1, et pour prédire les paramètres de ce trajet.
A cette fin, le module de détermination de trajet 3 comprend un sous-module de localisation et un sous-module de prédiction (non représentés)
Le sous-module de localisation peut être de type GNSS (Global Navigation Satellite System ou système de positionnement par satellite), par exemple GPS.
Le sous-module de prédiction est configuré pour prédire les paramètres de ce trajet. Ce sous-module peut se présenter sous la forme d’un sous-module « Horizon électronique » (« eHorizon ») connu de l’homme du métier qui est couplé au sous-module de localisation et qui permet la prédiction des informations et évènements prévisibles par ce système sur le trajet prévu. Des tels sous-modules étant connus en soi, ils ne seront pas davantage détaillés ici.
Le module de détection d’évènements 4 permet de détecter de manière connue en soi des évènements survenant au cours du trajet tels que, par exemple, des obstacles, des ralentissements, etc...
L’unité de contrôle électronique 1 est configurée pour déterminer le profil de vitesse à optimiser le long d’un trajet déterminé par le module de détermination de trajet 3 afin de réduire la consommation de carburant (dans le cas d’un véhicule à moteur thermique ou d’un véhicule hybride) et/ou le niveau d’énergie d’une ou plusieurs batteries de stockage d’énergie électrique (dans le cas d’un véhicule à moteur électrique ou d’un véhicule hybride). En variante, il peut aussi être envisagé d’optimiser la répartition entre les couples des moteurs thermique et électrique dans le cas d’un véhicule hybride ou bien le temps de parcours du trajet. Les paramètres à optimiser peuvent être statiques, c’est-àdire toujours identiques quel que soit le trajet déterminé, ou bien dynamiques, c’est-à-dire différents d’un trajet à un autre, ou variables au cours d’un trajet déterminé.
A cette fin, l’unité de contrôle électronique 1 est tout d’abord configurée pour déterminer le point de départ et le point d’arrivée d’un trajet que doit parcourir le véhicule.
L’unité de contrôle électronique 1 est ensuite configurée pour définir une série de points remarquables d’un trajet déterminé par le module de détermination de trajet 3. En variante, la série de points remarquables peut être déterminée par le module de détermination de trajet 3 et l’unité de contrôle électronique 1 est dans ce cas configurée pour recevoir ladite série du module de détermination de trajet 3.
Une telle série de points remarquables associés à un trajet permettent de découper le trajet en une série de portions. Les points remarquables du trajet caractérisent de préférence des endroits connus du trajet où le véhicule est susceptible de s’arrêter ou de ralentir fortement (par exemple en-dessous de 30 km/h ou de plus de 50% de la vitesse). A titre d’exemples non limitatifs, ces points remarquables peuvent par exemple être un rond-point, un carrefour giratoire, un dos d’âne, une modification de la limitation de vitesse, etc... pour des données prévisibles de type statique.
L’unité de contrôle électronique 1 est également configurée pour détecter un évènement prévisible se produisant sur le trajet tel que, par exemple, un ralentissement du trafic, un accident, un feu de signalisation qui passe du vert au rouge ou l’inverse, des zones de travaux, des contraintes météo, etc... pour des données prévisibles de type dynamique.
L’unité de contrôle électronique 1 est de plus configurée pour générer, pour chaque portion d’une série qu’elle a définie, une consigne de profil de vitesse véhicule et de commande du ou des moteurs du véhicule optimisant un ensemble de paramètres déterminé au préalable. En d’autres termes, chaque consigne permet de commander le moteur du véhicule sur la portion du trajet associée jusqu’au point d’arrivée.
Cette consigne est générée à partir d’une pluralité de contraintes (i.e. de conditions) imposées qui sont a minima la position et la vitesse du véhicule au point de départ et la position et la vitesse du véhicule au point d’arrivée du trajet déterminé. D’autres contraintes peuvent être utilisées comme les valeurs de charge de batterie mesurée au point de départ et ciblée au point d’arrivée, ou bien un temps de parcours du trajet.
La consigne est générée à partir des contraintes prédéterminées en minimisant le Hamiltonien d’un système d’équations modélisant la commande du moteur du véhicule et comprenant l’ensemble de paramètres déterminé comme cela sera décrit par la suite.
Une consigne générée par l’unité de contrôle électronique 1 peut être utilisée de diverses manières afin de contrôler les paramètres de fonctionnement du véhicule.
Par exemple, la consigne générée peut comprendre au moins une information, et l’unité de contrôle électronique 1 est alors configurée pour envoyer ladite information de sorte à ce qu’elle s’affiche à l’attention du conducteur, par exemple sur un écran ou sur le tableau de bord, afin qu’il adapte lui-même sa conduite du véhicule en fonction de l’information affichée.
De manière préférée, l’unité de contrôle électronique 1 peut être configurée pour recalculer le trajet et le profil de vitesse optimisé entre un point de départ correspondant à la localisation actuelle du véhicule et un point d’arrivée préalablement ou nouvellement déterminé lors de la conduite du véhicule, notamment lorsqu’un nouvel évènement susceptible de modifier la consommation d’énergie du véhicule survient.
En variante ou en complément, l’unité de contrôle électronique 1 peut être configurée pour contrôler elle-même au moins certains des paramètres de fonctionnement du moteur du véhicule afin d’en adapter la conduite. En d’autres termes, l’unité de contrôle électronique 1 peut appliquer elle-même au moteur la consigne générée afin d’en optimiser la conduite en termes de consommation.
L’invention va maintenant être décrite dans sa mise en œuvre en référence aux figures 2 à 5.
Tout d’abord, comme illustré à la figure 2, l’unité de contrôle électronique 1 détermine dans une étape E1 un point d’arrivée du trajet. Ce point d’arrivée peut être fourni par un usager du véhicule, par exemple via le module de détermination de trajet 3 ou déterminé directement par l’unité de contrôle électronique 1.
L’unité de contrôle électronique 1 détermine ensuite un point de départ dans une étape E2. De préférence, le point de départ correspond à la localisation actuelle du véhicule.
Selon l’invention, l’unité de contrôle électronique 1 est configurée pour déterminer le profil de vitesse optimisé du véhicule en fonction du temps (pour tout type de véhicule). L’unité de contrôle électronique 1 peut aussi être avantageusement configurée pour déterminer la répartition du couple entre un moteur thermique et un moteur électrique en fonction du temps dans le cas d’un véhicule hybride. On en déduira la consigne de vitesse recommandée à afficher et/ou la consigne de couple aux roues du véhicule et de commandes des moteurs dans le cas d’un véhicule hybride comme décrit ci-après.
L’unité de contrôle électronique 1 définit ensuite, dans une étape E3, une série de points remarquables du trajet caractérisés par un arrêt du véhicule ou une diminution de la vitesse du véhicule. Ces points peuvent être déterminés de manière connue en soi en fonction d’obstacles ou de ralentissements en fonction de la configuration du trajet. En variante, ces points peuvent être fournis par le module de détermination de trajectoire 3.
Pour chaque point remarquable du trajet, on définit dans une étape E4 une contrainte de vitesse C qui correspond à une vitesse limite à ce point du trajet. Cette contrainte peut être recalculée en fonction des informations fournies par le système de prédiction. Par exemple, dans le cas d’un ralentissement dû à des bouchons, ces contraintes peuvent évoluées et être actualisées en conséquence. On peut aussi imaginer en plus une limitation générale en accélération pour le confort des passagers du véhicule, par exemple sous la forme d’une étape de post-traitement.
Cette série de points remarquables permet de découper le trajet en une série de portions successives pour chacune desquelles va être générée une consigne de gestion de la conduite du véhicule dans une étape E5.
Ces consignes sont obtenues en minimisant le Hamiltonien d’un système d’équations modélisant la commande du véhicule et comprenant l’ensemble de paramètres déterminés.
Une telle minimisation correspond à l’application du Principe du Maximum de Pontryagin (désigné sous le nom de PMP) connu en soi afin d’optimiser la commande du véhicule et économiser ainsi l’énergie du véhicule.
Afin de minimiser l’énergie au cours d’un trajet donné, on définit dans cet exemple des conditions initiales (contraintes) qui sont une vitesse nulle au point de départ et des objectifs qui sont une vitesse finale souhaitée au point d’arrivée, à une distance donnée du point de départ. On notera que la vitesse au point de départ peut être non nulle lorsque l’unité de contrôle électronique 1 met en œuvre le procédé alors que le véhicule roule. On notera aussi que la vitesse finale souhaitée à l’arrivée peut être non nulle, dans le cas par exemple d’atteinte de zones de ralentissement (zones urbaines, péages, trafic dense annoncé, etc...)
Deux exemples préférés, mais non limitatifs, de génération de consignes vont maintenant être illustrés en références aux figures 3 à 5.
En référence tout d’abord à la figure 5, on note P(0), ..., P(N) les N points remarquables délimitant les portions du trajet, P(0) étant le point de départ, P(N) le point d’arrivée et P(1), ..., P(N-1) les points remarquables intermédiaires du trajet.
On applique un premier algorithme PMP1 entre un point P(i) et un point P(k), noté PMP1(i+k) dans lequel la vitesse finale du véhicule au point P(k) n’est pas fixée (dit « à vitesse finale libre »), et un deuxième algorithme PMP2 entre un point P(i) et un point P(k), noté PMP2(i->k) dans lequel la vitesse finale du véhicule au point P(k) est fixée (dit « à vitesse finale fixée »), i étant un entier naturel et k étant un entier naturel supérieur ou égal à 1. Les positions initiales et finales seront toujours fixées, respectivement à la position actuelle du véhicule, et à la position du point d’arrivée supposé connu.
La méthode PMP générale est basée sur la résolution de conditions d’optimalité sous forme d’équations aux différences partielles appliquées à une fonction particulière appelée Hamiltonien (« H ») contenant les informations sur le critère à optimiser et sur la dynamique du système et ses contraintes. Cette résolution peut être effectuée analytiquement ou numériquement selon la complexité du problème, telle que décrit ci-après, dans un exemple de réalisation possible.
Les équations d’état de base simplifiées représentant le système dynamique du véhicule sont par exemple (selon le principe fondamental de la dynamique, et avec des notations triviales pour l’homme de l’art) :
- v (gradient de position = vitesse) p/m~ g. sina, (gradient de vitesse = somme des forces en présence) où a est l’inclinaison de la pente de la route, F est la force appliquée à calculer, m est la masse du véhicule et g est la constante de gravitation (g = 9,81 m/s2).
Afin de définir la fonction Hamilton, on définit d’abord le terme L (connu en soi) correspondant à l’énergie de la force appliquée en F2 sous la forme d’un Lagrangien :
L = F2 + μ où μ est égal au coefficient de pondération sur le terme temps.
On introduit également les états adjoints associés aux équations d’état de base, noté ici λτ et λ2, qui représentent les conditions du comportement dynamique du système physique, et qui permettront la résolution complète du problème d’optimisation.
La fonction Hamilton devient :
H = L + λ^.ν + 12· (^/)n — 5-s'n œ)
Les 4 équations principales d’optimalité sur l’Hamiltonien seront :
• dH / = —, qui permet de calculer le premier état adjoint λΊ • dH
Qui permet de calculer le second état adjoint λ2 dH — = 0, qui permet de calculer la commande optimale F, et
Η(Γ) = 0, où T est la valeur du temps final (i.e. la durée du trajet) que l’on calcule à partir de cette équation afin d’optimiser aussi le paramètre « temps ».
La méthode PMP1 « à vitesse finale libre » se caractérise par une équation d’optimalité supplémentaire particulière, telle que représentée ci-dessous, dans un exemple de réalisation possible:
λ2(Γ) = 0, où T est la valeur du temps final, cette équation permettant de calculer la vitesse finale obtenue dans cette optimisation particulière.
Nous obtenons donc ici un système composé des 5 équations d’optimalité pré-citées pour 5 variables inconnues : les 3 fonctionnelles (dépendant du temps) (λι, λ2, F), plus le temps final T, plus la vitesse finale v(T), qui vont pouvoir être résolues, soit analytiquement, soit numériquement.
La méthode PMP2 « à vitesse finale fixée » se caractérise par les 4 premières conditions d’optimalité précitées, où la vitesse finale v(T) est fixée égale à vf, permettant la résolution directe des 3 fonctionnelles inconnues (λΊ, K, et F) et du temps final T.
Ces deux méthodes PMP1 et PMP2 vont être combinées comme décrit cidessous.
Premier exemple (figure 3) :
Partant du point de départ P(i = 0) avec k = 1 (étape E10), on applique tout d’abord l’algorithme PMP1 (étape E11) entre P(i) et P(k) puis on vérifie que la vitesse ainsi calculée au point P(k) vérifie la contrainte C(k) de vitesse prédéterminée à ce point (étape E12).
Dans la négative, on passe à l’étape E15 décrite ci-après.
Dans l’affirmative, on incrémente la valeur de k d’une unité (étape E13) et on vérifie si k = N (étape E14).
En cas d’issue négative de l’étape E14, on retourne à l’étape E11 pour appliquer l’algorithme PMP1 entre i = 0 et k puis on reprend les étapes E12 à E14.
Dans l’affirmative de E14, on passe l’étape E15.
Les étapes E11 à E14 sont ainsi réalisées pour différentes valeurs de k (i.e. différents points P(k) du trajet) jusqu’à ce que k = N ou qu’une contrainte en vitesse ne soit pas vérifiée sur l’un des points P(k).
En partant du point P(i), on a donc k - i points qui vérifient les contraintes de C(i) à C(k) en appliquant des algorithmes PMP à vitesse finale libre (PMP1 ), l’objectif à présent est de vérifier que ces points vérifient aussi les contraintes en appliquant des algorithmes PMP à vitesse finale fixée (PMP2). Pour ce faire, à l’inverse de la boucle précédente où on les testait dans l’ordre croissant depuis le point P(i), on les teste ici dans l’ordre décroissant depuis le point P(k).
A l’étape E15, on applique PMP2 entre i et k pour la valeur de k actuelle puis on vérifie si k est égal à i + 1 ou non (étape E16).
Dans l’affirmative, cela veut dire que P(i) et P(k) sont deux points successifs, qu’il n’y a donc pas de contraintes intermédiaires et que les contraintes sont donc forcément respectées puisqu’il n’y a que celles du point de départ et du pont d’arrivée qui sont utilisées comme paramètres pour notre simulation ; on passe alors à l’étape E19.
Dans la négative, on vérifie si chaque contrainte C(n) de vitesse est vérifiée pour les points n compris entre i + 1 et k -1 (inclus) à l’étape E17.
Dans l’affirmative, on passe à l’étape E19.
Dans la négative, on décrémente la valeur de k d’une unité (étape E18) puis on reprend à l’étape E15, etc.
On notera que le trajet fourni par PMP2 pourrait être sauvegardé à ce stade, car le parcours étant ainsi de préférence conservé pour chaque portion i->k, de manière à avoir à la fin un parcours complet allant de P(0) à P(N).
A l’étape E19, on vérifie si k = N.
Dans la négative, on rend i égal au k actuel et on rend k égale à i + 1 (étape E20) puis on reprend le procédé à l’étape E11 avec ces nouvelles valeurs. L’idée de l’étape E20 est d’utiliser le point d’arrivée P(k) de la boucle précédente comme point de départ P(i) pour la boucle suivante. Puis on fixe k comme point suivant à i pour la suite des tests.
Dans l’affirmative, le procédé se termine (E21), le dernier algorithme PMP2 appliqué définissant le profil de vitesse du véhicule sur le trajet, c’est-à-dire la série de consignes à appliquer au moteur respectivement sur la série de portions du trajet.
Ce premier exemple permet d’utiliser à la fois avantageusement PMP1 et PMP2 pour définir un profil de vitesse optimisé.
Deuxième exemple (figure 4) :
On définit une liste des contraintes de vitesse prédéterminées C(k), (k étant compris entre 1 et N) puis on fixe tout d’abord k = 1 et i = 1 (étape E30) puis on applique PMP2 entre le point de départ P(0) et le point d’arrivé P(N) dans une étape E31.
On vérifie alors si la contrainte de vitesse C(k) au point k actuel est respectée (étape E32).
Dans la négative, on passe à l’étape E34.
Dans l’affirmative, on retire la contrainte C(k) de la liste des contraintes (étape E33) puis on passe à l’étape E34.
A l’étape E34, on incrémente la valeur de k d’une unité puis on passe à une étape E35 dans laquelle on vérifie si k est strictement supérieur à N.
Dans la négative, le procédé est repris à l’étape E32 avec la valeur de k actuelle.
Dans l’affirmative, on passe à une étape E36 dans laquelle on définit une nouvelle liste de contraintes D(k) (k entier naturel compris entre 1 et N) comprenant uniquement les contraintes de vitesse qui n’ont pas été respectées à l’étape E32, dans l’ordre des points remarquables de la série.
On fixe alors k = 1 (étape E37) et on applique, dans une étape E38, PMP2 entre le point de départ P(0) et le point P(j) correspondant à la contrainte étudiée de la nouvelle liste de contraintes (la première contrainte lors de la première réalisation de l’étape E37) puis, dans une étape E39, PMP2 entre ledit point P(j) et le point d’arrivée P(N).
On vérifie alors dans une étape E40 si la contrainte de vitesse D(k) est respectée. L’idée de cette boucle est de partir de k = 1 et de tester tous les points de la liste (D(k)} sur le parcours allant du point de départ à l’arrivée passant par un seul point intermédiaire D(j) de la liste (D(k)}. Si un point D(k) est respecté alors il ne sera pas contraignant pour le calcul du parcours et il est donc éliminé de la liste des points de contraintes (D(k)}. On remarquera que pour le point k = j, la limite de vitesse est respectée puisqu’on impose le passage par D(j).
Si la contrainte de vitesse D(k) n’est pas respectée, on passe à l’étape E42.
Dans l’affirmative, on retire la contrainte D(k) correspondant au point P(k) de la nouvelle liste de contraintes dans une étape E41 puis on passe à l’étape E42.
A l’étape E42, on incrémente la valeur de k d’une unité puis on vérifie, dans une étape E43, si k est strictement supérieure à N.
Dans la négative, on reprend à l’étape E40.
Dans l’affirmative, on incrémente la valeur de j d’une unité (étape E44) puis on vérifie si j est strictement supérieure à N (étape E45).
Dans la négative, on passe à l’étape E37.
Dans l’affirmative, dans une étape E46, on applique l’algorithme PMP2 entre le point de départ P(0) et le point d’arrivée P(N) en passant par tous les points P(k) restants dans la nouvelle liste de contraintes D(k) de manière à définir le profil de vitesse, c’est-à-dire la série de consignes à appliquer au moteur respectivement sur la série de portions du trajet.
Une fois les consignes générées par l’unité de contrôle électronique 1, chaque consigne est fournie, dans une étape E6, sur la portion du trajet correspondante parcourue par le véhicule jusqu’à atteindre le point d’arrivée déterminé à l'étape E1.
Dans un mode de réalisation, chaque consigne générée comprend une ou plusieurs informations qui sont affichées par l’unité de contrôle électronique 1 sur un écran ou sur le tableau de bord à l’attention du conducteur. Dans ce cas, le conducteur commande sa vitesse à partir des informations affichées afin d’adapter sa conduite et optimiser l’utilisation de l’énergie du véhicule.
Dans un autre mode de réalisation, la gestion des paramètres de fonctionnement du moteur du véhicule est au moins en partie automatisée, c’est-à-dire que l’unité de contrôle électronique 1 pilote tout au partie des paramètres de fonctionnement du moteur pour adapter la conduite du véhicule sur chacune des portions du trajet.
Pendant le trajet, l’unité de contrôle électronique 1 peut à tout moment détecter un nouvel évènement dans une étape E7, tel que par exemple le non-respect par le conducteur d’une consigne générée, un feu rouge de signalisation, un accident, un obstacle (à condition que ledit obstacle soit détecté suffisamment à temps pour pouvoir effectuer les calculs du nouveau profil de vitesse associé), etc.
Dans ce cas, l’unité de contrôle électronique 1 peut, si l’évènement a une influence sur le point d’arrivée, redéfinir un nouveau point d’arrivée, puis redéfinir des consignes de gestion de la conduite à partir du même ensemble de paramètres ou d’un nouvel ensemble de paramètres comme décrit ci-avant pour optimiser à nouveau et en temps réel l’utilisation de l’énergie du véhicule.
Le procédé selon l’invention permet donc de déterminer de manière efficace un profil de vitesse optimisé pour le véhicule sur les différentes portions du trajet en fonction de contraintes appropriées.
Il est précisé enfin que la présente invention n’est pas limitée aux exemples décrits ci-dessus et est susceptible de variantes accessibles à l’homme de l’art.
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Procédé de détermination d’un profil de vitesse d’un véhicule automobile sur un trajet entre un point de départ et un point d’arrivée, ledit procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend les étapes de :• définition (E3) d’une série de points remarquables du trajet caractérisés par un arrêt du véhicule ou une diminution de la vitesse du véhicule, ladite série de points remarquables découpant le trajet en une série de portions, • pour chaque portion du trajet, génération (E5) d’une consigne de vitesse et/ou de couple optimisant le profil de vitesse du véhicule en minimisant le Hamiltonien d’un système d’équations modélisant la conduite du véhicule, • fourniture (E6) de la consigne générée sur chaque portion du trajet pour optimiser la conduite du véhicule jusqu’au point d'arrivée.
- 2. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre une étape préliminaire (E1) de détermination du point d’arrivée.
- 3. Procédé selon l’une des revendications 1 et 2, comprenant une étape (E7) de détection d’un évènement se produisant sur le trajet.
- 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la consigne générée comprend au moins une information et la gestion de la conduite du véhicule est réalisée par le conducteur du véhicule à partir de ladite au moins une information.
- 5. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel la gestion de la conduite du véhicule est au moins en partie automatisée.
- 6. Unité (1) de contrôle électronique pour la gestion de la conduite d’un véhicule automobile sur un trajet entre un point de départ et un point d’arrivée, ladite unité de contrôle électronique (1) étant caractérisée en ce qu’elle est configurée pour :• définir une série de points remarquables du trajet caractérisés par un arrêt du véhicule ou une diminution de la vitesse du véhicule, ladite série de points remarquables découpant le trajet en une série de portions, • générer une consigne de vitesse et/ou de couple optimisant le profil de vitesse du véhicule en minimisant le Hamiltonien d’un système d’équations modélisant la conduite du véhicule, • fournir la consigne générée sur chaque portion du trajet pour optimiser la conduite du véhicule jusqu'au point d’arrivée.
- 7. Unité de contrôle électronique (1) selon la revendication 6, ladite unité de contrôle électronique (1) étant configurée pour déterminer le point d’arrivée.
- 8. Unité de contrôle électronique (1) selon l’une des revendications 6 et 7, ladite unité de contrôle électronique (1) étant configurée pour détecter un évènement se5 produisant sur le trajet.
- 9. Unité de contrôle électronique (1) selon l’une quelconque des revendications 6 à 8, ladite unité de contrôle électronique (1) étant configurée pour contrôler au moins certains des paramètres de fonctionnement du moteur du véhicule afin d’en adapter la conduite.
- 10 10. Véhicule automobile comprenant une unité de contrôle électronique (1) selon l’une quelconque des revendications 6 à 9.
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