FR3058682A1 - Procede et dispositif d'adaptation du niveau de couple recuperatif d'un vehicule automobile a propulsion electrique - Google Patents

Procede et dispositif d'adaptation du niveau de couple recuperatif d'un vehicule automobile a propulsion electrique Download PDF

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Abstract

Procédé d'adaptation du niveau de couple récupératif d'un véhicule automobile à propulsion électrique, dans lequel : - on détecte un trajet usuel (TU) ; - on analyse des zones de freinage (ZdFj) au cours dudit trajet usuel (TU) ; - on calcule un pourcentage d'énergie récupérable avec le niveau de couple récupératif actuel ; et - on adapte le niveau de couple récupératif en fonction du style de conduite du conducteur et du trajet usuel (TU) détecté de façon à atteindre ou à s'approcher, sur un TU, d'un pourcentage d'énergie récupérée cible.

Description

058 682
61034 ® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE
COURBEVOIE © N° de publication :
(à n’utiliser que pour les commandes de reproduction) © N° d’enregistrement national © Int Cl8 : B 60 L 7/18 (2017.01), B 60 W 10/196, 30/18, 40/06, 40/09, 40/12
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1
©) Date de dépôt : 15.11.16. (© Demandeur(s) : RENAULT S.A.S Société par actions
(© Priorité : simplifiée — FR.
@ Inventeur(s) : MARSILIA MARCO et POTHIN
RICHARD.
(43) Date de mise à la disposition du public de la
demande : 18.05.18 Bulletin 18/20.
©) Liste des documents cités dans le rapport de
recherche préliminaire : Se reporter à la fin du
présent fascicule
(© Références à d’autres documents nationaux (73) Titulaire(s) : RENAULT S.A.S Société par actions sim-
apparentés : plifiée.
©) Demande(s) d’extension : (© Mandataire(s) : CASALONGA.
FR 3 058 682 - A1 (□4/ PROCEDE ET DISPOSITIF D'ADAPTATION DU NIVEAU DE COUPLE RECUPERATIF D'UN VEHICULE AUTOMOBILE A PROPULSION ELECTRIQUE.
©) Procédé d'adaptation du niveau de couple récupératif d'un véhicule automobile à propulsion électrique, dans lequel:
- on détecte un trajet usuel (TU);
- on analyse des zones de freinage (ZdFj) au cours dudit trajet usuel (TU);
- on calcule un pourcentage d'énergie récupérable avec le niveau de couple récupératif actuel; et
- on adapte le niveau de couple récupératif en fonction du style de conduite du conducteur et du trajet usuel (TU) détecté de façon à atteindre ou à s'approcher, sur un TU, d'un pourcentage d'énergie récupérée cible.
Procédé et dispositif d’adaptation du niveau de couple récupératif d’un véhicule automobile à propulsion électrique
La présente invention concerne le domaine des véhicules automobiles, et plus particulièrement, les véhicules à propulsion électrique.
Plus particulièrement, l’invention concerne le contrôle et la modification du niveau de couple récupératif du véhicule automobile lors des décélérations.
La plupart des véhicules automobiles embarquent dans le calculateur moteur, un procédé de calcul d’une consigne de couple moteur en fonction de la position de la pédale d’accélérateur, généralement appelé « loi pédale ».
Le calcul d’une consigne de couple moteur en fonction de la position de la pédale d’accélérateur a un impact direct sur la quantité d’énergie que le véhicule automobile est capable de récupérer lors des décélérations, et donc sur l’autonomie du véhicule. Il est ainsi particulièrement important dans le cas des véhicules automobiles électriques ou hybrides.
On pourra se référer au document US 2014/0149010 qui décrit un procédé permettant de modifier le niveau de freinage récupératif d’un véhicule automobile en fonction, notamment, de l’état de la route empruntée, des conditions climatiques et du trafic. Toutefois, ce procédé ne permet pas d’adapter le calcul d’une consigne de couple moteur en fonction de la pédale d’accélérateur en fonction de la conduite et des habitudes du conducteur et ne permet pas d’optimiser le compromis entre l’autonomie et l’agrément de conduite du véhicule.
On pourra également se référer au document JP 2006151039 qui propose d’adapter le taux de récupération d’énergie en fonction de modes de conduite intégrés dans le calculateur moteur, et ce de façon arbitraire, par exemple en appuyant sur un bouton « Eco-mode » d’économie d’énergie.
Il existe un besoin d’adapter le calcul d’une consigne de couple moteur à la conduite du conducteur, ainsi qu’au trajet usuel emprunté par le conducteur, tel que par exemple, le trajet reliant le domicile du conducteur à son travail.
La présente invention a pour objectif d’optimiser la récupération d’énergie lors des décélérations du véhicule tout en maintenant un niveau de confort de conduite satisfaisant.
La présente invention a pour objet un procédé d’adaptation du niveau de couple récupératif, c’est-à-dire générateur, d’un véhicule automobile à propulsion électrique, dans lequel on détecte un trajet usuel; on analyse des zones de freinage au cours dudit trajet usuel ; on calcule un pourcentage d’énergie récupérable avec un niveau de couple récupératif initial fonction du régime moteur du véhicule ; et on adapte le pourcentage d’énergie récupérable en modifiant le niveau de couple récupératif du véhicule en fonction du style de conduite du conducteur et du trajet usuel détecté. Cette adaptation permet d’atteindre ou de s’approcher, sur le trajet usuel, d’un pourcentage cible d’énergie récupérée. Le niveau de couple récupératif considéré correspond au couple générateur lors d’une décélération simple du véhicule, c’est-à-dire sans appui sur la pédale de frein.
Avantageusement, le trajet usuel est détecté en fonction du point de départ et du point d’arrivée du trajet emprunté, par exemple reçus en temps réel, un trajet usuel étant détecté lorsque un même trajet est répété au moins NI jours par semaine, pendant au moins N2 semaines consécutives.
Lors de l’analyse des zones de freinage au cours dudit trajet usuel, on peut détecter des zones de freinage au cours du trajet usuel précédemment détecté, en fonction du couple du moteur électrique, du couple de freinage hydraulique, et de la distance parcourue depuis le point de départ du trajet ; on peut diviser les zones de freinage détectées en k parties de longueur, et en n dernières parties de longueur inférieure ou égale à la longueur des parties ; et on peut calculer trois signaux caractérisant chacune des parties. Les trois signaux caractérisant chaque partie comprennent, par exemple, le couple de freinage total moyen, le régime moteur moyen et la moyenne de l’énergie mécanique récupérable.
Avantageusement, lors du calcul d’un pourcentage d’énergie récupérable, on positionne dans les cases d’un tableau couple-régime chaque partie ayant pour coordonnées le régime moteur moyen et le couple de freinage total moyen de ladite partie et chaque dernière partie ayant pour coordonnées le régime moteur moyen et le couple de freinage total moyen de ladite dernière partie; et on calcule pour chaque case du tableau, la valeur du signal correspondant à la somme de tous les signaux des parties attribués à cette case; on calcule un pourcentage d’énergie récupérable sur le trajet usuel en fonction d’une courbe initiale représentant le niveau de couple générateur en fonction du régime moteur lorsque la pédale d’accélérateur est à 0%. Le pourcentage d’énergie récupérable correspond à la division de la somme des signaux de toutes les cases du tableau dont le signal se trouve à l’intérieur de la surface définie par la courbe initiale et l’axe des abscisses, par la somme des signaux de toutes les cases du tableau.
La courbe initiale est, par exemple, caractérisée par une première droite partant d’un premier point de coordonnées, inclinée d’un premier angle par rapport à l’axe des abscisses, jusqu’à une deuxième droite de la courbe initiale parallèle à l’axe des abscisses et ayant pour ordonnée un couple récupératif maximal en fonction du régime moteur, et une troisième droite partant d’un troisième point de coordonnées, inclinée d’un deuxième angle par rapport à l’axe des abscisses jusqu’à la deuxième droite. Le premier point de coordonnées correspond, par exemple, à la vitesse minimale à partir de laquelle la loi de commande du véhicule autorise la récupération d’énergie par décélération. Le troisième point de coordonnées correspond, par exemple, à la vitesse maximale jusqu’à laquelle la loi de commande du véhicule autorise la récupération d’énergie par décélération.
Les angles et le point d’ordonnée sont des paramètres de réglage positifs. Ils peuvent être modifiés par le procédé d’adaptation.
Selon un mode de réalisation, lors de l’adaptation du pourcentage d’énergie récupérable en fonction du style de conduite du conducteur et du trajet usuel détecté, on compare le pourcentage d’énergie récupérable à une valeur de seuil et on redéfinit une nouvelle courbe lorsque le pourcentage d’énergie mécanique moyenne récupérable est inférieur à la valeur de seuil, en recalculant les paramètres de la courbe, notamment les angles et le point d’ordonnée, lorsque le pourcentage d’énergie récupérable sur un trajet usuel est supérieur ou égal à la valeur de seuil, la nouvelle courbe étant envoyée vers le calculateur moteur du véhicule.
Une fois la nouvelle courbe définie, le pourcentage d’énergie récupérable sur un trajet usuel est recalculé et re-comparé à la valeur de seuil.
Selon un deuxième aspect, l’invention concerne un dispositif d’adaptation du niveau de couple récupératif d’un véhicule automobile à propulsion électrique comprenant une unité de calcul électronique extérieure, débarquée du véhicule automobile, et un calculateur moteur embarqué à bord du véhicule automobile et communiquant avec l’unité de calcul électronique extérieure par un moyen de communication, caractérisé en ce qu’il comprend un module de détection d’un trajet usuel, un module d’analyse de zones de freinage au cours dudit trajet usuel, un module de calcul du pourcentage d’énergie récupérable avec un niveau de couple récupératif initial fonction du régime moteur du véhicule, et un module d’adaptation du pourcentage d’énergie récupérable apte à modifier le niveau de couple récupératif du véhicule en fonction du style de conduite du conducteur et du trajet usuel détecté. Le module d’adaptation est configuré pour atteindre sur ledit trajet usuel, un pourcentage d’énergie récupérée cible.
Avantageusement, le module de détection d’un trajet usuel est situé dans l’unité de calcul électronique extérieure, reçoit en temps réel le point de départ, le point d’arrivée, l’heure et la date du trajet emprunté, et détermine si un trajet usuel est emprunté lorsque le trajet est répété au moins NI jours par semaine, pendant au moins N2 semaines consécutives.
Selon un mode de réalisation, le module d’analyse de zones de freinage au cours du trajet usuel précédemment détecté est situé dans l’unité de calcul électronique extérieur, reçoit en temps réel pendant toute la durée du trajet, notamment le couple du moteur électrique, le couple de freinage hydraulique, la distance parcourue depuis le point de départ du trajet et le régime moteur, et comprend un module de détection de zones de freinage à l’intérieur dudit trajet usuel, un module de division desdites zones de freinage en k premières parties, avec i un entier positif compris entre 1 et k et une dernière partie, avec j un entier positif compris entre 1 et n, un module de calcul de trois signaux caractérisant chaque partie.
Selon un mode de réalisation, le module de calcul du pourcentage d’énergie récupérable comprend un module de distribution des parties dans les cases d’un tableau couple-régime, chaque partie, ayant pour coordonnées le régime moteur moyen et le couple de freinage total moyen de la partie correspondante, étant positionnée sur le tableau dans la case S correspondante, ledit module comprenant un module de calcul de la valeur du signal pour chaque case du tableau.
Avantageusement, le module de calcul du pourcentage d’énergie récupérable comprend un module de calcul du pourcentage d’énergie récupérable sur un trajet usuel en fonction d’une courbe initiale représentant le niveau de couple générateur en fonction du régime moteur lorsque la pédale d’accélérateur est à 0% ; la courbe initiale étant caractérisée par une première droite partant d’un premier point de coordonnées, inclinée d’un premier angle par rapport à l’axe des abscisses, jusqu’à une deuxième droite de la courbe initiale parallèle à l’axe des abscisses et ayant pour ordonnée un couple récupératif maximal en fonction du régime moteur et une troisième droite partant d’un troisième point de coordonnées, inclinée d’un deuxième angle par rapport à l’axe des abscisses jusqu’à la deuxième droite. Le premier point de coordonnées correspond, par exemple, à la vitesse minimale à partir de laquelle la loi de commande du véhicule autorise la récupération d’énergie par décélération. Le troisième point de coordonnées correspond, par exemple, à la vitesse maximale jusqu’à laquelle la loi de commande du véhicule autorise la récupération d’énergie par décélération.
Par exemple, le pourcentage d’énergie récupérable correspond à la division de la somme des signaux de toutes les cases du tableau dont le signal se trouve à l’intérieur de la surface définie par la courbe initiale et l’axe des abscisses, par la somme des signaux de toutes les cases du tableau.
Selon un mode de réalisation, le module d’adaptation du pourcentage d’énergie récupérable en fonction du style de conduite du conducteur et du trajet usuel détecté comprend un module de comparaison du pourcentage d’énergie récupérable à une valeur de seuil, un module de calcul des nouveaux paramètres pour définir une nouvelle courbe lorsque le pourcentage d’énergie mécanique moyenne récupérable est inférieur à la valeur de seuil.
D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 représente schématiquement un dispositif d’adaptation du niveau de couple récupératif d’un véhicule automobile selon l’invention ;
- les figures 2 et 3 représentent graphiquement l’identification et la division en parties de zones de freinage selon l’invention, ainsi que l’attribution de trois signaux à chaque partie ;
- les figures 4 et 5 représentent un tableau couple-régime ayant en abscisses le régime moteur et en ordonnées le couple de freinage total ;
- la figure 6 illustre une courbe 0% initiale déterminée selon l’invention ;
- la figure 7 illustre le tableau de la figure 5 avec la courbe 0% initiale de la figure 6 ; et
- la figure 8 illustre les étapes d’un procédé d’adaptation du niveau de couple récupératif d’un véhicule automobile selon l’invention.
Comme illustré sur la figure 1, un dispositif 10 d’adaptation du niveau de couple récupératif d’un véhicule automobile permet d’adapter automatiquement et progressivement le niveau de couple récupératif en lever de pied, c’est-à-dire lorsque la pédale d’accélérateur n’est pas appuyée, tout au long de la vie du véhicule. Le dispositif d’adaptation 10 permet ainsi de contrôler précisément le pourcentage d’énergie récupérable pour un conducteur donné sur un trajet donné.
Le dispositif d’adaptation 10 comprend une unité de calcul électronique extérieure 12, débarquée du véhicule automobile, et une unité de calcul électronique UCE 14 ou calculateur moteur embarquée à bord du véhicule automobile et communiquant avec l’unité de calcul débarquée 12 par un moyen de communication 16, tel que, par exemple, une connexion sans fil.
Tel qu’illustré sur la figure 1, le dispositif d’adaptation 10 comprend un module 20 de détection d’un trajet usuel TU, un module 30 d’analyse de zones de freinage ZdFj au cours du trajet usuel TU, un module 40 de calcul du pourcentage d’énergie récupérable, un module 50 de détermination d’une courbe 0% initiale Co%o, et un module 60 d’adaptation du pourcentage de couple récupérable en fonction du style de conduite du conducteur et du trajet usuel TU détecté.
Le pourcentage d’énergie récupérable est ainsi adapté en modifiant le niveau de couple récupératif du véhicule en fonction du style de conduite du conducteur et du trajet usuel détecté.
Le module 20 de détection d’un trajet usuel TU, situé dans le calculateur débarqué 12, reçoit des données en temps réel, notamment le point de départ, le point d’arrivée, l’heure et la date du trajet emprunté. Les données peuvent être émises par exemple par un système de positionnement global ou « GPS » 16.
Lorsqu’un même trajet T est répété au moins NI jours par semaine, par exemple NI est égal à quatre, pendant au moins N2 semaines consécutives, par exemple N2 est égal à trois, le module 20 détecte un trajet usuel TU de l’utilisateur, c’est-à-dire un trajet répété très souvent, par exemple le trajet reliant le domicile au travail. Les nombres NI et N2 sont des paramètres de réglage positifs.
Le module 30 d’analyse de zones de freinage ZdFj au cours du trajet usuel TU précédemment détecté, situé dans le calculateur débarqué 12, reçoit des données en temps réel pendant toute la durée du trajet TU, notamment le couple du moteur électrique, le couple de freinage hydraulique, la distance parcourue depuis le point de départ du trajet TU et le régime moteur. Les données peuvent être émises par exemple par un système de positionnement global ou « GPS » 16.
Le module 30 d’analyse de zones de freinage comprend un module 32 de détection de zones de freinage à l’intérieur dudit trajet usuel qui élabore un traitement statistique des N3 derniers trajets usuels TU. Le nombre N3 est un paramètre de réglage positif, par exemple égal à trois.
En d’autres termes, à chaque fois que les données d’un nouveau trajet usuel TU sont disponibles, les données du trajet usuel TU le plus ancien ne sont plus prises en compte, de sorte qu’à chaque instant, seulement les N3 derniers trajets usuels TU les plus récents sont considérés dans le traitement statistique. Le traitement statistique a pour but d’identifier les zones de freinage à l’intérieur du trajet usuel TU.
Une zone de freinage ZdF est définie comme une zone dans l’espace, à l’intérieur du trajet usuel TU, où pour au moins N4 % des N3 derniers trajets usuels TU, le conducteur a appliqué un couple total (moteur électrique + freins hydrauliques) négatif, c’est-à-dire un couple de freinage. Le nombre N4 est un paramètre de réglage positif, par exemple supérieur ou égal à 60.
Le module 32 de détection de zones de freinage identifie j zones de freinage ZdF, avec j un entier positif compris entre 1 et n.
Le module 30 d’analyse de zones de freinage ZdFj comprend en outre un module 34 de division des zones de freinage en parties Pi, P’jUne fois les zones de freinage ZdFj identifiées à l’intérieur du trajet usuel TU, chacune de ces zones de freinage est divisée en k premières parties Pi, avec i un entier positif compris entre 1 et k et une dernière partie P’j, avec j un entier positif compris entre 1 et n ; le nombre de dernières parties P j étant égal au nombre de zones de freinage ZdFj. Chaque partie P, à l’intérieur d’une zone de freinage ZdFj a une longueur de E mètres, sauf la dernière partie Pj de chaque zone de freinage ZdFj qui a une longueur de E’ mètres, inférieure ou égale à la longueur E des premières parties Pi.
La division des zones de freinage en parties est visible sur les figures 2 et 3.
Le module 30 d’analyse de zones de freinage ZdFj comprend en outre un module 36 de calcul de trois signaux caractérisant chaque partie P, et P j.
Ainsi, pour chaque partie P, et Pj, sur toute la distance E ou E’ de la partie considérée, sur tous les N3 trajets usuels TU considérés par le module 32 de détection de zones de freinage ZdFj, le module 36 de calcul détermine les paramètres suivants :
1. Le couple de freinage total moyen (moteur électrique + freinage hydraulique) :
Cf, pour les premières parties P,, exprimé en N.m, avec i compris entre 1 et k ; et
Cf) pour les dernières parties Pj, exprimé en N.m, avec j compris entre 1 et n.
2. Le régime moteur moyen :
V, pour les premières parties P,, exprimé en rad/s ; et
Vj pour les dernières parties Pj, en rad/s.
3. La moyenne de l’énergie mécanique que l’on peut récupérer ίο
En, pour les premières parties P, et Enj pour les dernières parties Pj, selon les équations :
(Eq. 1) (Eq. 2)
Avec :
E, la longueur de toutes les parties P,, avec i compris entre 1 et k, exprimée en m.
E’j la longueur de toutes les parties Pj, avec j compris entre 1 et n, exprimée en m,
Q, une constante de proportionnalité liant la vitesse Vveh du véhicule, exprimée en ms avec le régime moteur V en rad/s selon l’équation : Vveh = Q.V. Dans un véhicule électrique mono-rapport, le paramètre Q est constant.
Les signaux En, et En j représentent une moyenne de l’énergie mécanique que l’on peut récupérer respectivement dans la partie P, et dans la dernière partie Pj. En effet, l’énergie mécanique moyenne de la partie P, est donnée par le produit de la puissance mécanique moyenne {Cf,. V,) et du temps moyen V=E/Vveh,, avec Vveh,, la vitesse du véhicule moyenne sur la partie P, considérée.
La figure 3 représente graphiquement le découpage des parties de zones de freinage et l’attribution des trois signaux précédemment déterminés à chaque partie P, et Pj.
Ainsi, chaque partie P, est associée à trois signaux Cf,, V,, En, et chaque dernière partie Pj est associée à trois signaux Cfj, Vj et En j.
Le module 40 de calcul du pourcentage d’énergie récupérable comprend un module 42 de distribution des parties P, et Pj dans un tableau couple-régime représenté sur la figure 4.
Le tableau illustré sur la figure 4 est construit sur un repère cartésien ayant en abscisses le régime moteur V, exprimé en rad/s, et en ordonnées le couple de freinage total Tq, exprimé en N.m. Chaque rectangle du tableau représente une case S du tableau désignée, dans l’exemple illustré, par une lettre de l’alphabet. Les cases S ont toutes la même dimension de largeur L et hauteur H, par exemple la largeur L est de 150 rad/s et la hauteur H est de 20 N.m.
Chaque partie P, ayant pour coordonnées (L/, Cf) est positionnée sur le tableau dans la case S correspondante. De manière analogue, chaque dernière partie P’j ayant pour coordonnées (C’y, Cf’j) est positionnée sur le tableau dans la case S correspondante.
Le module 40 comprend en outre un module 44 de calcul de la valeur du signal En tots, une fois, les parties P, et P’j positionnées dans le tableau, pour chaque case S du tableau. La valeur du signal En tots correspond à la somme des tous les signaux En, des parties P, attribués à cette case et de tous les signaux En ’j des dernières parties P’j attribués à cette case.
Pour chaque case S du tableau, on détermine les coordonnées (L Cs Cf_CS) de son point central PC correspondant respectivement à la moyenne de tous les signaux V, et V’j des parties P, et P ’j attribués à cette case et à la moyenne de tous les signaux Cf, et Cf’j des parties P, et P’j attribués à cette case.
Dans l’exemple de réalisation non limitatif illustré sur la figure 4, le module 42 de distribution des parties P, et P ’j positionne, par exemple :
- une partie P2 avec V2 = 157 rad/s et Cf2 = -58 N.m,
- une partie P5 avec V5 = 157 rad/s et Cfs = -58 N.m, et
- une partie P’7 avec V’7 = 157 rad/s et Cf’7 = -58 N.m
Sur la figure 5, la case h est alors caractérisée par :
- un signal En toth = En2 + En f, et
- les coordonnées V_Ch et Cf_Ch de son point central PCh avec :
Ch =
Vï + T'7 et Cf Ch =
Cf2 + Cfi
Sur la figure 5, la case f est alors caractérisée par :
- un signal En totf= Ens, et
- les coordonnées V Cf et Cf Cf de son point central PCfavec : V_Cf = C5 et Cf_Cf = C/5
Le module 40 comprend en outre un module 46 de calcul du pourcentage d’énergie récupérable sur un trajet usuel TU avec la première loi pédale.
En effet, le procédé a pour objectif d’adapter le procédé de calcul d’une consigne de couple moteur en fonction de l’appui pédale d’accélérateur, appelé « loi pédale » au style de conduite du conducteur ainsi qu’à son trajet usuel.
L’adaptation de la loi pédale concerne le niveau de couple générateur en fonction du régime moteur, correspondant à la position 0% de la pédale d’accélérateur. La position 0% de la pédale d’accélérateur correspond à la position dans laquelle la pédale d’accélérateur est complètement relâchée. A l’inverse la position 100% de la pédale d’accélérateur correspond à un enfoncement maximal.
Lorsque la position de la pédale est à 0%, on peut déterminer la puissance mécanique maximale récupérable lors des décélérations.
Le dispositif 10 comprend un module 50 de détermination d’une courbe 0% initiale Co%o, illustrée sur la figure 6 représentant en abscisses, le régime moteur V en rad/s et en ordonnées, le couple de freinage Tq, exprimé en N.m. La courbe 0% est caractérisée par trois droites Dl, D2 et D3, et illustrée sur la figure 6 :
La droite Dl part du point de coordonnées (Vmin_recup 0), inclinée d’un angle a par rapport à Taxe des abscisses, jusqu’à la droite D2,
La droite D2 est parallèle à Taxe des abscisses et a pour ordonnée -Tqreg_max, et
La droite D3 part du point de coordonnées (Vmax_recup 0), inclinée d’un angle β par rapport à l’axe des abscisses jusqu’à la droite D2.
Vmtn recup et Vmax_recuP sont des paramètres de réglage positifs ou nuis. Ils ne sont pas modifiés par le procédé d’adaptation.
a, -Tqreg_max, et β sont des paramètres de réglage positifs. Ils sont modifiés par le procédé d’adaptation.
Pour assurer un agrément de conduite, les contraintes suivantes sont appliquées sur les paramètres de réglages a, -Tqreg max, et β\
Avec :
min et β max des paramètres de réglage positifs représentant les valeurs minimum et maximum des paramètres a, -Tqregmax, et β permettant d’assurer un confort de conduite acceptable.
Le module 50 détermine une première courbe 0% Co%o pour calculer le pourcentage d’énergie récupérable %En_moy sur un trajet usuel TU avec la première loi pédale selon l’équation suivante :
%En
En tôt courbeO
En tôt tu (Eq. 3)
Avec :
En tôt tu, la somme des signaux En tots de toutes les cases S du tableau. Ce signal représente l’énergie maximum récupérable sur le trajet usuel TU ; et
En tot courbeo, la somme des signaux En tots de toutes les cases S du tableau dont le signal se trouve à l’intérieur de la surface définie par la courbe 0% initiale C0%0 et l’axe des abscisses. Ce signal représente l’énergie maximum récupérable sur le trajet usuel TU par la courbe 0%.
La première courbe 0% Co%o est définie à l’instant t=Os jusqu’à ce que le trajet usuel TU soit détecté par le module de détection 20.
La première courbe 0% Co%o est caractérisée par des valeurs intermédiaires : α= α0, β = βο et -Tqreg max = -Tqregmax0.
En reprenant l’exemple illustré sur les figures 4 et 5, la valeur de En tot courbeo est égale à la somme des signaux En tots de toutes les cases S du tableau dont le centre est présent à l’intérieur de la surface définie par la courbe 0% et l’axe des abscisses comme on peut le voir sur la figure 7 qui juxtapose la courbe Co%o illustrée à la figure 6 sur le tableau de la figure 5.
Le module 60 d’adaptation du pourcentage d’énergie récupérable en fonction du style de conduite du conducteur et du trajet usuel TU détecté comprend un module 62 de comparaison du pourcentage d’énergie récupérable %En_moy à une valeur de seuil, Smin. un module 64 de calcul des nouveaux paramètres a, -Tq_reg_max, et β pour définir une nouvelle courbe 0% C0%F.
Si le pourcentage d’énergie mécanique moyenne récupérable %En_moy est inférieur à une valeur de seuil, Smin, en pourcentage, alors on redéfinit une nouvelle courbe 0% C0%F permettant de récupérer au moins Smin% de l’énergie totale récupérable, voire de se rapprocher au plus près de ce pourcentage, dans le cas où, compte tenu des contraintes, il est difficile d’être égal à ce pourcentage.
Pour redéfinir une nouvelle courbe 0% C0%F, les paramètres a, -Tq_reg_max, et β sont recalculés par le module 64 selon les équations suivantes :
a = min [(ao +Δα); CC max] β = min[(/U + Δ/3); β max] (Eq. 4) (Eq. 5) iCfreg max — min [(7qreg max 0 + ΔΓ<7);Γ<7 } reg _ max max I (Eq. 6)
Avec :
Aa, Αβ, ATq, des paramètres de réglage positifs représentant le plus petit incrément des paramètres a, β, Tq, et
Une fois la nouvelle courbe 0% définie, le pourcentage d’énergie récupérable %En_moy sur un trajet usuel TU est calculé par le module 64 selon l’équation précédente Eq.3.
Si le pourcentage d’énergie mécanique moyenne récupérable %En_moy est supérieur à la valeur de seuil Smin, on maintient la nouvelle courbe 0% définie, sinon, le module 64 recalcule les paramètres a, -Tq_reg_max, et β.
La courbe 0% doit être acceptable en termes d’agrément de conduite. Toutefois, l’autonomie du véhicule est également un enjeu majeur pour les véhicules électriques. La courbe 0% doit donc aussi permettre de récupérer le plus possible d’énergie.
Il est ainsi nécessaire d’adapter la courbe 0% initiale en fonction du style de conduite du compteur afin de maximiser l’énergie récupérée sur son trajet usuel tout en respectant le confort de conduite.
La figure 7 représente l’adaptation de la courbe 0% afin de répondre au double critère d’agrément de conduite et de récupération d’énergie mécanique tel que défini selon le procédé détaillé en référence à la figure. On voit que la courbe 0% initiale s’est déplacée vers une courbe 0% finale. La courbe 0% finale permet de récupérer des énergies supplémentaires des cases du tableau dont le centre se trouve à présent dans la surface délimitée entre l’axe des abscisses et la courbe 0% finale.
La nouvelle courbe 0% finale est envoyée vers le calculateur 14 du véhicule, embarqué à bord du véhicule. Le passage de la courbe 0% initial à la courbe 0% finale se fait de manière progressive, à chaque nouveau trajet usuel, afin de ne pas brusquer le conducteur. Ainsi, on augmente les paramètres a, β, Tq que très légèrement jusqu’à arriver à la courbe 0% finale.
A titre de variante non limitative, le procédé peut comprendre également une étape de vérification des préférences du conducteur. Lors de cette étape, à l’aide par exemple d’un outil de communication tel qu’un Smartphone ou une tablette tactile, le conducteur indique s’il considère la décélération trop ou pas assez importante. En fonction de ce questionnaire, le procédé d’adaptation pourra adapter en réduisant ou en augmentant les paramètres a, β, Tq.
L’organigramme représenté sur la figure 8 illustre le procédé 80 d’adaptation de la quantité du niveau de couple récupérable d’un véhicule automobile selon l’invention.
Lors d’une première étape 81, on détecte un trajet usuel TU en fonction de données reçues en temps réel, notamment le point de départ, le point d’arrivée, l’heure et la date du trajet emprunté, provenant, par exemple, par un GPS.
Lorsque un même trajet T est répété au moins NI jours par semaine, par exemple quatre jours, pendant au moins N2 semaines consécutives, par exemple trois semaines, le module 20 détecte un trajet usuel de l’utilisateur, c’est-à-dire un trajet répété très souvent, par exemple le trajet reliant le domicile au travail. NI et N2 sont des paramètres de réglage positifs.
Lors d’une deuxième étape 82, on détecte des zones de freinage ZdFj au cours du trajet usuel TU précédemment détecté, en fonction de données en temps réel pendant toute la durée du trajet TU, notamment du couple du moteur électrique, du couple de freinage hydraulique, et de la distance parcourue depuis le point de départ du trajet TU.
Lors d’une troisième étape 83, on divise les zones de freinage ZdFj détectées en k parties Pi de longueur E, et en n dernières parties P j de longueur E’ inférieure ou égale à la longueur E.
Ensuite, lors d’une quatrième étape 84, on calcule trois signaux Cf,, V,, En, caractérisant chacune des parties P, et trois signaux Cf’,, V’j et En’j caractérisant chacune des dernières parties Pf
Chaque partie P, ayant pour coordonnées (P,, Cf,) est positionnée, à l’étape 85, sur le tableau couple-régime illustré à la figure 4 dans la case S correspondante. De manière analogue, chaque dernière partie P’j ayant pour coordonnées (C’y, Cf’f) est positionnée, à l’étape 85, sur ledit tableau dans la case S correspondante.
Une fois, les parties P, et P’j positionnées dans le tableau, pour chaque case S du tableau, la valeur du signal En tots correspondant à la somme de tous les signaux En, des parties P, attribués à cette case et de tous les signaux En ’j des dernières parties P ’j attribués à cette case est calculé à l’étape 85.
Lors d’une sixième étape 86, on calcule un pourcentage d’énergie récupérable %En_moy sur un trajet usuel TU avec la première loi pédale en fonction d’une courbe 0% initiale Co%o, déterminée à l’étape 87 et illustrée sur la figure 6 représentant en abscisses, le régime moteur V en rad/s et en ordonnées, le couple de freinage Tq, exprimé en N.m.
Lors d’une étape 88, on compare le pourcentage d’énergie récupérable %En_moy précédemment calculé à une valeur de seuil, Smin· Si le pourcentage d’énergie mécanique moyenne récupérable %En_moy est inférieur à une valeur de seuil, Smin, en pourcentage, alors on redéfinit une nouvelle courbe 0% C0%F permettant de récupérer au moins Smin% de l’énergie totale récupérable, voire de se rapprocher au plus près de ce pourcentage, dans le cas où, compte tenu des contraintes, il est difficile d’être égal à ce pourcentage.
Ainsi, on peut adapter le pourcentage d’énergie récupérable en fonction du style de conduite du conducteur et du trajet usuel TU détecté.
Pour redéfinir une nouvelle courbe 0% C0%F, les paramètres a, -Tq_reg_max, et β sont recalculés selon les équations Eq.4 à Eq.6 précédentes.
Une fois la nouvelle courbe 0% définie, le pourcentage d’énergie récupérable %En_moy sur un trajet usuel TU est recalculé selon l’équation précédente Eq.3.
Si le pourcentage d’énergie mécanique moyenne récupérable %En_moy est supérieur à la valeur de seuil Smin, on maintient la nouvelle courbe 0% définie, sinon, on recalcule les paramètres a, Tq regjnaxt et β.
La nouvelle courbe 0% finale est envoyée, à l’étape 89, vers le calculateur 14 du véhicule, embarqué à bord du véhicule. Le passage de la courbe 0% initiale à la courbe 0% finale se fait de manière progressive, à chaque nouveau trajet usuel, afin de ne pas brusquer le conducteur. Ainsi, on augmente les paramètres a, β, Tq que très légèrement jusqu’à arriver à la courbe 0% finale.
Le procédé décrit peut être appliqué à plusieurs trajets usuels, ainsi qu’à plusieurs conducteurs différents. La courbe 0% finale est donc adaptée en fonction du trajet usuel parcouru, ainsi qu’en fonction du conducteur.
La présente invention permet ainsi d’adapter le pourcentage d’énergie récupérable en modifiant le niveau de couple récupératif du véhicule en fonction du style de conduite du conducteur et du trajet usuel détecté de façon à atteindre, sur ledit trajet usuel, un pourcentage d’énergie récupérée cible.
Grâce à la présente invention, on peut éliminer l’utilisation du freinage découplé dans les véhicules électriques.
De plus, on peut contrôler et adapter, de manière automatique et progressive, le pourcentage d’énergie récupérable pour un conducteur donné et un trajet donné.

Claims (14)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé d’adaptation du niveau de couple récupératif d’un véhicule automobile à propulsion électrique, dans lequel :
    - on détecte un trajet usuel (TU) ;
    - on analyse des zones de freinage (ZdFj) au cours dudit trajet usuel (TU) ;
    - on calcule un pourcentage d’énergie récupérable avec un niveau de couple récupératif initial fonction du régime moteur du véhicule ; et
    - on adapte le pourcentage d’énergie récupérable en modifiant le niveau de couple récupératif du véhicule en fonction du style de conduite du conducteur et du trajet usuel (TU) détecté de façon à atteindre, sur ledit trajet usuel, un pourcentage d’énergie récupérée cible.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le trajet usuel (TU) est détecté en fonction du point de départ et du point d’arrivée du trajet emprunté, un trajet usuel étant détecté lorsque un même trajet (T) est répété au moins NI jours par semaine, pendant au moins N2 semaines consécutives.
  3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel lors de l’analyse des zones de freinage (ZdFj) au cours dudit trajet usuel (TU), on détecte des zones de freinage (ZdFj) au cours du trajet usuel (TU) précédemment détecté, en fonction du couple du moteur électrique, du couple de freinage hydraulique, et de la distance parcourue depuis le point de départ du trajet (TU) ; on divise les zones de freinage (ZdFj) détectées en k parties (Pz) de longueur (E), et en n dernières parties (P’f) de longueur (E’) inférieure ou égale à la longueur (E) ; et on calcule trois signaux (Ç/), V,, En, ·, Cf’,, V’j et En’f) caractérisant chacune des parties (P, \ P’f).
  4. 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel les trois signaux caractérisant chaque partie (P, \ P’f) comprennent le couple de freinage total moyen (Cf, \ Cf’f), le régime moteur moyen (V, ; V’f) et la moyenne de l’énergie mécanique récupérable (En, \ En’f).
  5. 5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, dans lequel lors du calcul d’un pourcentage d’énergie récupérable, on positionne dans les cases (S) d’un tableau couple-régime chaque partie (P/) ayant pour coordonnées (U, Ç/j) le régime moteur moyen (U) et le couple de freinage total moyen (Ç/j ) de ladite partie (P/) et chaque dernière partie (P y) ayant pour coordonnées (V’j, Cf’/) le régime moteur moyen (V’,) et le couple de freinage total moyen (Cf’,) de ladite dernière partie (P i) \ et on calcule pour chaque case (S) du tableau, la valeur du signal (En tôts) correspondant à la somme de tous les signaux (En, ; En’/) des parties (P, \ P’/) attribués à cette case; on calcule un pourcentage d’énergie récupérable (%En_moy) sur le trajet usuel (TU) en fonction d’une courbe initiale (Co%o) représentant le niveau de couple générateur en fonction du régime moteur lorsque la pédale d’accélérateur est à 0%, le pourcentage d’énergie récupérable (%En_moy) correspondant à la division de la somme (Entotcourbeo) des signaux (En tôts) de toutes les cases (S) du tableau dont le signal se trouve à l’intérieur de la surface définie par la courbe initiale (C0%0) et l’axe des abscisses, par la somme (En tôt Tu) des signaux (En tôts) de toutes les cases (S) du tableau.
  6. 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel la courbe initiale (Co%o) est caractérisée par une première droite (Dl) partant d’un premier point de coordonnées (Vm,„_recup 0), inclinée d’un premier angle (a) par rapport à l’axe des abscisses, jusqu’à une deuxième droite (D2) de la courbe initiale parallèle à l’axe des abscisses et ayant pour ordonnée un couple récupératif maximal en fonction du régime moteur (-Tqreg_max), et une troisième droite (D3) partant d’un troisième point de coordonnées (Vmax_recup 0), inclinée d’un deuxième angle (β) par rapport à l’axe des abscisses jusqu’à la deuxième droite (D2).
  7. 7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, dans lequel lors de l’adaptation du pourcentage d’énergie récupérable en fonction du style de conduite du conducteur et du trajet usuel (TU) détecté, on compare le pourcentage d’énergie récupérable (%En_moy) à une valeur de seuil (Smin) et on redéfinit une nouvelle courbe (C0%F) lorsque le pourcentage d’énergie mécanique moyenne récupérable (%En_moy) est inférieur à la valeur de seuil (Smin), en recalculant les paramètres (a, Tq reg max, β), lorsque le pourcentage d energie récupérable (/oEn_moy) sur un trajet usuel (TU) est supérieur ou égal à la valeur de seuil (Smin), la nouvelle courbe (C0%F) étant envoyée vers le calculateur moteur (14) du véhicule.
  8. 8. Dispositif d’adaptation du niveau de couple récupératif d’un véhicule automobile à propulsion électrique comprenant une unité de calcul électronique extérieure (12), débarquée du véhicule automobile, et un calculateur moteur (14) embarqué à bord du véhicule automobile et communiquant avec l’unité de calcul électronique extérieure (12) par un moyen de communication (16), caractérisé en ce qu’il comprend un module (20) de détection d’un trajet usuel (TU), un module (30) d’analyse de zones de freinage (ZdFj) au cours dudit trajet usuel (TU), un module (40) de calcul du pourcentage d’énergie récupérable avec un niveau de couple récupératif initial fonction du régime moteur du véhicule, et un module (60) d’adaptation du pourcentage d’énergie récupérable apte à modifier le niveau de couple récupératif du véhicule en fonction du style de conduite du conducteur et du trajet usuel (TU) détecté, de façon à atteindre, sur ledit trajet usuel, un pourcentage d’énergie récupérée cible.
  9. 9. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel le module (20) de détection d’un trajet usuel (TU) est situé dans l’unité de calcul électronique extérieure (12), reçoit en temps réel le point de départ, le point d’arrivée, l’heure et la date du trajet emprunté, et détermine si un trajet usuel (TU) est emprunté lorsque le trajet est répété au moins NI jours par semaine, pendant au moins N2 semaines consécutives.
  10. 10. Dispositif selon la revendication 8 ou 9, dans lequel le module (30) d’analyse de zones de freinage (ZdFj) au cours du trajet usuel (TU) précédemment détecté est situé dans l’unité de calcul électronique extérieure (12), reçoit en temps réel pendant toute la durée du trajet (TU), notamment le couple du moteur électrique, le couple de freinage hydraulique, la distance parcourue depuis le point de départ du trajet (TU) et le régime moteur, et comprend un module (32) de détection de zones de freinage (ZdFj) à l’intérieur dudit trajet usuel, un module (34) de division desdites zones de freinage (ZdFj) en k premières parties (Pi), avec i un entier positif compris entre 1 et k et une dernière partie (P’j), avec j un entier positif compris entre 1 et n, un module (36) de calcul de trois signaux caractérisant chaque partie (P., P))·
  11. 11. Dispositif selon la revendication 10, dans lequel le module (40) de calcul du pourcentage d’énergie récupérable comprend un module (42) de distribution des parties (P,, P)) dans les cases (S) d’un tableau couple-régime (Tq ; V), chaque partie (P/ ; P)), ayant pour coordonnées (V,, Cf, -, V’j, Cf)) le régime moteur moyen (V,, V’,) et le couple de freinage total moyen (Cf ; Cf’,) de la partie correspondante (P,, P’i), étant positionnée sur le tableau dans la case S correspondante, ledit module (40) comprenant un module (44) de calcul de la valeur du signal (En tôts) pour chaque case (S) du tableau.
  12. 12. Dispositif selon la revendication 11, dans lequel le module (40) de calcul du pourcentage d’énergie récupérable comprend un module (46) de calcul du pourcentage d’énergie récupérable (%En_moy) sur un trajet usuel (TU) en fonction d’une courbe initiale (Co%o) représentant le niveau de couple générateur en fonction du régime moteur lorsque la pédale d’accélérateur est à 0% ; la courbe initiale (Co%o) étant caractérisée par une première droite (Dl) partant d’un premier point de coordonnées (Vm,„_recup 0), inclinée d’un premier angle (a) par rapport à l’axe des abscisses, jusqu’à une deuxième droite (D2) de la courbe initiale parallèle à l’axe des abscisses et ayant pour ordonnée un couple récupératif maximal en fonction du régime moteur (-Tqreg max) et une troisième droite (D3) partant d’un troisième point de coordonnées (Vmaxrecup 0), inclinée d’un deuxième angle (β) par rapport à l’axe des abscisses jusqu’à la deuxième droite (D2).
  13. 13. Dispositif selon la revendication 12, dans lequel le pourcentage d’énergie récupérable (%En_moy) correspond à la division de la somme (Entotcourbeo) des signaux (En tôts) de toutes les cases (S) du tableau dont le signal se trouve à l’intérieur de la surface définie par la courbe initiale (C0%0) et l’axe des abscisses, par la somme (En tôt Tu) des signaux (En tôts) de toutes les cases (S) du tableau.
  14. 14. Dispositif selon la revendication 13, dans lequel le module (60) d’adaptation du pourcentage d’énergie récupérable en fonction du
    5 style de conduite du conducteur et du trajet usuel (TU) détecté comprend un module (62) de comparaison du pourcentage d’énergie récupérable (%En_moy) à une valeur de seuil (Smin), un module (64) de calcul des nouveaux paramètres (a, -Tq_reg_max, β) pour définir une nouvelle courbe (C0%F) lorsque le pourcentage d’énergie mécanique
    10 moyenne récupérable (%En_moy) est inférieur à la valeur de seuil (Smi„).
    1/5
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