FR3067530A1 - Controle de la priorite de consommation de la puissance d’un moyen de stockage d’energie par des machines motrices d’un vehicule - Google Patents

Controle de la priorite de consommation de la puissance d’un moyen de stockage d’energie par des machines motrices d’un vehicule Download PDF

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FR3067530A1
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power
train
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energy storage
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Inventor
Emmanuel Coz
Yohan Milhau
Gaetan Rocq
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PSA Automobiles SA
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles SA
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

Un dispositif de contrôle (DC) équipe un véhicule (V) comprenant un moyen de stockage d énergie (MS) ayant une puissance disponible et des première (MM1) et seconde (MM2) machines motrices non-thermiques et fournissant respectivement des premier et second couples pour au moins un train (T1) en consommant respectivement des première et seconde puissances du moyen de stockage d énergie (MS). Ce dispositif (DC) comprend des moyens de contrôle (MCT) déterminant des première et seconde parties complémentaires de la puissance disponible que les première (MM1) et seconde (MM2) machines motrices sont respectivement autorisées à consommer de façon garantie, en fonction d une valeur représentative d une priorité de consommation, et informant les première (MM1) et seconde (MM2) machines motrices respectivement des première et seconde parties complémentaires déterminées, afin qu elles consomment au plus ces première et seconde parties, sauf si l une d entre elles consomme une partie de la puissance disponible inférieure à celle déterminée pour elle.

Description

D’UN MOYEN DE STOCKAGE D’ÉNERGIE PAR DES MACHINES MOTRICES D’UN VÉHICULE
L’invention concerne les véhicules qui comprennent au moins deux machines motrices non-thermiques et consommant de la puissance d’au moins un moyen de stockage d’énergie pour fournir du couple pour au moins un train.
On notera que l’invention concerne aussi bien les moyens de stockage d’énergie électrique que les moyens de stockage d’énergie hydraulique ou pneumatique. Par ailleurs, l’invention concerne aussi bien le cas dans lequel les deux machines motrices non-thermiques fournissent deux couples pour un même train que le cas dans lequel les deux machines motrices non-thermiques fournissent deux couples respectivement pour deux trains.
Comme le sait l’homme de l’art, dans les véhicules du type de ceux définis dans les deux paragraphes précédents, la puissance du moyen de stockage d’énergie (ou « stockeur ») est généralement mise à la disposition
0 du conducteur indépendamment de la situation de vie et de l’état de la (des) chaîne(s) de transmission. De ce fait, lorsque le conducteur enfonce la pédale d’accélérateur (ce qui caractérise ce que l’on appelle la « volonté du conducteur ») il arrive fréquemment que les deux machines motrices (nonthermiques) soient sollicitées simultanément, éventuellement à leur maximum.
Or, la puissance disponible dans le stockeur pour les machines motrices est souvent inférieure à la somme des puissances que requièrent ces machines motrices. A titre d’exemple, le stockeur peut disposer de 100 kW maximum alors qu’il doit alimenter deux machines motrices de 100 kW maximum chacune. Dans ce cas, c’est la machine motrice qui requiert de la puissance
0 en premier qui sera servie en premier avec la puissance requise, et donc l’autre machine motrice ne pourra consommer que le reste de la puissance disponible du stockeur.
De plus, actuellement chaque machine motrice connaît sa limitation de puissance (ou borne de fonctionnement), c’est-à-dire la puissance maximum qu’elle peut consommer (par exemple 100 kW), sans savoir la quantité de puissance qui est déjà consommée par l’autre machine motrice.
En d’autres termes, il n’existe pas actuellement de contrôle de la priorisation de la consommation de puissance du stockeur entre les machines motrices, et les limitations de puissance (ou bornes de fonctionnement) des machines motrices sont erronées car elles ne tiennent pas compte de la puissance qui est déjà prélevée. De telles limitations erronées provoquent un io problème de pilotage des machines motrices qui se traduit, par exemple, par des à-coups, des trous ou des chocs, et un problème de répartition de puissance qui induit un non-respect de la volonté du conducteur.
Il a certes été proposé, notamment dans le document brevet FR-A3 028 107, de prioriser l’aetionnement de certains consommateurs de i5 puissance en fonction de certaines limites (par exemple de puissance disponible) du stockeur. Mais cela ne permet pas d’éviter certains des problèmes précités.
L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation.
Elle propose notamment un dispositif de contrôle destiné à équiper un
0 véhicule comprenant au moins un moyen de stockage d’énergie ayant une puissance disponible et au moins des première et seconde machines motrices non-thermiques et fournissant respectivement des premier et second couples pour au moins un train en consommant respectivement des première et seconde puissances du moyen de stockage d’énergie.
Ce dispositif de contrôle se caractérise par le fait qu’il comprend des moyens de contrôle qui :
- déterminent des première et seconde parties complémentaires de la puissance disponible que les première et seconde machines motrices sont respectivement autorisées à consommer de façon garantie, en fonction
0 d’une valeur représentative d’une priorité de consommation, et
- informent les première et seconde machines motrices respectivement des première et seconde parties complémentaires déterminées, afin qu’elles consomment au plus ces première et seconde parties, sauf si l’une d’entre elles consomme une partie de la puissance disponible qui est inférieure à celle déterminée pour elle.
Cette information de tous les consommateurs des parties de la puissance disponible du stockeur qu’ils peuvent respectivement consommer de façon garantie permet non seulement de minimiser les problèmes de pilotage des machines motrices et les problèmes de répartition de puissance, mais également de connaître à chaque instant les limitations réelles de chaque machine motrice.
Le dispositif de contrôle selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :
- dans un premier mode de réalisation, la valeur représentative d’une priorité de consommation peut être fonction d’au moins un paramètre du véhicule ;
> chaque paramètre du véhicule peut être choisi parmi un état d’une chaîne de transmission comprenant les première et seconde machines motrices, une pente en cours d’une portion de voie de circulation sur laquelle circule le véhicule, un type de la portion de voie de circulation sur laquelle circule le véhicule V, un poids en cours du véhicule, une
0 répartition de poids en cours entre des parties avant et arrière du véhicule, une information météorologique, une altitude à laquelle est situé le véhicule, et un mode de fonctionnement en cours du véhicule ;
• le mode de fonctionnement en cours du véhicule peut être choisi parmi un mode de roulage qui est sélectionné parmi un roulage à deux roues motrices et un roulage à quatre roues motrices, et un mode de conduite qui est sélectionné parmi un mode économique, un mode automatique et un mode sportif ;
- dans un second mode de réalisation, la valeur représentative d’une priorité de consommation peut être prédéfinie et constante ;
0 - la valeur représentative d’une priorité de consommation peut être comprise entre des première et seconde valeurs extrémales entre lesquelles sont comprises des première et seconde valeurs maximales et une valeur médiane comprise entre les première et seconde valeurs maximales. Dans ce cas, la première valeur extrémale peut induire une première partie égale à la puissance disponible tout en interdisant toute consommation de puissance par la seconde machine motrice, la seconde valeur extrémale est strictement supérieure à la première valeur extrémale et peut induire une seconde partie égale à la puissance disponible tout en interdisant toute consommation de puissance par la première machine motrice, la première valeur maximale peut induire une première partie égale à la puissance disponible tout en autorisant la seconde machine motrice à consommer de la puissance non consommée par la première machine motrice, la seconde valeur maximale est strictement supérieure à la première valeur maximale et strictement inférieure à la seconde valeur extrémale et peut induire une seconde partie égale à la puissance disponible tout en autorisant la première machine motrice à consommer de la puissance non consommée par la seconde machine motrice, et la valeur médiane peut induire des i5 première et seconde parties identiques ;
> en présence d’une chaîne de transmission dans laquelle les première et seconde machines motrices sont couplées respectivement à des premier train arrière et second train avant, les moyens de contrôle peuvent utiliser la première valeur maximale. En présence d’une chaîne
0 de transmission dans laquelle la seconde machine motrice est couplée au second train avant et la première machine motrice est au début d’une phase de couplage au premier train, les moyens de contrôle peuvent utiliser la seconde valeur maximale. En présence d’une chaîne de transmission dans laquelle les première et seconde machines motrices sont simultanément au début d’une phase de couplage respectivement aux premier train arrière et second train avant, les moyens de contrôle peuvent utiliser la valeur médiane ;
- ses moyens de contrôle peuvent déterminer les première et seconde parties pour des phases de décharge du moyen de stockage d’énergie et
0 pour des phases de recharge du moyen de stockage d’énergie par récupération d’énergie dans le véhicule.
L’invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant au moins un moyen de stockage d’énergie ayant une puissance disponible, au moins des première et seconde machines motrices non-thermiques et fournissant respectivement des premier et second couples pour au moins un train en consommant respectivement des première et seconde puissances du moyen de stockage d’énergie, et un dispositif de contrôle du type de celui présenté ci-avant.
Par exemple, les première et seconde machines motrices de ce véhicule peuvent être de type électrique. Dans ce cas, le moyen de stockage d’énergie stocke de l’énergie électrique.
L’invention propose également un procédé de contrôle destiné à être 10 mis en œuvre dans un véhicule comprenant au moins un moyen de stockage d’énergie ayant une puissance disponible et au moins des première et seconde machines motrices non-thermiques et fournissant respectivement des premier et second couples pour au moins un train en consommant respectivement des première et seconde puissances du moyen de stockage is d’énergie.
Ce procédé de contrôle se caractérise par le fait qu’il comprend une étape dans laquelle :
- on détermine des première et seconde parties complémentaires de la puissance disponible que les première et seconde machines motrices sont
0 respectivement autorisées à consommer de façon garantie, en fonction d’une valeur représentative d’une priorité de consommation, et
- on informe les première et seconde machines motrices respectivement des première et seconde parties complémentaires déterminées, afin qu’elles consomment au plus ces première et seconde parties, sauf si l’une d’entre elles consomme une partie de la puissance disponible qui est inférieure à celle déterminée pour elle.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels :
0 - la figure 1 illustre schématiquement et fonctionnellement un véhicule comprenant une chaîne de transmission tout électrique et un calculateur de supervision équipé d’un dispositif de contrôle selon l’invention, β
- la figure 2 illustre schématiquement, au sein d’un premier diagramme, des courbes d’évolutions temporelles du régime (en tr/min) de l’une des machines motrices de la chaîne de transmission de la figure 1 en présence d’une consigne de régime en forme d’échelon (c1), respectivement avec (c2) et sans (c3) mise en œuvre de l’invention, et
- la figure 3 illustre schématiquement, au sein d’un second diagramme, des courbes d’évolutions temporelles du couple fourni par la machine motrice concernée par le diagramme de la figure 2 respectivement avec (c4) et sans (c5) mise en œuvre de l’invention.
îo L’invention a notamment pour but de proposer un dispositif de contrôle DC destiné à équiper un véhicule V comprenant une chaîne de transmission comportant au moins des première MM1 et seconde MM2 machines motrices non-thermiques et fournissant des premier et second couples à au moins un train Tj en consommant des première et seconde puissances d’au moins un moyen de stockage d’énergie (ou stockeur) MS. Un tel dispositif de contrôle DC est destiné à contrôler la priorité de consommation de la puissance disponible pd de ce moyen de stockage d’énergie MS par ces première MM1 et seconde MM2 machines motrices.
Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le
0 véhicule V est de type automobile. II s’agit par exemple d’une voiture. Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout type de véhicule comportant au moins deux machines motrices nonthermiques et fournissant du couple pour au moins un train (ou analogue). Par conséquent, l’invention concerne non seulement les véhicules terrestres, mais également les bateaux et les avions.
On a schématiquement représenté sur la figure 1 un véhicule V comprenant une chaîne de transmission, un calculateur de supervision CS propre à superviser (ou gérer) le fonctionnement de la chaîne de transmission, et un dispositif de contrôle DC selon l’invention.
0 Dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 1, la chaîne de transmission comprend, notamment, une première machine motrice MM1 de type non-thermique et associée à des premiers moyens de couplage MC1 et à un moyen de stockage d’énergie MS, et une seconde machine motrice MM2 de type non-thermique et associée à des seconds moyens de couplage MC2 et au moyen de stockage d’énergie MS. Mais dans une variante la chaîne de transmission pourrait être de type hybride en comportant au moins les deux machines motrices non-thermiques précitées et au moins une machine motrice thermique.
On entend ici par « machine motrice >> une machine agencée de manière à fournir ou récupérer du couple pour déplacer un véhicule, soit seule soit en complément d’au moins une éventuelle autre machine motrice thermique ou non-thermique. Par conséquent, une machine motrice non-thermique pourra par exemple être une machine (ou un moteur) électrique, une machine hydraulique, une machine pneumatique (ou à air comprimé), ou un volant d’inertie. De son côté une machine motrice thermique est un moteur thermique consommant du carburant ou des produits chimiques. Il pourra notamment s’agir d’un réacteur, d’un turboréacteur ou d’un moteur chimique.
On considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que les première MM1 et seconde MM2 machines motrices sont de type électrique. La chaîne de transmission est donc de type tout électrique. Mais les première MM1 et seconde MM2 machines motrices pourraient également être des
0 machines (ou moteurs) hydrauliques, ou des machines (ou moteurs) pneumatiques (ou à air comprimé), ou des volants d’inertie.
La chaîne de transmission comprend ici, en complément des première MM1 et seconde MM2 machines motrices (non thermiques), des premier MC1 et second MC2 moyens de couplage et du moyen de stockage d’énergie MS, des premier AT 1 et second AT2 arbres de transmission.
Etant donné que l’on considère ici que les première MM1 et seconde
MM2 machines motrices sont de type électrique, le moyen de stockage d’énergie (ou stockeur) MS qui les alimente est agencé pour stocker de l’énergie électrique, par exemple en basse tension (typiquement 220 V).
0 Le premier moyen de couplage MC1 est ici chargé de coupler/ découpler la première machine motrice MM1 au/du premier arbre de transmission AT1, sur ordre du calculateur de supervision CS, afin de communiquer du couple qu’elle produit et qui est défini par une consigne (de couple ou de régime), grâce à l’énergie stockée dans le moyen de stockage MS, au premier arbre de transmission AT1. Ce dernier (AT1) est couplé à un premier train T1 (ici de roues).
Par exemple, le premier train T1 est situé à l’arrière du véhicule V, et de préférence, et comme illustré, couplé au premier arbre de transmission AT1 via un premier différentiel (ici arrière) D1. Mais dans une variante ce premier train T1 pourrait être situé à l’avant du véhicule V.
Le premier moyen de couplage MC1 peut, par exemple, être un mécanisme à crabots ou un embrayage ou un convertisseur de couple hydraulique ou encore un frein. Il peut prendre au moins deux états de couplage : un premier (couplé) dans lequel il assure le couplage de la première machine motrice MM1 au premier arbre de transmission AT1 et un second (découplé) dans lequel il découple la première machine motrice MM1 du premier arbre de transmission AT1. On notera qu’il peut également prendre un état intermédiaire (par exemple pour un glissement d’embrayage).
Le second moyen de couplage MC2 est ici chargé de coupler/ découpler la seconde machine motrice MM2 au/du second arbre de transmission AT2, sur ordre du calculateur de supervision CS, afin de communiquer du couple qu’elle produit et qui est défini par une consigne (de couple ou de régime), grâce à l’énergie stockée dans le moyen de stockage MS, au second arbre de transmission AT2. Ce dernier (AT2) est couplé à un second train T2 (ici de roues).
Par exemple, le second train T2 est situé à l’avant du véhicule V, et couplé à un second arbre de transmission AT2, de préférence, et comme illustré, via un second différentiel (ici avant) D2. Mais dans la variante précitée ce second train T2 pourrait être situé à l’arrière du véhicule V.
Le second moyen de couplage MC2 peut, par exemple, être un mécanisme à crabots ou un embrayage ou un convertisseur de couple hydraulique ou encore un frein. Il peut prendre au moins deux états de couplage : un premier (couplé) dans lequel il assure le couplage de la seconde machine motrice MM2 au second arbre de transmission AT2 et un second (découplé) dans lequel il découple la seconde machine motrice MM2 du second arbre de transmission AT2. On notera qu’il peut également prendre un état intermédiaire (par exemple pour un glissement d’embrayage).
Dans une variante de réalisation, les premier MC1 et second MC2 moyens de couplage pourraient être chargés de coupler/découpler respectivement les première MM1 et seconde MM2 machines motrices au/d’un même arbre de transmission. Dans cette variante, les première MM1 et seconde MM2 machines motrices sont donc chargées de fournir des couples à un même train.
Comme indiqué précédemment, l’invention propose un dispositif de contrôle DC destiné à contrôler la priorité de consommation de la puissance disponible pd du moyen de stockage d’énergie (ou stockeur) MS par les première MM1 et seconde MM2 machines motrices.
Dans l’exemple non limitatif illustré sur la figure 1, le dispositif de contrôle DC fait partie du calculateur de supervision CS. Mais cela n’est pas obligatoire. Ce dispositif de contrôle DC pourrait en effet être un équipement couplé au calculateur de supervision CS, directement ou indirectement. Par conséquent, le dispositif de contrôle DC peut être réalisé sous la forme de modules logiciels (ou informatiques ou encore « software >>), ou bien d’une combinaison de circuits électroniques (ou « hardware ») et de modules logiciels.
0 Un dispositif de contrôle DC, selon l’invention, comprend au moins des moyens de contrôle MCT qui sont agencés de manière à déterminer des première p1 et seconde p2 parties complémentaires de la puissance disponible pd que les première MM1 et seconde MM2 machines motrices sont respectivement autorisées à consommer de façon garantie, en fonction d’une valeur vp qui est représentative d’une priorité de consommation. On entend ici par « première p1 et seconde p2 parties complémentaires >> deux parties dont la somme (p1 + p2) est égale à la puissance disponible pd (soit p1 + p2 = pd).
De plus, ces moyens de contrôle MCT sont agencés de manière à informer les première MM1 et seconde MM2 machines motrices
0 respectivement des première p1 et seconde p2 parties complémentaires déterminées, afin qu’elles (MM1 et MM2) consomment au plus ces première p1 et seconde p2 parties, sauf si l’une d’entre elles (MM1 ou MM2) ne consomme qu’une partie de la puissance disponible pd qui est inférieure à celle qui a été déterminée pour elle (MM1 ou MM2).
En d’autres termes, si une partie pj a été déterminée de façon garantie pour une machine motrice MMj (j = 1 ou 2), alors cette dernière (MM]) est certaine de pouvoir consommer cette partie pj pour fournir du couple au train Tj associé, si elle en a besoin. Mais, si dans le même temps l’autre machine motrice MMj’ (j’ + j) ne consomme pas l’intégralité de l’autre partie pj’ qui a été déterminée de façon garantie pour elle, alors la machine motrice MMj pourra consommer non seulement sa partie pj mais également la fraction de l’autre partie pj’ qui n’est pas consommée par l’autre machine motrice îo MMj’, si elle en a besoin.
L’invention permet donc d’informer tous les consommateurs MM1 et MM2 des parties pj de la puissance disponible pd qu’ils peuvent respectivement consommer de façon garantie, ce qui permet de minimiser les problèmes de pilotage des machines motrices MMj, et notamment les ài5 coups, les trous et les chocs, et les problèmes de répartition de puissance qui induisent des non-respects de la volonté du conducteur. De plus, cela permet de connaître à chaque instant les limitations réelles de chaque machine motrice MMj en intégrant la puissance disponible pd du stockeur MS et la priorisation choisie. On garantit ainsi un bon niveau de qualité de la chaîne de
0 transmission quelle que soit la situation de vie, en particulier lorsque la puissance disponible pd du stockeur MS ne permet pas de faire fonctionner à plein régime et simultanément les machines motrices MMj.
Plusieurs modes de réalisation peuvent être envisagés pour les moyens de contrôle MOT.
Dans un premier mode de réalisation, la valeur vp représentative de la priorité de consommation peut être fonction d’au moins un paramètre du véhicule V. En d’autres termes, la priorisation peut être calibrable ou dépendante de la situation de vie du véhicule V pour stabiliser la répartition de puissance du stockeur MS entre les machines motrices MMj.
0 A titre d’exemple, chaque paramètre du véhicule V peut, par exemple et non limitativement, être choisi parmi un état de la chaîne de transmission, le type de la portion de voie de circulation sur laquelle circule le véhicule V, la pente en cours de la portion de voie de circulation sur laquelle circule le véhicule V, le poids en cours du véhicule V, la répartition de poids en cours entre les parties avant et arrière du véhicule V, une information météorologique, l’altitude à laquelle est situé le véhicule V, et un mode de fonctionnement en cours du véhicule V. On notera que le mode de fonctionnement en cours du véhicule V peut, par exemple, être choisi parmi un mode de roulage sélectionné parmi un roulage à deux roues motrices et un roulage à quatre roues motrices (par le conducteur ou par le calculateur de supervision CS), et un mode de conduite sélectionné parmi un mode économique, un mode automatique et un mode sportif (par le conducteur ou par le calculateur de supervision CS).
Chacun des paramètres précités dans le paragraphe précédent est de nature à influencer la valeur vp qui est représentative de la priorité de consommation.
L’état de la chaîne de transmission synthétise l’état réel (couplé/découplé) et la volonté de coupler/découpler un train. Par exemple, dans un exemple d’implémentation, lorsqu’il y a une volonté de coupler le second train T2 (avant), on peut mettre la priorité sur le premier train T1 (arrière) qui est déjà couplé. Ainsi, on peut stabiliser le couple à la roue réalisé par le premier train T1 (pas de décélération lors du couplage). Le second train
0 T2 qui fait l’objet de la manœuvre de couplage pourra consommer uniquement la puissance que le premier train T1 ne consomme pas. Inversement, si l’on souhaite coupler le premier train T1, on peut mettre la priorité sur le second train T2 qui est déjà couplé. Un tel mode de fonctionnement permet de privilégier la réalisation du couple à la roue de façon stable par rapport à la réalisation du transitoire de couplage.
Dans un second mode de réalisation, la valeur vp, représentative de la priorité de consommation, peut être prédéfinie et constante.
Quel que soit le mode de réalisation utilisé, la valeur vp (représentative de la priorité de consommation) peut être comprise entre des
0 première v1ex et seconde v2ex valeurs extrémales entre lesquelles sont comprises des première v1max et seconde v2max valeurs maximales et une valeur médiane vm comprise entre les première v1max et seconde v2max valeurs maximales. On a alors v1 ex < v1 max < vm < v2max < v2ex. Dans ce cas :
- la première valeur extrémale v1ex peut induire une première partie p1 égale à la puissance disponible pd (soit p1 = pd) et interdisant toute consommation de puissance par la seconde machine motrice MM2. L’intégralité de la puissance disponible pd est donc garantie à tout moment pour la première machine motrice MM1,
- la seconde valeur extrémale v2ex (strictement supérieure à la première valeur extrémale v1ex) peut induire une seconde partie p2 égale à la puissance disponible pd (soit p2 = pd) et interdisant toute consommation de puissance par la première machine motrice MM1. L’intégralité de la puissance disponible pd est donc garantie à tout moment pour la seconde machine motrice MM2,
- la première valeur maximale v1max peut induire une première partie p1 égale à la puissance disponible pd mais autorisant la seconde machine motrice MM2 à consommer de la puissance non consommée par la première machine motrice MM1,
- la seconde valeur maximale v2max (strictement supérieure à la première valeur maximale v1max et strictement inférieure à la seconde valeur extrémale v2ex) peut induire une seconde partie p2 égale à la puissance disponible pd mais autorisant la première machine motrice MM1 à
0 consommer de la puissance non consommée par la seconde machine motrice MM2, et
- la valeur médiane vm peut induire des première p1 et seconde p2 parties identiques (soit p1 = p2 = pd/2). On ne priorise donc pas plus le premier train T1 que le second train T2.
Lorsque les moyens de contrôle MCT utilisent la relation précitée v1ex < v1 max < vm < v2max < v2ex, on peut, par exemple, rencontrer les trois situations décrites ci-dessous :
- la chaîne de transmission est dans un état dans lequel les première MM1 et seconde MM2 machines motrices sont couplées respectivement aux
0 premier train T1 (arrière) et second train T2 (avant). Dans ce cas, les moyens de contrôle MCT peuvent utiliser la première valeur maximale v1 max- Lorsqu’il n’y a pas de volonté de réaliser des transitoires de couplage/découplage, la priorité est donnée à la première machine M1 lorsque l’architecture de contrôle/commande nécessite cette priorité,
- la chaîne de transmission est dans un état dans lequel la seconde machine motrice MM2 est couplée au second train T2 (avant) et la première machine motrice MM1 est au début d’une phase de couplage au premier train T1 (arrière) via le premier moyen de couplage MC1. Dans ce cas, les moyens de contrôle MCT peuvent utiliser la seconde valeur maximale v2max. En effet, le couplage via MC1 (par exemple un crabotage) nécessite de la puissance électrique, et donc si la priorité était donnée à la première machine motrice MM1 lors du crabotage, cette dernière (MM1) retirerait du couple à la seconde machine MM2 déjà couplée, ce qui introduirait une rupture de couple sur le second train T2 (avant), ressentie par un trou de couple par le conducteur. En imposant une priorité pour le couple du second train T2 (avant) lors du crabotage au premier train T1 (arrière), on garantit la stabilité du couple sur le second train T2 (avant), et donc une i5 stabilité de l’accélération requise par le conducteur,
- la chaîne de transmission est dans un état dans lequel les première MM1 et seconde MM2 machines motrices sont simultanément au début d’une phase de couplage respectivement aux premier train T1 (arrière) et second train T2 (avant). Dans ce cas, les moyens de contrôle MCT peuvent utiliser
0 la valeur médiane vm. Ainsi les première MM1 et seconde MM2 machines motrices peuvent bénéficier d’une puissance électrique minimale pour réaliser leurs couplages respectifs simultanés.
On notera également que les moyens de contrôle MCT peuvent déterminer les première p1 et seconde p2 parties aussi bien pour des phases de décharge du moyen de stockage d’énergie MS que pour des phases de recharge du moyen de stockage d’énergie MS par récupération d’énergie dans le véhicule V, par exemple pendant un freinage du véhicule V. Par conséquent, les moyens de contrôle MCT peuvent déterminer une première paire de première p1 et seconde p2 parties pour une phase de décharge du
0 moyen de stockage d’énergie MS et une seconde paire de première p1 et seconde p2 parties pour une phase de recharge du moyen de stockage d’énergie MS. Ces première et seconde paires peuvent être identiques ou différentes, selon les besoins. La priorité entre les première MM1 et seconde
MM2 machines motrices peut donc être contrôlée lorsqu’elles sont motrices et lorsqu’elles sont génératrices.
Un exemple de résultats obtenus avec et sans l’intervention des moyens de contrôle MCT est illustré sur les diagrammes des figures 2 et 3.
Dans cet exemple, on considère que l’une des machines motrices MMj (par exemple la première MM1) doit faire l’objet d’une régulation de son régime consécutivement à la réception d’une consigne de régime variant en échelon (courbe c1 de la figure 2). On notera que c’est le pilotage du couple qui permet d’atteindre un régime. A titre d’exemple on considère ici que la îo régulation est de type « proportionnelle intégrale >>.
Sur la figure 2 se trouvent schématiquement illustrées au sein d’un premier diagramme :
- une première courbe c1 d’évolution temporelle d’une consigne de régime en forme d’échelon pour la première machine motrice MM1,
- une deuxième courbe c2 d’évolution temporelle du régime r (en tr/min) de la première machine motrice MM1 en présence de la consigne de régime c1 et avec la priorisation imposée par les moyens de contrôle MCT, et
- une troisième courbe c3 d’évolution temporelle du régime r (en tr/min) de la première machine motrice MM1 en présence de la consigne de régime c1
0 et sans la priorisation imposée par les moyens de contrôle MCT.
Sur la figure 3 se trouvent schématiquement illustrées au sein d’un second diagramme :
- les valeurs maximale cmax et minimale cmin du couple c (en N.m) correspondant à la première partie p1 de la puissance disponible pd du moyen de stockage MS consommable par la première machine motrice MM1,
- une quatrième courbe c4 d’évolution temporelle du premier couple c (en N.m) fourni par la première machine motrice MM1 au premier train T1 en présence de la consigne de régime c1 et avec la priorisation imposée par
0 les moyens de contrôle MCT, et
- une cinquième courbe c5 d’évolution temporelle du premier couple c (en N.m) fourni par la première machine motrice MM1 au premier train T1 en présence de la consigne de régime c1 et sans la priorisation imposée par les moyens de contrôle MCT.
On peut observer qu’à un instant t1 le calculateur de supervision décide d’adresser une consigne de régime en forme d’échelon c1 à la première machine motrice MM1. En présence des moyens de contrôle MCT (c3), cette consigne de régime provoque initialement un régime r très légèrement supérieur à la consigne de régime, puis des oscillations d’amplitudes très faibles et de plus en plus petites pour converger très rapidement vers la consigne de régime. Cela se traduit sur c4 par un couple c fourni par la première machine motrice MM1 au premier train T1 qui oscille entre les deux valeurs maximale cmax et minimale cmin puis converge très rapidement vers une valeur constante.
En l’absence des moyens de contrôle MCT (c3), la consigne de régime en échelon (c1) provoque initialement un régime r très supérieur à la i5 consigne de régime, puis des oscillations d’amplitudes de plus en plus petites pour converger lentement vers la consigne de régime. Cela se traduit sur c5 par un couple c fourni par la première machine motrice MM1 au premier train T1 qui oscille en dépassant initialement très largement la valeur maximale Cmax, puis en dépassant largement la valeur minimale cmin, puis converge
2o lentement vers la valeur constante précitée.
La régulation avec prise en compte des limitations dues à la priorisation de la consommation est donc plus réactive que la régulation sans prise en compte de ces limitations. Cela résulte du fait que lorsque la régulation ne tient pas compte des limitations, le terme intégral de la régulation de type proportionnelle intégrale peut dépasser largement la capacité de la première machine motrice MM1, si bien qu’ensuite, lors du dépassement de la consigne de régime, ce terme intégral met davantage de temps à réduire, et donc la régulation est moins réactive. Cela peut entraîner des chocs et/ou des à-coups désagréables pour les passagers du véhicule V.
0 II est également important de noter que l’invention peut être aussi considérée sous l’angle d’un procédé de contrôle, pouvant être notamment mis en œuvre au moyen d’un dispositif de contrôle DC du type de celui présenté ci-avant. Les fonctionnalités offertes par la mise en œuvre du procédé selon l’invention étant identiques à celles offertes par le dispositif de contrôle DC présenté ci-avant, seule la combinaison de fonctionnalités principales offerte par le procédé de contrôle est présentée ci-après.
Ce procédé de contrôle comprend une étape dans laquelle :
- on (le dispositif de contrôle DC) détermine des première p1 et seconde p2 parties complémentaires de la puissance disponible pd que les première MM1 et seconde MM2 machines motrices sont respectivement autorisées à consommer de façon garantie, en fonction d’une valeur vp qui est représentative d’une priorité de consommation, et
- on (le dispositif de contrôle DC) informe les première MM1 et seconde
MM2 machines motrices respectivement des première p1 et seconde p2 parties complémentaires déterminées, afin qu’elles (MM1, MM2) consomment au plus ces première p1 et seconde p2 parties, sauf si l’une d’entre elles (MM1, MM2) consomme une partie de la puissance disponible pd qui est inférieure à celle qui a été déterminée pour elle.
L’invention permet de garantir un bon niveau d’agrément global (conduite et confort) quels que soient la situation de vie et l’état de la chaîne de transmission du véhicule.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif de contrôle (DC) pour un véhicule (V) comprenant au
    5 moins un moyen de stockage d’énergie (MS) ayant une puissance disponible et au moins des première (MM1) et seconde (MM2) machines motrices nonthermiques et fournissant respectivement des premier et second couples pour au moins un train (T1) en consommant respectivement des première et seconde puissances dudit moyen de stockage d’énergie (MS), caractérisé en îo ce qu’il comprend des moyens de contrôle (MCT) déterminant des première et seconde parties complémentaires de ladite puissance disponible que lesdites première (MM1) et seconde (MM2) machines motrices sont respectivement autorisées à consommer de façon garantie, en fonction d’une valeur représentative d’une priorité de consommation, et informant lesdites is première (MM1) et seconde (MM2) machines motrices respectivement desdites première et seconde parties complémentaires déterminées, afin qu’elles (MM1, MM2) consomment au plus ces première et seconde parties, sauf si l’une d’entre elles (MM1, MM2) consomme une partie de ladite puissance disponible inférieure à celle déterminée pour elle.
  2. 2 0 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite valeur représentative d’une priorité de consommation est fonction d’au moins un paramètre dudit véhicule (V).
  3. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque paramètre du véhicule (V) est choisi parmi un état d’une chaîne de
    25 transmission comprenant lesdites première (MM1) et seconde (MM2) machines motrices, un type d’une portion de voie de circulation sur laquelle circule ledit véhicule (V), une pente en cours d’une portion de voie de circulation sur laquelle circule ledit véhicule (V), un poids en cours dudit véhicule (V), une répartition de poids en cours entre des parties avant et
    3 0 arrière dudit véhicule (V), une information météorologique, une altitude à laquelle est situé ledit véhicule (V), et un mode de fonctionnement en cours dudit véhicule (V).
  4. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit mode de fonctionnement en cours du véhicule (V) est choisi parmi i) un mode de roulage sélectionné parmi un roulage à deux roues motrices et un roulage à quatre roues motrices, et ii) un mode de conduite sélectionné parmi un mode économique, un mode automatique et un mode sportif.
  5. 5 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite valeur représentative d’une priorité de consommation est prédéfinie et constante.
  6. 6. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite valeur représentative d’une priorité de consommation est comprise îo entre des première et seconde valeurs extrémales entre lesquelles sont comprises des première et seconde valeurs maximales et une valeur médiane comprise entre lesdites première et seconde valeurs maximales, ladite première valeur extrémale induisant une première partie égale à ladite puissance disponible et interdisant toute consommation de puissance par
    15 ladite seconde machine motrice (MM2), ladite seconde valeur extrémale étant strictement supérieure à ladite première valeur extrémale et induisant une seconde partie égale à ladite puissance disponible et interdisant toute consommation de puissance par ladite première machine motrice (MM1), ladite première valeur maximale induisant une première partie égale à ladite
    2 0 puissance disponible mais autorisant ladite seconde machine motrice (MM2) à consommer de la puissance non consommée par ladite première machine motrice (MM1), ladite seconde valeur maximale étant strictement supérieure à ladite première valeur maximale et strictement inférieure à ladite seconde valeur extrémale et induisant une seconde partie égale à ladite puissance
    25 disponible mais autorisant ladite première machine motrice (MM1) à consommer de la puissance non consommée par ladite seconde machine motrice (MM2), et ladite valeur médiane induisant des première et seconde parties identiques.
  7. 7. Dispositif selon la revendication 3 ou 4 en combinaison avec la
    3 0 revendication 6, caractérisé en ce que i) en présence d’une chaîne de transmission dans laquelle lesdites première (MM1) et seconde (MM2) machines motrices sont couplées respectivement à des premier train (T1) arrière et second train (T2) avant, lesdits moyens de contrôle (MCT) utilisent ladite première valeur maximale, ii) en présence d’une chaîne de transmission dans laquelle ladite seconde machine motrice (MM2) est couplée audit second train (T2) avant et ladite première machine motrice (MM1) est au début d’une phase de couplage audit premier train (T1), lesdits moyens de
    5 contrôle (MCT) utilisent ladite seconde valeur maximale, et iii) en présence d’une chaîne de transmission dans laquelle lesdites première (MM1) et seconde (MM2) machines motrices sont simultanément au début d’une phase de couplage respectivement auxdits premier train (T1) arrière et second train (T2) avant, lesdits moyens de contrôle (MCT) utilisent ladite valeur médiane.
  8. 10 8. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de contrôle (MCT) déterminent lesdites première et seconde parties pour des phases de décharge dudit moyen de stockage d’énergie (MS) et pour des phases de recharge dudit moyen de stockage d’énergie (MS) par récupération d’énergie dans ledit véhicule (V).
  9. 15 9. Véhicule (V) comprenant au moins un moyen de stockage d’énergie (MS) ayant une puissance disponible et au moins des première (MM1) et seconde (MM2) machines motrices non-thermiques et fournissant respectivement des premier et second couples pour au moins un train (T1) en consommant respectivement des première et seconde puissances dudit
  10. 2 0 moyen de stockage d’énergie (MS), caractérisé en ce qu’il comprend en outre un dispositif de contrôle (DC) selon l’une des revendications précédentes.
    10. Procédé de contrôle (DC) pour un véhicule (V) comprenant au moins un moyen de stockage d’énergie (MS) ayant une puissance disponible et au moins des première (MM1) et seconde (MM2) machines motrices non25 thermiques et fournissant respectivement des premier et second couples pour au moins un train (T1) en consommant respectivement des première et seconde puissances dudit moyen de stockage d’énergie (MS), caractérisé en ce qu’il comprend une étape dans laquelle on détermine des première et seconde parties complémentaires de ladite puissance disponible que lesdites
    3 0 première (MM1) et seconde (MM2) machines motrices sont respectivement autorisées à consommer de façon garantie, en fonction d’une valeur représentative d’une priorité de consommation, et on informe lesdites première (MM1) et seconde (MM2) machines motrices respectivement desdites première et seconde parties complémentaires déterminées, afin qu’elles (MM1, MM2) consomment au plus ces première et seconde parties, sauf si l’une d’entre elles (MM1, MM2) consomme une partie de ladite puissance disponible inférieure à celle déterminée pour elle.
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