FR3075133A1 - Procede de determination d’un seuil de demarrage predictif pour un moteur thermique de vehicule hybride - Google Patents
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Abstract
L'invention est un procédé de détermination d'un seuil de démarrage d'un moteur thermique pour un mode de roulage hybride comportant l'estimation d'une profondeur de décharge de l'accumulateur et la détection d'un profil de roulage prédéterminé s'appliquant pour chacun des segments du parcours planifié parmi une pluralité de profils de roulage, le procédé dans lequel chaque profil de roulage est associé à un modèle de décharge prédéterminé (P1, P2) fournissant des valeurs de coefficients de décharge de l'accumulateur (CD1n,CD2n) en fonction de valeurs de puissance de traction demandée à la roue et consistant à configurer le seuil du démarrage à une valeur prédictive (SDn) qui est identique pour tous les profils de roulage lors du roulage du parcours planifié pour ledit mode de roulage hybride.
Description
PROCEDE DE DETERMINATION D'UN SEUIL DE DEMARRAGE PREDICTIF POUR UN MOTEUR THERMIQUE DE VEHICULE HYBRIDE [001] Le domaine de l'invention concerne un procédé de détermination d'un seuil de démarrage d'un moteur thermique pour un mode de roulage hybride de véhicule automobile hybride.
[002] Comme on le sait un paramètre essentiel des stratégies de contrôle du groupe motopropulseur d'un véhicule hybride est le seuil de démarrage du moteur thermique. Ce seuil de démarrage est un seuil défini en puissance de traction demandée à la roue, exprimé en watts, (ou en équivalent de couple à la roue, exprimé en N.m, en fonction du régime moteur). Typiquement, lorsque la puissance demandée à la roue est supérieure à ce seuil, le moteur thermique est démarré et lorsqu'elle est inférieure le moteur thermique est éteint.
[003] De nombreuses études ont eu pour objet la recherche d'une loi de répartition optimale de la puissance de traction et le domaine général de la gestion énergétique d'un véhicule. On peut citer par exemple le document FR2993226_A1 décrivant une commande de la répartition de puissance pour un circuit de commande à pile à combustible. Le document FR2992275_A1 décrit un procédé de recharge de la batterie en fonction d'un itinéraire planifié et de point de chargement et déchargement pour un véhicule de transport.
[004] Les véhicules hybrides rechargeables disposent d'une autonomie de roulage supérieure au véhicules non rechargeables du fait de la réserve d'énergie supérieure de la batterie qui équipe ces véhicules et de la possibilité de la recharger complètement en fin de parcours. De plus, des stratégies conventionnelles de la gestion énergétique prennent en compte le fait que se trouve une station de recharge à destination. Ces stratégies favorisent donc le roulage en mode électrique en configurant dès le début du parcours le seuil de démarrage à un niveau de puissance élevé, typiquement 60 kW. Pour un véhicule hybride non rechargeable ce seuil est généralement configuré autour de 10 ou 15 kW.
[005] Classiquement, le seuil de démarrage est maintenu à une valeur constante jusqu'à ce que l'état de charge de la batterie ait atteint une limite basse, proche de 15 à 20% de la charge totale de la batterie. Puis le seuil de démarrage est modifié à une valeur inférieure de manière à maintenir le niveau de recharge de l'accumulateur à la limite basse. Bien souvent, on a constaté qu'un véhicule rechargeable circule lors de la première phase du parcours majoritairement en mode électrique, amenant une décharge rapide de la batterie, puis dans une deuxième phase du parcours le véhicule fonctionne majoritairement en roulage thermique du fait du niveau faible de la batterie. D'un point de vue global d'émission de gaz polluant sur l'intégralité du parcours, cette situation se révèle finalement peu efficace du fait que pour la deuxième phase du parcours le moteur électrique est très peu sollicité.
[006] La demanderesse a également déposé par le passé la demande de brevet FR3037025_Al décrivant un procédé de contrôle de décharge optimal de la batterie. Ce procédé vise à prendre en compte différents besoins énergétiques du véhicule afin d'assurer des prestations de conduite satisfaisantes et d'adapter la répartition de la puissance de traction en fonction de ces besoins énergétiques. Cette demande décrit la prise en compte d'un besoin énergétique pour la circulation dans une zone de type ZEV Zone (« Zéro Emission Véhiculé Zone » en anglais) et la prise en compte d'un besoin énergétique pour la thermique habitacle. Le seuil du démarrage du moteur thermique en zone de roulage hybride est adapté pour garantir l'énergie nécessaire aux besoins énergétique identifiés pour le roulage du parcours planifié.
[007] L'objet de la présente demande vise à proposer un procédé de calcul d'un seuil de démarrage optimal lors du roulage d'un parcours planifié.
[008] Plus précisément, l'invention concerne un procédé de détermination d'un seuil de démarrage d'un moteur thermique pour un mode de roulage hybride d'un véhicule automobile comportant également une machine motrice alimentée par un accumulateur d'énergie, le procédé comportant l'estimation d'une profondeur de décharge de l'accumulateur destinée à être déchargée en totalité lors du roulage d'un parcours planifié en fonctionnant selon ledit mode de roulage hybride et la détection d'un profil de roulage prédéterminé s'appliquant pour chacun des segments du parcours planifié parmi une pluralité de profils de roulage. Selon l'invention, chaque profil de roulage est associé à un modèle de décharge prédéterminé fournissant des valeurs de coefficients de décharge de l'accumulateur en fonction de valeurs de puissance de traction demandée à la roue et le procédé consiste à configurer le seuil du démarrage à une valeur prédictive qui est identique pour tous les profils de roulage lors du roulage du parcours planifié pour ledit mode de roulage hybride, la valeur prédictive du seuil de démarrage étant la valeur à partir de laquelle la somme des valeurs de décharge prévues en énergie de l'accumulateur pour le roulage des segments de chaque profil de roulage est égale ou supérieure à la profondeur de décharge.
[009] Plus précisément, le procédé comporte en outre les étapes successives suivantes :
[010] - la détermination d'un coefficient de décharge de l'accumulateur appliqué pour chaque profil de roulage respectivement, [011] - le calcul des valeurs de décharge de l'accumulateur pour le roulage des segments du parcours planifié, une valeur de décharge étant fonction au moins du coefficient de décharge de chaque profil et de la distance cumulée des segments de chaque profil, [012] - la recherche d'une valeur cible de puissance de traction à partir de laquelle la somme des valeurs de décharge est égale ou supérieure à la profondeur de décharge, [013] - la configuration de la valeur prédictive du seuil de démarrage pour ledit mode de roulage hybride par ladite valeur cible de puissance de traction.
[014] Selon une variante, le coefficient de décharge de l'accumulateur appliqué pour chaque profil de roulage est déterminé par le modèle de décharge prédéterminé respectif en fonction de valeurs prédéterminées de puissance de traction demandée à la roue.
[015] Selon une variante, le coefficient de décharge de l'accumulateur appliqué pour chaque profil de roulage est représentatif d'une quantité d'énergie déchargée pour une distance de référence de roulage.
[016] Selon une variante, la recherche de la valeur cible comporte en outre les étapes de :
[017] - la comparaison d'une première quantité d'énergie déchargée pour une valeur initiale de puissance de traction et de la profondeur de décharge, [018] - Si la première quantité d'énergie déchargée est inférieure à la profondeur de décharge, l'incrémentation de la valeur initiale par une variable d'incrémentation.
[019] Selon une variante, la recherche de la valeur cible est une recherche par dichotomie.
[020] Selon une variante, le profil de roulage prédéterminé de chaque segment du parcours est détecté en fonction d'une vitesse moyenne de roulage observée sur ledit segment et/ou d'une vitesse maximale autorisée sur ledit segment.
[021] Selon une variante, le procédé comporte l'actualisation d'une première valeur prédictive du seuil de démarrage par une deuxième valeur prédictive lors du roulage du parcours planifié, la transition de la première vers la deuxième desdites valeurs prédictives étant progressive.
[022] Selon une variante, la deuxième desdites valeurs prédictives du seuil de démarrage est encadrée dans une plage de valeur autour de la première desdites valeurs prédictives.
[023] Il est prévu également selon l'invention un véhicule automobile comportant un dispositif de contrôle du groupe motopropulseur dans lequel le dispositif de contrôle est configuré pour mettre en œuvre le procédé selon l'un quelconque des modes de réalisation précédents.
[024] L'invention est une solution nécessitant peu de ressources de calcul se basant sur des modèles prédéterminés obtenus à partir de cycles de roulage réels du véhicule. Le seuil de démarrage est défini en fonction du parcours planifié et d'une profondeur de décharge attribuée au mode de roulage hybride et assure une décharge optimale de la batterie assurant une consommation minimale de carburant.
[025] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit comprenant des modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, dans lesquels :
la figure 1 illustre un graphique du contrôle de la répartition de la puissance de traction selon un mode de roulage hybride conventionnel et un mode optimal selon l'invention ;
la figure 2 représente schématiquement un module de pilotage du groupe motopropulseur pour la gestion de la répartition de puissance d'un véhicule hybride ;
la figure 3 représente un module de calcul du seuil de démarrage en fonction d'un parcours planifié ;
la figure 4 représente schématiquement un algorithme du procédé de calcul du seuil de démarrage du moteur thermique ;
la figure 5 représente schématiquement une cartographie prédéterminée fournissant des valeurs de coefficients de décharge en fonction de la puissance de traction aux roues et de profils de roulage de segments du parcours.
[026] L'invention s'applique aux véhicules hybrides rechargeables et plus précisément à un procédé de détermination d'un seuil de démarrage optimal en fonction du parcours planifié et de besoins énergétiques du véhicule pour ce parcours. Le procédé est destiné à être exécuté par un dispositif de contrôle du groupe motopropulseur du véhicule, tel un dispositif de contrôle à circuits intégrés plus communément désigné par le terme superviseur ou ECU pour « Electronic Control Unit » en anglais, typiquement le calculateur du moteur thermique. L'invention s'applique pour un véhicule hybride électrique équipé d'un moteur thermique, d'un système de batterie et d'une machine motrice électrique. Le dispositif de contrôle est chargé de la commande des stratégies énergétiques du véhicule.
[027] Dans la présente demande on entend par mode de roulage hybride, un fonctionnement du groupe motopropulseur autorisant le démarrage du moteur thermique, le moteur thermique et la machine motrice électrique sont alors autorisés à mouvoir le véhicule. Dans un mode de roulage électrique ZEV, le démarrage du moteur thermique est interdit, sauf en cas de situation exceptionnelle par exemple lorsque l'état de charge de la batterie a atteint une limite basse. En cas d'occurrence d'une telle situation, les stratégies de contrôle du mode de roulage électrique commandent une sortie du mode de roulage ZEV.
[028] La figure 1 est un graphique représentant schématiquement deux modes de roulage hybride pour le roulage d'un même parcours. L'axe des ordonnées de gauche représente sur un premier axe des valeurs de seuils de démarrage du moteur thermique en puissance de traction demandée à la roue exprimée PSd exprimé en kilowatts, et sur un deuxième axe des valeurs d'états de charge d'un système de batterie alimentant une machine motrice du groupe motopropulseur en pourcentage d'état de charge (SOC pour « State of Charge » en anglais). L'axe des ordonnées de droite représente l'émission de CO2 pour chacun des modes de roulage. L'axe d'abscisse représente la distance d en kilomètres du parcours.
[029] Le premier mode de roulage est exécuté lorsque le véhicule fonctionne selon un procédé de contrôle conventionnel du seuil de démarrage qui ne prend pas en compte le parcours planifié. Ce premier mode de roulage est représenté, en lignes en double trait, par la droite 10 du seuil de démarrage du moteur thermique, la droite de décharge 12 du système de batteries et la courbe CONSO d'émission de CO2.
[030] Le deuxième mode de roulage correspond à l'exécution du procédé de contrôle prédictif du seuil de démarrage selon l'invention et est illustré, en lignes en trait simple, par la droite 11 du seuil de démarrage, ayant une valeur calculée prédictive pour le parcours avoisinant 25kw durant le roulage, la droite de décharge 13 du système de batteries et la courbe CONSI d'émission de CO2. Deux valeurs prédictives SD_da et SD_db du seuil de démarrage sont représentées sur la figure 1 et sont déterminées à deux instants distincts du parcours planifié à une distance da de début de parcours et à une distance intermédiaire db.
[031] Comme l'illustre le graphique pour le premier mode de roulage conventionnel, lorsque le seuil de démarrage 10 est maintenu à une valeur élevée déterminée par défaut, ici 60kw, le véhicule assure un roulage électrique en première partie du parcours en contrepartie d'une diminution rapide de l'état de charge 12 avant la distance de. Une fois que l'état de charge a atteint un niveau faible proche de
15% de l'état de charge de la batterie, le seuil de démarrage est modifié à une valeur de lOkw faisant augmenter l'activité du moteur thermique en fin de parcours après la distance de.
[032] A contrario, le procédé de contrôle optimal du seuil de démarrage selon l'invention détermine à partir des données du parcours planifié une première valeur SD_da du seuil prédictif assurant une décharge progressive de la quantité d'énergie DOD sur tout le parcours de manière à atteindre une valeur cible faible SOCf à destination. Lors du roulage du parcours planifié le seuil prédictif est actualisé à intervalle régulier, par exemple à la distance db à une deuxième valeur SD_db.
[033] Comme l'illustre le graphique, pour un seuil de démarrage prédictif assurant une décharge progressive sur tout le parcours il a été constaté que la consommation finale en carburant CONSI est inférieure à la consommation CONSO. Le seuil de démarrage prédictif est calculé de manière à assurer les prestions de roulage ZEV dans des zones de roulage imposant un fonctionnement électrique du groupe motopropulseur ainsi que les prestations de conditionnement thermique de l'habitacle, tout en minimisant la consommation de carburant en roulage hybride. On constate de plus que le seuil prédictif est maintenu à une valeur presque identique tout au long du parcours, quel que soit le profil de roulage du parcours. L'objet de la présente demande est de calculer la valeur du seuil prédictif en fonction des besoins énergétiques du parcours.
[034] A cet effet, la recherche du seuil prédictif optimal a fait dans un premier temps l'objet d'une analyse par l'application du principe du minimum de Pontryagin pour déterminer la répartition optimale entre le module de traction du moteur thermique et le module de traction de la machine motrice alternative, ici la machine électrique alimentée par un système de batterie de technologie lithium-ion. Pour l'application de ce principe on a déterminé les contraintes suivantes : la consommation du moteur thermique doit être minimisée, la variation de l'état de charge de la batterie est imposée par les limites qui sont choisies à 10% et 90% de l'état de charge, on recherche la meilleure trajectoire de décharge de la batterie et la loi de contrôle de répartition minimise la consommation globale prenant en compte la consommation du module de traction thermique et du module de traction alternatif. Le résultat de cette analyse a démontré que le seuil optimal de démarrage du moteur thermique doit être constant pour tout le parcours planifié.
[035] Par ailleurs, pour la mise en œuvre du procédé, il a été défini plusieurs profils de roulage prédéterminés caractérisant les segments du parcours, notamment en fonction d'une vitesse moyenne de roulage. Chaque profil de roulage est associé à un modèle de décharge prédéterminé fournissant des valeurs de coefficients de décharge de l'accumulateur en fonction de valeurs de puissance de traction demandée à la roue. Ces modèles ont été obtenus à partir de données de cycles de roulage réels d'un véhicule hybride, d'une représentation statistique de l'usage du véhicule en termes de densité de puissance à la roue et du mode de fonctionnement du groupe motopropulseur (roulage ZEV, récupération énergie, moteur thermique allumé).
[036] Plus précisément, ces données contiennent notamment les valeurs de vitesse moyenne du véhicule, les distances de parcours et les valeurs de puissance demandée à la roue. Ces cycles ont été simulés en fonction de plusieurs valeurs de seuil de démarrage du moteur thermique en puissance de traction à la roue de manière à déterminer des coefficients de décharge moyens du système de batterie respectifs à chaque profil de roulage.
[037] Par cette étude il a été identifié grâce aux données de cycles de roulage cinq profils de roulage ayant des coefficients de décharge de l'accumulateur spécifiques. Un premier profil est représentatif d'une situation de roulage au ralenti, telle qu'une zone de congestion du trafic, un deuxième profil est représentatif d'une situation de roulage en ville en condition de trafic lent, un troisième profil est représentatif d'une situation de roulage en ville en condition de trafic fluide, un quatrième profil est une situation de roulage sur route hors agglomération (route nationale) et un cinquième profil est une situation de roulage sur autoroute.
[038] On décrit maintenant en figure 2 un module de pilotage du groupe motopropulseur pour la gestion de la répartition de puissance d'un véhicule hybride. Ce module de pilotage est configuré pour la mise en œuvre du procédé de détermination du seuil de démarrage prédictif. Un premier module 21 de navigation a pour fonction d'élaborer ou de collecter les données relatives à un parcours planifié. Il s'agit par exemple d'un module de navigation de type GPS embarqué dans le véhicule. Le module de navigation 21 fournit des données de navigations, telles les informations de durée de parcours, les distances et coordonnées géographiques des segments du parcours, les données de vitesse de circulation moyenne des segments du parcours, les données de vitesses autorisées maximales, des données représentatives de l'état de la circulation, des données de localisation et de disponibilité de stations de recharge et des données identifiant les ZEV ZONE et les données météorologiques.
[039] Les données de navigations sont exploitées par le dispositif de contrôle dans le cadre de l'invention pour déterminer une profondeur de décharge attribuée aux segments du parcours qui sont localisés hors ZEV ZONE, pour identifier le profil de roulage de chaque segment du parcours et pour calculer la distance de roulage des segments correspondant à chaque profil de roulage.
[040] Un deuxième module 22 a pour fonction le calcul de quantités d'énergie ou profondeur de décharge qu'il est prévu de puiser dans le système de batterie pour les besoins du parcours planifié.
On a identifié une première profondeur de décharge pour le mode de roulage totalement électrique dans les zones de type ZEV ZONE, une deuxième profondeur de décharge pour le conditionnement thermique de l'habitacle et une troisième profondeur de décharge pour le mode de roulage hybride hors ZEV ZONE. Les calculs de quantités d'énergie prédictives peuvent être opérés conformément au procédé décrit dans la demande de brevet FR3037025_Al déposée par la demanderesse.
[041] Dans le cadre de la présente demande pour déterminer le seuil de démarrage optimal, il est prévu de déterminer une profondeur de décharge DOD de l'accumulateur destinée à être déchargée en totalité lors du roulage du parcours planifié en fonctionnant uniquement selon un mode de roulage hybride (le moteur thermique et la machine électrique sont autorisés pour fournir un couple aux roues simultanément et individuellement). La profondeur de décharge est représentée en pourcentage de charge de l'accumulateur, 75% sur la figure 1. Cette profondeur de décharge DOD a une équivalence en Joule ou watt-heures en fonction de la capacité de charge totale de la batterie.
[042] De préférence, la profondeur de décharge DOD se calcule en soustrayant de la capacité totale de la batterie les quantités d'énergie pour un besoin pour le mode de roulage exclusivement électrique si une zone dite ZEV ZONE a été identifiée sur le parcours planifié et pour un besoin de thermique habitacle prévu sur le parcours planifié. De tels besoins sont anticipés afin de garantir les prestations de conduite en roulage ZEV lorsqu'elles sont imposées par la zone de roulage et les prestations thermique de l'habitacle. Par exemple, si le parcours planifié prévoit un passage en ZEV ZONE et des conditions météorologiques extérieures imposant l'usage de la climatisation, la profondeur de décharge DOD réservée pour le roulage hybride aura une valeur inférieure à la capacité disponible totale de la batterie, peut-être environ 30% ou 40% au lieu des 75% de la situation représentée en figure 1.
[043] A partir des données fournies par les modules 21, 22, un troisième module 23 est apte à déterminer la valeur du seuil de démarrage prédictif optimal. Un quatrième module 24 reçoit la valeur du seuil de démarrage prédictif, ainsi que d'autres valeurs de seuil correspondant à d'autres modes de roulage. Il convient de configurer un mode de roulage sportif par un seuil de plus faible valeur en puissance demandée à la roue afin d'obtenir un comportement du véhicule de meilleure réactivité en réponse à une demande du conducteur. Tandis que pour mode de roulage ZEV le seuil de démarrage est configuré de manière à interdire le démarrage du moteur thermique sous condition de couple à la roue. Un mode de roulage économique, lorsqu'aucun parcours n'est planifié, est configuré par un seuil de démarrage par défaut qui ne dépend pas des besoins énergétiques du parcours.
[044] Enfin, un cinquième module 25 communique le seuil de démarrage choisi pour la coordination des organes de traction du groupe motopropulseur.
[045] La figure 3 représente plus précisément les moyens fonctionnels du module de calcul 23. A des fins de simplification on a représenté seulement deux modèles de décharge PI, P2. Toutefois, l'invention prévoit l'utilisation de deux modèles de décharge ou plus. Le bloc 43 (« + ») représente un bloc additionneur et les blocs (« X ») 41, 42 représentent des blocs multiplicateurs. Les modèles de décharge utilisent une valeur identique SDn du seuil de démarrage pour déterminer les coefficients de décharge CDln, CD2n. La valeur de décharge Eln du modèle PI est déterminée en multipliant le coefficient de décharge par la valeur de la distance totale Dl du profil PI détecté pour le parcours planifié, et de manière identique pour le modèle P2. Finalement, Eln = CDln*Dl et E2n=CD2n*D2.
[046] En figure 4, un algorithme d'exécution du procédé est représenté pour une première variante préférentielle du mode de recherche du seuil de démarrage (recherche par incrémentation).
[047] Tout d'abord à une étape 31, le procédé comporte, au moyen du module 22, la détermination de la profondeur de décharge DOD de l'accumulateur destinée à être déchargée en totalité lors du roulage du parcours planifié en fonctionnant uniquement selon le mode de roulage hybride. Il s'agit d'un roulage hors ZEV ZONE.
[048] En outre à une étape 32, le procédé comporte, au moyen du module 23 et des informations transmises par le module 21, la détection d'un profil de roulage prédéterminé s'appliquant pour chacun des segments du parcours planifié parmi la pluralité de profils de roulage (ville au ralenti, autoroute, hors agglomération, etc..). Le profil de roulage prédéterminé PI, P2 de chaque segment du parcours est détecté en fonction d'une vitesse moyenne de roulage observée sur ledit segment et/ou d'une vitesse maximale autorisée sur ledit segment. D'autres conditions de détection peuvent être prévues en fonction des données de navigation disponibles et des profils de roulage, par exemple à partir d'une pente ou points d'altitudes de segment. Conformément à l'invention, chaque profil de roulage est associé à un modèle de décharge prédéterminé fournissant des valeurs de coefficients de décharge de l'accumulateur en fonction de valeurs de puissance de traction demandée à la roue. Plus précisément, le coefficient de décharge de l'accumulateur appliqué pour chaque profil de roulage est représentatif d'une quantité d'énergie déchargée pour une distance de référence de roulage, ici par exemple un coefficient en kilojoules par kilomètre.
[049] Ensuite, le procédé consiste à configurer le seuil du démarrage à une valeur prédictive qui est identique pour tous les profils de roulage lors du roulage du parcours planifié pour le mode de roulage hybride. Plus précisément, la valeur prédictive du seuil de démarrage est la valeur à partir de laquelle la somme des valeurs de décharge prévues en énergie de l'accumulateur pour le roulage des segments de chaque profil de roulage est égale ou supérieure à la profondeur de décharge DOD.
[050] A cet effet, le dispositif de contrôle du groupe motopropulseur exécute les étapes successives suivantes du procédé au moyen du module 23 représenté en figure 3 :
- la détermination 34 d'un coefficient de décharge CDln, CD2n de l'accumulateur appliqué pour chaque profil de roulage respectivement,
- le calcul 35 des valeurs de décharge Eln, E2n de l'accumulateur pour le roulage des segments du parcours planifié, une valeur de décharge étant fonction au moins du coefficient de décharge de chaque profil CDln, CD2n et de la distance cumulée Dl, D2 des segments de chaque profil PI, P2,
- la recherche d'une valeur cible SDn de puissance de traction à partir de laquelle la somme E3n des valeurs de décharge est égale ou supérieure à la profondeur de décharge DOD,
- la configuration 38 de la valeur prédictive du seuil de démarrage pour ledit mode de roulage hybride par ladite valeur cible de puissance de traction.
[051] Plus précisément, la détermination 34 des coefficients de décharge CDln, CD2n est exécutée à partir des modèles de décharge prédéterminés PI, P2 en fonction de valeurs de puissance de traction demandée à la roue.
[052] Dans cette variante du procédé, la recherche de la valeur cible est opérée par incrémentation d'une valeur initiale du seuil de démarrage. Ce mode de recherche est optimal en temps de calcul. On s'appuie maintenant de la figure 5 pour illustrer ce mode de recherche.
[053] Le graphique de la figure 5 représente une cartographie des modèles de décharge PI, P2 ayant en axe des abscisses une puissance de traction demandée à la roue Pr exprimé en kilowatts et en axe des ordonnées des valeurs CD de coefficient de décharge exprimées en kilojoules par kilomètre. Une première courbe du modèle PI est représentée (par exemple un profil de roulage en ville en condition de circulation lente) et une deuxième courbe du modèle P2 est représentée (par exemple un profil de roulage en route nationale).
[054] Le procédé comporte plus précisément une étape 33 d'initialisation d'une valeur initiale de puissance de traction SD1, puis la détermination 34 du coefficient de décharge de l'accumulateur CDU, CD21 appliqué pour chaque profil de roulage respectivement pour cette valeur initiale SD1. Le procédé comporte ensuite le calcul 35 des valeurs de décharge Ell, E21 de l'accumulateur pour le roulage des segments du parcours planifié, chaque coefficient de décharge CDU, CD21 est multiplié par la distance du profil respectif Dl, D2 de manière à obtenir la quantité d'énergie déchargée E31 égale à la somme des valeurs de décharge EU, E21 pour les segments de chaque profil PI, P2.
[055] Ensuite, le procédé comporte à une étape 36 la comparaison de la première quantité d'énergie déchargée E31 et de la profondeur de décharge DOD. En cas de détection que la première quantité d'énergie déchargée est inférieure à la profondeur de décharge, le procédé comporte l'incrémentation à une étape 37 de la valeur initiale SD1 par une variable d'incrémentation k représentative d'une valeur de puissance demandée à la roue pour obtenir une nouvelle valeur de puissance de traction du seuil de démarrage, par exemple k est égale à lkW. Les étapes 34 à 37 sont alors renouvelées pour la nouvelle valeur du seuil de démarrage. Pour une valeur suivante du seuil de démarrage SD2, on détermine à partir des modèles PI, P2 des valeurs de coefficients de décharge CD12, CD22, puis des valeurs de décharge respectives pour chaque profil et d'une deuxième quantité d'énergie totale pour le parcours.
[056] L'utilisation de modèles de décharge prédéterminés et de valeurs prédéterminées SD1, SD2,..., SDn a pour avantage de réduire les besoins en ressources de calcul. Ceci est particulièrement utile pour une solution de contrôle embarqué d'un véhicule hybride.
[057] Au fur et à mesure de l'exécution de la boucle de calcul, en cas de détection pour une valeur SDn du seuil de démarrage que la somme E3n des valeurs de décharge prévues Eln, E2n en énergie de l'accumulateur pour le roulage des segments de chaque profil de roulage PI, P2 est égale ou supérieure à la profondeur de décharge DOD, la boucle de calcul prend fin. On détermine que la valeur SDn est le seuil prédictif optimal.
[058] A une étape 38, le dispositif de contrôle du groupe motopropulseur configure le seuil de démarrage du groupe motopropulseur par la valeur SDn optimale pour le mode de roulage hybride. Ce seuil garantit une décharge progressive de la batterie pour le parcours planifié.
[059] Dans une variante du procédé, il est envisageable que la recherche de la valeur cible SDn est une recherche par dichotomie.
[060] Par ailleurs, il est prévu que le procédé comporte l'actualisation d'une première valeur prédictive du seuil de démarrage par une deuxième valeur prédictive lors du roulage du parcours planifié, la transition de la première vers la deuxième desdites valeurs prédictives étant progressive. La progressivité de la transition évite de faire ressentir au conducteur un changement brutal du comportement du groupe motopropulseur au cas où les deux valeurs successives présentent un écart de valeur important. La progressivité peut se faire au moyen d'un filtre passe-bas par exemple.
[061] Une variante prévoit que la deuxième desdites valeurs prédictives du seuil de démarrage est encadrée dans une plage de valeur autour de la première desdites valeurs prédictives, par exemple la plage de valeur étant de +/-10% autour la première valeur, et de préférence +/- 5% autour de la première valeur. Il s'agit d'une alternative évitant un changement brutal de comportement du groupe 5 motopropulseur au cours du parcours.
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Procédé de détermination d'un seuil de démarrage d'un moteur thermique pour un mode de roulage hybride d'un véhicule automobile comportant également une machine motrice alimentée par un accumulateur d'énergie exécuté par un dispositif de contrôle du groupe motopropulseur du véhicule, le procédé comportant l'estimation (31) d'une profondeur de décharge (DOD) de l'accumulateur destinée à être déchargée en totalité lors du roulage d'un parcours planifié élaboré par un module de navigation (21) du véhicule en fonctionnant selon ledit mode de roulage hybride et la détection (32) d'un profil de roulage prédéterminé s'appliquant pour chacun des segments du parcours planifié parmi une pluralité de profils de roulage, le procédé étant caractérisé en ce que chaque profil de roulage est associé à un modèle de décharge prédéterminé (PI, P2) d'un module de calcul (23) du dispositif de contrôle fournissant des valeurs de coefficients de décharge d'une quantité d’énergie de l'accumulateur (CDln,CD2n) en fonction de valeurs de puissance de traction demandée à la roue (Pr) et délivrable par le moteur thermique et la machine motrice du véhicule, et en ce qu'il consiste à configurer (38) le seuil du démarrage à une valeur prédictive (SDn) qui est identique pour tous les profils de roulage lors du roulage du parcours planifié pour ledit mode de roulage hybride, la valeur prédictive (SDn) du seuil de démarrage étant la valeur à partir de laquelle la somme (E3n) des valeurs de décharge prévues (Eln, E2n) en énergie de l'accumulateur pour le roulage des segments de chaque profil de roulage est égale ou supérieure à la profondeur de décharge (DOD).
- 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre les étapes successives suivantes :- la détermination (34) d'un coefficient de décharge de l'accumulateur (CDln, CD2n) appliqué pour chaque profil de roulage respectivement,- le calcul (35) des valeurs de décharge (Eln, E2n) de l'accumulateur pour le roulage des segments du parcours planifié, une valeur de décharge étant fonction au moins du coefficient de décharge (CDln, CD2n) de chaque profil et de la distance cumulée (Dl, D2) des segments de chaque profil,- la recherche (36,37) d'une valeur cible (SDn) de puissance de traction à partir de laquelle la somme (E3n) des valeurs de décharge (Eln, E2n) est égale ou supérieure à la profondeur de décharge (DOD),- la configuration (38) de la valeur prédictive du seuil de démarrage pour ledit mode de roulage hybride par ladite valeur cible (SDn) de puissance de traction.
- 3. Procède selon la revendication 2, caractérisé en ce que le coefficient de décharge de l'accumulateur (CDln, CD2n) appliqué pour chaque profil de roulage est déterminé par le modèle de décharge prédéterminé (PI, P2) respectif en fonction de valeurs prédéterminées (SD1, SD2, SDn) de puissance de traction demandée à la roue (Pr).
- 4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le coefficient de décharge de l'accumulateur (CDln, CD2n) appliqué pour chaque profil de roulage est représentatif d'une quantité d'énergie déchargée pour une distance de référence de roulage.
- 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la recherche (36,37) de la valeur cible (SDn) comporte en outre les étapes de :- la comparaison (36) d'une première quantité d'énergie déchargée (E31) pour une valeur initiale (SD1) de puissance de traction et de la profondeur de décharge (DOD),- Si la première quantité d'énergie déchargée (E31) est inférieure à la profondeur de décharge (DOD), l'incrémentation (37) de la valeur initiale (SD1) par une variable d'incrémentation (k).
- 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la recherche de la valeur cible (SDn) est une recherche par dichotomie.
- 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le profil de roulage prédéterminé (PI, P2) de chaque segment du parcours est détecté en fonction d'une vitesse moyenne de roulage observée sur ledit segment et/ou d'une vitesse maximale autorisée sur ledit segment.
- 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte l'actualisation d'une première valeur prédictive (SD da) du seuil de démarrage par une deuxième valeur prédictive (SD_db) lors du roulage du parcours planifié, la transition de la première vers la deuxième desdites valeurs prédictives étant progressive.
- 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la deuxième (SD db) desdites valeurs prédictives du seuil de démarrage est encadrée dans une plagede valeur autour de la première (SD_da) desdites valeurs prédictives.
- 10. Véhicule automobile comportant un dispositif de contrôle du groupe motopropulseur, caractérisé en ce que le dispositif de contrôle est configuré pour mettre en œuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.
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