FR3077256A1 - Systeme et procede de pilotage d’un stockeur d’energie de vehicule hybride, et vehicule automobile les incorporant - Google Patents

Systeme et procede de pilotage d’un stockeur d’energie de vehicule hybride, et vehicule automobile les incorporant Download PDF

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Abstract

Ce système de pilotage d'un stockeur d'énergie de véhicule à motorisation hybride, comprend une source motrice hybride comportant un stockeur d'énergie ainsi qu'un filtre à particules (GPF), au moins un seuil de charge cible (Scib) du stockeur d'énergie est prédéfini pour commander la mise en mode génératrice de l'autre source motrice et lorsqu'on détermine que le niveau de charge (SoC) du stockeur d'énergie est inférieur au seuil de charge cible (Scib) et que un seuil de charge en particules est atteint, on diminue le seuil de charge cible (Scib) à un nouveau seuil de charge cible (Sn-cib) de manière à permettre la régénération du filtre à particules (GPF). L'invention concerne également un procédé ainsi qu'un véhicule automobile hybride comportant ce système.

Description

SYSTEME ET PROCEDE DE PILOTAGE D’UN STOCKEUR D’ENERGIE DE VEHICULE HYBRIDE, ET VEHICULE AUTOMOBILE LES INCORPORANT
L’invention a pour objet un système de pilotage d’un stockeur d’énergie de véhicule à motorisation hybride. Plus particulièrement, l’invention entend proposer une solution pour autoriser la régénération d’un filtre à particules d’une ligne d’échappement de véhicule hybride, lorsque le niveau de charge du stockeur d’énergie se trouve dans un état critique (très faible/bas).
Dans la suite, l’invention est présentée en lien avec l’une de ces applications, plus précisément une application à un véhicule automobile à hybridation électrique, c’est-à-dire comportant un moteur thermique et au moins un moteur électrique associé à des moyens de stockage d’énergie.
Toutefois, il doit être noté que la présente invention n’est pas limitée à l’utilisation d’une machine électrique dans un véhicule hybride, le véhicule pouvant par exemple comporter une chaîne de transmission comprenant au moins un moteur thermique et au moins une machine (ou moteur) hydraulique ou encore à air comprimé.
La machine électrique peut fonctionner comme un moteur électrique lorsque celle-ci dispose d'une source d'énergie suffisante permettant de l'alimenter et peut également fonctionner comme un générateur d'énergie électrique lorsque que celui-ci est entraîné, généralement par le moteur thermique, pour fournir de l'énergie à divers équipements embarqués du véhicule, par exemple un accumulateur d'énergie, un réseau de tension ou tout autre équipement nécessitant une alimentation électrique.
Selon le degré d'hybridation électrique avec le moteur thermique, le système de motorisation peut comprendre une ou plusieurs machines électriques.
Dans le cas d'un système de motorisation à plusieurs machines électriques, une machine électrique principale couplée au moteur thermique intervient directement dans la motorisation du véhicule sur le train avant et/ou sur le train arrière, soit en hybridation thermique électrique ou soit en
-2électrique seul. Dans ce dernier cas, on dit alors que le véhicule hybride dispose d'un mode de roulage 100% électrique mais en hybridation thermique électrique, il existe plusieurs modes de roulage/conduite.
Quel que soit le niveau de complexité du véhicule hybride, lui permettant en particulier d’assurer une partie conséquente de la demande de puissance motrice instantanée de la part du conducteur grâce à la ou aux machines électriques, certains éléments physiques de dépollution du moteur thermique doivent être gérés en même temps que la source hybride.
Ainsi, l’un de ces éléments physiques de dépollution est le filtre à particules situé dans la ligne d’échappement du véhicule.
Ces filtres à particules sont généralement constitués par des blocs cylindriques en céramiques formant une multitude de canaux parallèles de petits diamètres, de l’ordre de la dizaine de microns. Les gaz d’échappement traversent le filtre et les particules qu’ils contiennent sont piégées dans les canaux. Ces filtres à particules fonctionnent correctement mais présentent cependant l’inconvénient de devoir être régénérés régulièrement pour éliminer les particules qui tendent à obstruer les canaux du filtre.
L’élimination des particules s’effectuent généralement par combustion en chauffant le filtre. Lorsque la température du filtre à particules atteint un seuil, et en présence d’oxygène, alors les particules vont brûler et le filtre va se décharger desdites particules.
Néanmoins, on connaît à l’heure actuelle des procédés permettant de régénérer le filtre à particules d’un véhicule à motorisation hybride mais ces systèmes ne permettent pas de gérer de façon optimum à la fois la régénération du filtre à particules et la gestion des couples moteur thermique et électrique au regard d’une part de la demande de puissance motrice instantanée de la part du conducteur qui est prioritaire, et d’autre part d’une utilisation optimisée du couple électrique vis-à-vis du couple du moteur thermique. En particulier, il n’existe aucun système et procédé permettant de gérer la régénération du filtre à particules lorsqu’un niveau de charge du stockeur d’énergie est à une valeur critique, c’est-à-dire très faible ou basse.
- 3 De ce point de vue, on connaît en particulier le brevet EP-A-2145808 qui propose une solution qui n’est pas totalement satisfaisante. En effet, le brevet EP-A-2145808 décrit le fait que, lorsqu’on détecte un faible niveau de charge du stockeur d’énergie et une faible température du catalyseur de la ligne d’échappement, le réchauffage de ce dernier est réalisé avec une priorité plus élevée que la charge du stockeur d’énergie.
La présente invention a notamment pour but de répondre aux lacunes de la technique antérieure en proposant un système de pilotage d’un stockeur d’énergie de véhicule hybride et de régénération d’un filtre à particules de véhicule hybride, lorsque le niveau de charge du stockeur d’énergie est faible, voire très faible, permettant de gérer le plus efficacement possible, sans nécessiter de changements structurels, le groupe motopropulseur afin de minimiser l’utilisation des leviers du moteur thermique pour la gestion du filtre à particules (en vue de sa régénération).
Dans ce but, la présente invention propose un système de pilotage d’un stockeur d’énergie de véhicule à motorisation hybride, comportant :
- un moteur thermique ;
- au moins une autre source motrice comportant un stockeur d’énergie, cette autre source motrice présentant deux modes d’actionnement, un mode moteur dans lequel elle fournit de l’énergie de manière à délivrer un couple de traction ou d’assistance au moteur thermique et un mode génératrice dans lequel elle stocke de l’énergie, via le stockeur d’énergie, en vue notamment de fournir le couple de traction ou d’assistance ;
le moteur thermique et l’autre source motrice fournissant respectivement un couple moteur thermique Cmot et un couple hybride Chyb destinés à répondre à une demande de puissance motrice instantanée de la part du conducteur,
- un filtre à particules destiné au traitement des émissions polluantes provenant du moteur thermique, ce filtre présentant une température de régénération au-delà de laquelle une combustion des particules est possible, ainsi qu’un seuil de charge en particules au-delà duquel la régénération est souhaitable, le filtre à
-4particules étant chauffé lors de l’utilisation du moteur thermique ; et
- un moyen d’analyse et de commande apte à commander le moteur thermique et ladite autre source motrice, à déterminer un niveau de charge du stockeur d’énergie et un état de charge en particules du filtre à particules, au moins un seuil de charge cible du stockeur d’énergie est prédéfini dans le moyen d’analyse et de commande pour commander, lorsqu’il est atteint, la mise en mode génératrice de l’autre source motrice, et, lorsque le moyen d’analyse et de commande détermine que le niveau de charge du stockeur d’énergie est inférieur ou égal au seuil de charge cible du stockeur d’énergie et que le seuil de charge en particules est atteint, le moyen d’analyse et de commande diminue le seuil de charge cible du stockeur d’énergie à un nouveau seuil de charge cible du stockeur d’énergie de manière à permettre la régénération du filtre à particules.
Grâce à l’invention, le système de pilotage assure une priorisation, en l’espèce la régénération du filtre à particules par rapport au besoin de charge du stockeur d’énergie, avec une diminution du niveau de charge du stockeur d’énergie maîtrisée.
En outre, le système de gestion du groupe motopropulseur selon l’invention est complètement autonome et transparent vis-à-vis du conducteur, tant pour la régénération du filtre à particules que pour la gestion optimisée de l’assistance hybride.
Enfin, il est dorénavant possible d’optimiser la consommation globale de carburant fossile, tout en assurant une régénération parfaite du filtre à particules d’un véhicule hybride.
On entend par l’expression « mode génératrice » relativement à l’autre source motrice le fait que cette dernière, classiquement reliée au moteur thermique, prélève de l’énergie à ce dernier, par exemple à l’instar d’un alternateur.
On entend par l’expression « demande de puissance motrice instantanée de la part du conducteur », la volonté du conducteur d’accélérer ou de freiner le déplacement du véhicule. Cette demande de puissance
- 5 motrice instantanée de la part du conducteur s’exprime en puissance (Watt, noté de façon abrégé W), mais à une vitesse et une masse donnée du véhicule s’exprime de façon équivalente en couple (Newton mètre, noté de façon abrégé Nm), en accélération (en mètre par seconde au carré, soit m.s’2) et dépend principalement, par exemple, des positions d’une pédale d’accélération et d’une pédale de frein, de l’état d’un levier de vitesse d’une boîte de vitesses, du mode de conduite sélectionné, de la vitesse du véhicule et/ou des aides à la conduite.
On entend par l’expression « moyen d’analyse et de commande » un système embarqué équipant à l’heure actuelle les véhicules, notamment ceux du type à motorisation hybride, et qui a pour fonction d’analyser, enregistrer/stocker des informations/données, contrôler (notamment via des capteurs) et commander les différents organes fonctionnels d’un véhicule. Un tel moyen est bien connu de l’homme du métier. On notera que, de façon classique, le moyen d’analyse et de commande est relié à l’ensemble des capteurs ou analogues du véhicule, ce qui lui permet de mesurer, ou de calculer, des paramètres extérieurs tels que la température extérieure, l’altitude ou une pente (via une géo-localisation), ou encore des caractéristiques propres au véhicule telles que la température et a charge du filtre à particules, ou le niveau de charge d’un bloc batterie, le stockeur d’énergie de l’autre source motrice étant par exemple ce bloc batterie. Ces capteurs ou analogues sont ainsi considérés comme partie intégrante du moyen d’analyse et de commande du système selon l’invention.
Concernant le seuil de charge en particules, on peut le définir comme souhaité/désiré, par exemple en le fixant à 60% par rapport à un maximum de remplissage/piégeage du filtre à particules.
Selon un aspect particulièrement avantageux de l’invention, lorsque le moyen d’analyse et de commande détermine que la charge du stockeur d’énergie atteint le nouveau seuil de charge cible Sn-cib du stockeur d’énergie, le moyen d’analyse et de commande impose la mise en mode génératrice de l’autre source motrice, quel que soit l’état de charge du filtre à particules.
-6Avantageusement, le moyen d’analyse et de commande comprend deux seuil de charge cible dont l’un est un seuil de charge cible prioritaire et l’autre un seuil de charge cible délestable, le seuil de charge cible prioritaire étant inférieur au seuil de charge cible délestable.
Grâce à ces deux seuils prédéfinis (dans des moyens de mémorisation ou analogue) dans le moyen d’analyse et de commande, le système de pilotage peut gérer différentes stratégies du groupe motopropulseur en fonction de la demande de puissance motrice instantanée de la part du conducteur.
Selon un autre aspect, le moyen d’analyse et de commande comprend un troisième seuil de charge cible dit seuil d’assistance, ce seuil d’assistance étant supérieur au seuil de délestage et permettant, du fait d’un haut niveau de charge du stockeur d’énergie, au véhicule de rouler grâce à l’autre source motrice (100% électrique, ou hybride).
Selon un premier aspect avantageux, le moyen d’analyse et de commande impose la mise en mode génératrice de l’autre source motrice quelle que soit la demande de puissance motrice instantanée de la part du conducteur lorsque le niveau de charge du stockeur d’énergie est égal ou inférieur au nouveau seuil de charge cible prioritaire.
Selon un second aspect avantageux, le moyen d’analyse et de commande impose, lorsque le niveau de charge du stockeur d’énergie est égal ou inférieur au seuil de charge cible délestable et est supérieur au seuil de charge cible prioritaire, la mise en mode génératrice de l’autre source motrice, la demande de puissance motrice instantanée de la part du conducteur étant prioritaire de sorte que si, outre le couple moteur thermique, le couple hybride est nécessaire pour répondre à la demande de puissance motrice instantanée de la part du conducteur, le moyen d’analyse et de commande bascule l’autre source motrice en mode moteur le temps de répondre à ladite demande de puissance motrice instantanée de la part du conducteur.
Avantageusement, le système selon l’invention comprend un circuit électrique annexe pour la gestion d’organes électrique/électronique de véhicule et en ce que le stockeur d’énergie (12) fournit une énergie au circuit
-7électrique annexe par l’intermédiaire d’une batterie (34) du circuit électrique annexe.
Avantageusement, le seuil de charge cible présente un hystérésis destiné à confirmer la détermination, par le moyen d’analyse et de commande, d’un niveau de charge du stockeur d’énergie égal au seuil de charge cible.
On entend par l’expression « un hystérésis destiné à confirmer la détermination», le fait de temporiser, dans un sens montant comme dans un sens descendant, l’information de détection de passage d’un seuil. Si pendant cette temporisation le franchissement de ce seuil est confirmé, l’information seuil atteint ou seuil franchi est confirmée. Cette temporisation se traduit par un décalage virtuel du seuil, décalage exprimé par exemple en pourcentages.
Ici, grâce à cette temporisation, on évite des oscillations acoustiques et vibratoires du système hybride, en particulier lorsqu’il consiste en une machine électrique, suite à des charges et arrêts de ces charges lorsque le niveau de charge du stockeur d’énergie est proche de son point de fonctionnement cible.
De préférence, la marge de temporisation représente au plus 5% de la valeur respective des seuils.
De préférence, l’autre source motrice comprend au moins un moteur électrique et le stockeur d’énergie au moins une seconde batterie.
Dans le même but, la présente invention propose également un véhicule automobile hybride comportant au moins un système de pilotage tel que succinctement décrit ci-dessus.
Toujours dans le même but, la présente invention propose un Procédé de pilotage d’un stockeur d’énergie de véhicule à motorisation hybride comprenant :
- un moteur thermique;
- au moins une autre source motrice comportant un stockeur d’énergie, ladite autre source motrice présentant deux modes d’actionnement, un mode moteur dans lequel elle fournit de l’énergie de manière à délivrer un couple de traction ou
- 8 d’assistance au moteur thermique et un mode génératrice dans lequel elle stocke de l’énergie, via ledit stockeur, en vue notamment de fournir ledit couple de traction ou d’assistance ;
le moteur thermique et l’autre source motrice fournissant respectivement un couple moteur thermique et un couple hybride destinés à répondre à une demande de puissance motrice instantanée de la part du conducteur ;
- un filtre à particules destiné au traitement des émissions polluantes provenant du moteur thermique, ce filtre présentant une température de régénération au-delà de laquelle une combustion des particules est possible, ainsi qu’un seuil de charge en particules au-delà duquel la régénération est souhaitable, le filtre à particules étant chauffé lors de l’utilisation du moteur thermique caractérisé en ce que le procédé de pilotage prédéfini au moins un seuil de charge cible du stockeur d’énergie pour commander, lorsqu’il est atteint, la mise en mode génératrice de l’autre source motrice et, lorsque le niveau de charge du stockeur d’énergie est inférieur ou égal au seuil de charge cible du stockeur d’énergie et que le seuil de charge en particules est atteint, le procédé de pilotage diminue le seuil de charge cible du stockeur d’énergie à un nouveau seuil de charge cible du stockeur d’énergie de manière à permettre la régénération du filtre à particules.
Les avantages du procédé et du véhicule automobile hybride conformes à l’invention étant similaires à ceux du système de pilotage d’un stockeur d’énergie de véhicule à motorisation hybride énumérés plus haut, ils ne sont pas répétés ici.
D’autres aspects et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d’un mode particulier de réalisation, donné à titre d’exemple non limitatif et en référence aux dessins qui l’accompagnent, dans lesquels :
- la figure 1 est un schéma d’un véhicule hybride selon un mode de réalisation du système selon l’invention ;
- les figures 2 à 4 illustrent différentes situations de vie pour le couple moteur thermique Cmot et le couple hybride, ici noté Ceiec, en
-9fonction d’une Interprétation de demande de puissance motrice instantanée de la part du conducteur (désignée IVC) dans le cadre du système et du procédé selon l’invention ;
- la figure 5 illustre schématiquement, sur un organigramme ou un logigramme, le principe du procédé selon l’invention.
A nouveau, il est rappelé que l’invention est illustrée ici dans un exemple avec un véhicule hybride électrique mais la machine électrique peut être remplacée par exemple par une technologie pneumatique ou hydraulique, de préférence hydraulique.
Par ailleurs, il doit être noté que la présente invention n’entend pas modifier le filtre à particules utilisé classiquement pour un véhicule à motorisation hybride, voire pour un véhicule conventionnel. En outre, l’invention ne prévoit aucune modification, ajout ou suppression, au niveau de la structure ou de l’architecture du véhicule, plus précisément dans la ligne d’échappement.
La figure 1 présente un véhicule automobile, pouvant servir à illustrer l’invention, comprenant par exemple les équipements et organes suivants.
Cette figure présente un véhicule hybride comportant un moteur thermique 2 entraînant par un embrayage 4 piloté de manière automatique, une transmission 6 présentant différents rapports de vitesse, reliée aux roues avant motrices 8 de ce véhicule.
Une ligne d’échappement 50 dispose de moyens aptes à traiter les gaz d’échappement, dont notamment les imbrulés, provenant de la chambre de combustion du moteur thermique 2. Dans le cadre de la présente invention, ces moyens comprennent un filtre à particules 40 de la ligne d’échappement 50. Ce filtre à particules peut être un filtre à particules pour moteur à essence ou pour moteur diesel.
L’arbre d’entrée de la transmission 6 recevant le mouvement de l’embrayage 4, comporte une autre source motrice 10, 18 comprenant une machine électrique avant de traction 10 alimentée par un stockeur d’énergie, ici une batterie basse tension de traction 12. De cette manière la machine électrique avant 10 peut délivrer un couple sur les roues motrices
- 108 sans passer par l’embrayage 4, en utilisant les différents rapports de vitesse proposés par la transmission 6.
Un chargeur embarqué 14 peut être relié par une prise extérieure 16 à un réseau de distribution d’électricité, pour recharger la batterie de traction 12 quand le véhicule est à l’arrêt. La batterie de traction 12 présente une basse tension, qui peut être par exemple de 220 ou 300 Volts (V).
La batterie de traction 12 alimente aussi une machine électrique arrière de traction 18 reliée successivement par un réducteur 20 et un système de crabotage 22, à un différentiel arrière 24 répartissant le mouvement vers les roues arrière du véhicule 26.
Un alternateur, également désigné alterno-démarreur, 30 relié en permanence par une courroie 32 au moteur thermique 2, alimente un réseau de bord, dit circuit annexe, comportant une batterie du circuit annexe très basse tension 34. En complément la batterie du circuit annexe très basse tension 34, dite aussi première batterie par opposition à la seconde batterie de traction 12, peut être chargée par un convertisseur de tension continue DC/DC 36, recevant une énergie électrique de la seconde batterie de traction 12, ou d’une machine électrique avant 10 ou arrière 18 si le niveau d’énergie de cette seconde batterie de traction est insuffisant.
Lors des freinages du véhicule ou d’un relâchement d’une pédale d’accélérateur, les machines électriques 10, 18 travaillent en génératrice en délivrant un couple de freinage, pour recharger la batterie de traction 12 et récupérer une énergie.
Un moyen d’analyse et de commande, non représenté sur les figures annexées, contrôle le fonctionnement du moteur thermique 2 délivrant un couple moteur thermique Cmot et de l’autre source motrice 10, 18, ces sources motrices formant un groupe motopropulseur pour répondre aux demandes du conducteur, tout en optimisant les consommations d’énergie et les émissions de gaz polluants selon des stratégies classiques.
Dans cet exemple d’exécution, la batterie de traction 12 constitue le stockeur d’énergie selon l’invention tandis que l’ensemble formé par la machine électrique avant de traction 10 et la machine électrique arrière de
- 11 traction 18 constitue l’autre source motrice (hybride) qui délivre un couple hybride noté Chyb selon l’invention.
À partir d’un seuil de charge cible Scib du stockeur d’énergie 12 et de la charge courante de ce stockeur 12, dit niveau de charge SoC, on peut définir une puissance cible Pcib de recharge globale de ce stockeur 12 pour atteindre ou remonter au-dessus du seuil de charge cible Scib. A partir de cette puissance cible Pcib, on peut définir un couple cible élémentaire Ccib.
On note que l’état de charge cible du stockeur d’énergie 12 peut être présenté en pourcentage (%) par rapport à une charge maximum de charge de ce stockeur d’énergie 12. Bien entendu, on pourrait définir ces valeurs en utilisant une grandeur différente telle que par exemple les kilojoules (kJ), les Wattheures (Wh).
Selon l’invention, il y a deux seuils de charge cible Scib différents du stockeur d’énergie 12 :
- un seuil de charge cible prioritaire Spi-io : seuil de charge cible à respecter impérativement, et
- un seuil de charge cible délestable Sdéies : seuil de charge cible à respecter si possible, le seuil délestable Sdéies étant supérieur au seuil prioritaire Spi-io.
Ainsi, le moyen d’analyse et de commande compare le niveau de charge SoC du stockeur d’énergie 12 avec le seuil délestable Sdéies. Si le niveau de charge SoC est supérieur à ce seuil Sdéies, alors il n’y a pas de recharge nécessaire du stockeur d’énergie 12, mais le système l’autorise s’il y a un couple moteur thermique permettant de fournir de l’énergie au stockeur 12 (excès de couple moteur thermique au regard de la demande de puissance motrice instantanée de la part du conducteur). Si le niveau de charge SoC est inférieur au seuil délestable Sdéies, on compare le niveau de charge SoC au seuil prioritaire Sprio, deux cas sont envisagés.
Si le niveau de charge SoC du stockeur d’énergie 12 est inférieur au seuil prioritaire SPrio, le système impose la recharge du stockeur d’énergie 12 (l’autre source motrice 10, 18 fonctionne en mode génératrice) et il n’y a aucune assistance à la traction du véhicule possible par l’autre source motrice 10, 18..
- 12Si le niveau de charge SoC du stockeur d’énergie 12 est supérieur au seuil prioritaire Sprio, le système autorise la recharge du stockeur d’énergie 12, tout comme l’assistance/traction hybride par l’autre source motrice 10, 18, en fonction en particulier de la demande de puissance motrice instantanée de la part du conducteur.
Comme cela a été évoqué précédemment, le système ou le procédé selon l’invention définit les deux seuils de charge pour le stockeur d’énergie 12, le premier seuil prioritaire, noté Sprio, et le second seuil délestable, noté Sdéies. A chacun de ces seuils est associée une puissance cible, à savoir respectivement :
- une puissance cible prioritaire Pprio, qui est une puissance de charge ou de décharge du stockeur d’énergie 12, et qui dépend principalement de la différence de charge à l’instant t du stockeur d’énergie 12 par rapport au seuil de charge Sprio, mais qui peut dépendre d’autres paramètres tels que le mode de traction, etc... et est déterminée par exemple par une première cartographie.
- une puissance cible délestable Pdéies, qui est également une puissance de charge ou de décharge du stockeur d’énergie 12, et qui dépend principalement de la différence de charge à l’instant t du stockeur d’énergie 12 par rapport au seuil de charge Sdéies, mais qui peut dépendre d’autres paramètres tels que le mode de traction, etc... et est déterminée par exemple par une deuxième cartographie.
Par soucis de concision, dans tout le texte de ce document, la puissance cible délestable Pdéies et la puissance cible prioritaire Pprio seront nommées par leur référence, à savoir respectivement puissance Pdéies ou Pprio et puissance Pprio ou Pprio. On fera de même pour les seuils et les couples.
Ces puissances Pprio et Pdéies peuvent avantageusement dépendre (l’une ou l’autre, ou les deux) de la puissance de décharge nominale (ou crête) du stockeur d’énergie 12.
Il est avantageux que la puissance que peut fournir le stockeur d’énergie 12, grâce à son niveau de charge SoC, puisse être convertie en
- 13 couple de pilotage pour l’autre source motrice 10, 18, pour que le moyen d’analyse et de commande puisse piloter l’autre source motrice 10,18. Ainsi la puissance PPno donnera un couple de priorité Cprio, et la puissance Pdéies donnera un couple délestable Cdéies. Cette conversion n’est pas réalisée via une division de la puissance par un régime (Puissance = Couple x Régime) mais est réalisée par une autre méthode. Avantageusement, cette autre méthode consiste en une cartographie, ceci permettant d’ajuster au mieux les couples Cprio et Cdéies résultant ou dérivant, via ladite autre méthode, des puissances Pprio et Pdéies lorsque les vitesses correspondantes sont faibles, comme le régime en rotation des roues du véhicule. Le couple prioritaire Cprio est un couple cible à respecter impérativement, et le couple délestable Cdéies est un couple cible à respecter si possible.
Le choix de la vitesse correspondante ou du régime en rotation peut se porter sur le régime du moteur thermique 2 ou sur un régime d’arbre primaire d’entrée de boite de vitesse. Cette consigne de couple de recharge peut s’exprimer en référentiel de couple au niveau du vilebrequin ou sur tout autre arbre tournant sachant que le couple peut être ramené dans un référentiel et en tenant compte de la démultiplication de régime entre deux référentiels.
Selon l’invention, lorsque le moyen d’analyse et de commande détermine que le niveau de charge SoC du stockeur d’énergie 12 est inférieur ou égal au seuil Sprio du stockeur d’énergie 12, et que le seuil de charge en particules est atteint, le moyen d’analyse et de commande diminue le seuil de charge cible Sprio à un nouveau seuil de charge cible Snpno du stockeur d’énergie 12 de manière à permettre la régénération du filtre à particules 40.
Sur la figure 2, le moteur thermique 2 est accouplé (aux roues du véhicule) et est positionné dès sa mise en action, à t = 0 secondes, sur un point de charge fixe optimal pour le compromis consommation/dépollution via le(s) système(s) électrique(s), c’est-à-dire qu’il produit un couple constant Cmot jusqu’à t = 6 secondes dans cet exemple. Le couple du moteur thermique 2 produit, noté Cmot dans tout le texte de ce document, contribue alors soit à une partie de la traction du véhicule et dans ce cas, l’autre
- 14source motrice 10, 18 fournit le complément, soit à la recharge du stockeur d’énergie 12 si le couple Cmot produit est supérieur à la demande de puissance motrice instantanée de la part du conducteur notée IVC.
Jusqu’à t = 6 secondes, le couple Cmot est constant, à 100 Nm (Newton mètre) sur cet exemple, tandis que le couple de l’autre source motrice 10, 18, noté Ceiec en équivalent de Chyb puisqu’ici l’autre source motrice 10, 18 sont des moteurs électriques, augmente, depuis -100 Nm, jusqu’à sa saturation à 200 Nm.
Le signe négatif de la valeur -100 Nm signifie que ce couple s’oppose à la demande de puissance motrice instantanée de la part du conducteur IVC. A l’inverse, le signe positif de la valeur 200 Nm signifie que ce couple abonde dans le sens de la demande de puissance motrice instantanée de la part du conducteur IVC.
Le terme saturation, dans tout le texte de ce document, signifie l’atteinte d’un système à sa capacité maximale. Le couple Ceiec arrivé à saturation à 200 Nm signifie donc qu’il ne peut dépasser cette valeur de 200 Nm.
A compter de t = 6 s, l’autre source motrice 10, 18 reste à saturation à 200 Nm et le couple Cmot augmente pour satisfaire ou répondre à la demande de puissance motrice instantanée de la part du conducteur IVC.
Sur la figure 3, les couples prioritaire Cprio et délestable Cdéies présentent les valeurs suivantes :
Cprio = -50 Nm (Newton Mètre) et Cdéies = -30 Nm et correspondent, selon la cartographie utilisée précédemment décrite, aux seuils SPno et Sdéles.
Dans ce cas, il y a une volonté impérative de recharger le stockeur d’énergie 12, car son niveau de charge SoC est inférieur au seuil SPno.
Le moyen d’analyse et de commande sélectionne alors la cible de couple de recharge égale au minimum des deux couples susvisés, soit donc Cprio pour -50 Nm.
Le moteur thermique 2 réalise la demande de puissance motrice instantanée de la part du conducteur IVC ainsi que la consigne de recharge cible Cprio. Le couple prioritaire Cprio étant plus grand que le couple
- 15 délestable Cdéies en valeur absolue, il n’y aura jamais le couple Cdéies à respecter. On assurera au minimum le couple Cpi-io de recharge du stockeur d’énergie 12.
Une coupure d’injection du moteur thermique 2 aura lieu lorsque la demande de puissance motrice instantanée de la part du conducteur sera égale aux pertes mécaniques du moteur thermique 2 plus le minimum des couples Cprio et Cdéies (soit -50 Nm), ici IVC = -60 Nm, les pertes mécaniques du moteur thermique 2 étant ici de -10 Nm.
La coupure d’injection consiste en un système qui coupe l’arrivée du carburant à la pompe à injection du moteur thermique 2 et provoque un couple Cmot négatif tout en introduisant de l’oxygène dans le filtre à particules par pompage de l’air.
Les pertes mécaniques du moteur thermique 2 sont les pertes par frottement des pièces mécanique en mouvement, y compris les accessoires qui y sont liés comme une pompe à eau ou de vide, et en plus les pertes par pompage de l’air : aspiration de l’air à travers une ligne d’admission d’air et refoulement de cet air à travers la ligne d’échappement.
Sur la figure 4, les couples prioritaire CPno et délestable Cdéies présentent les valeurs suivantes :
Cprïo = -10 Nm (Newton Mètre) et Cdéies = -30 Nm
Dans ce cas, il y a une volonté impérative de recharger le stockeur d’énergie 12, car son niveau de charge SoC est inférieur au seuil de charge SPrioLe moyen d’analyse et de commande sélectionne alors la cible de couple de recharge égale au minimum des deux couples susvisés, soit donc Cdéies pour -30 Nm.
Le moteur thermique 2 réalise la demande de puissance motrice instantanée de la part du conducteur IVC ainsi que la consigne de recharge cible Cdéies. Un peu avant t = 10 s, le moteur thermique 2 est saturé, le moyen d’analyse et de commande va délester la consigne en couple jusqu’à la consigne Cprio, entre t = 9,5 et t = 10 s. La machine électrique ne pourra pas faire de couple d’assistance à la traction du véhicule, et réalisera en permanence la consigne prioritaire Cprio.
- 16La coupure injection du moteur thermique 2 aura lieu lorsque la demande de puissance motrice instantanée de la part du conducteur IVC sera égale aux pertes du moteur thermique 2 plus le minimum des couples Cprïo et Cdéies (soit -30 Nm), ici IVC = -40 Nm, les pertes du moteur thermique 2 étant ici de -10 Nm.
La distribution du couple électrique Ceiec dépend du nombre de machine(s) électrique(s), de leur(s) emplacement(s) dans le véhicule, de leur(s) propre(s) rendement(s), de l’état ou des états de couplage de ces machines, mais aussi de plusieurs paramètres. Il est important de noter que le pilotage des organes électrique/électronique du véhicule (alimenté en énergie par le circuit annexe) sera réalisé pour respecter le plus souvent possible cette répartition.
La figure 5 illustre spécifiquement l’invention, à savoir le pilotage du groupe motopropulseur de façon à ce que le moteur thermique 2 permette la régénération du filtre à particules 40 qui est chargé en particules au moins au niveau d’un certain seuil de charge en particules, en phase de recharge prioritaire du stockeur d’énergie 12.
En cas de présence d’un besoin prioritaire de charge du stockeur d’énergie 12, à savoir que le niveau de charge de ce dernier SoC a atteint la limite inférieure définie par un seuil de charge de cible prioritaire Scit>, il est nécessaire d’apporter de l’énergie électrique au stockeur d’énergie 12 de la source hybride 10, 18.
Cet apport d’énergie étant prioritaire, le moyen d’analyse et de commande n’est pas en mesure d’apporter suffisamment d’oxygène au filtre à particules 40 dès lors que la demande de puissance motrice instantanée de la part du conducteur IVC est supérieure aux pertes du moteur thermique
2.
Une première étape consiste à ce que le moyen d’analyse et de commande réduise le niveau de seuil de charge cible Soit», par exemple le seuil de charge cible prioritaire Sprio précédemment décrit, en cas de besoin de régénération du filtre à particules 40, noté GPF sur la figure 5 pour un filtre à particules pour moteur à essence. On définit donc un nouveau seuil de charge cible prioritaire Sn-prio, inférieure à Sprio.
- 17Une seconde étape consiste en ce que le moyen d’analyse et de commande vérifie si, à la suite de cette première étape, le besoin de régénération du filtre à particules 40 disparait. Dans ce cas, le niveau de charge du stockeur SoC d’énergie 12 n’atteindra pas le nouveau seuil de charge cible Sn-prio défini comme le seuil rendant prioritaire la charge du stockeur d’énergie 12, quel que soit le besoin de régénération du filtre à particules 40.
Si l’abaissement du seuil de charge cible Scib au nouveau seuil de charge cible Sn-cib ne suffit pas, pendant un temps prédéterminé dans le moyen d’analyse et de commande, à régénérer le filtre à particules 40 avant que le niveau de charge du stockeur d’énergie 12 n’atteigne ce nouveau seuil de charge cible Sn-cib, autrement dit si le test de la seconde étape montre que le besoin de régénération du filtre à particules 40 persiste, alors le moyen d’analyse et de commande procède à une troisième étape consistant à l’abandon de la stratégie de régénération du filtre à particules 40 (non représentée).
Quoi qu’il en soit, lorsque le moyen d’analyse et de commande détermine que la charge du stockeur d’énergie 12 atteint le nouveau seuil de charge cible Sn-cib du stockeur d’énergie 12, le moyen d’analyse et de commande impose la mise en mode génératrice de l’autre source motrice 10, 18, quel que soit l’état de charge du filtre à particules 40, la stratégie de régénération du filtre à particules 40 étant abandonnée.
La régénération du filtre à particule 40, qui n’a pas été réalisé de façon complète ou simplement pas du tout, sera toutefois reprise dès que le niveau de charge du stockeur SoC d’énergie 12 atteint le nouveau seuil de charge cible Sn-cib et le dépasse (la charge du stockeur d’énergie 12 est à nouveau supérieure au nouveau seuil de charge cible Sn-cib).
En outre, selon l’invention, au moins un seuil de charge cible présente un hystérésis destiné à confirmer la détermination, par le moyen d’analyse et de commande, d’un niveau de charge (SoC) du stockeur d’énergie (12) égal au seuil de charge cible.
De préférence, cet hystérésis présente une majoration et minoration d’au plus 5% de la valeur respective des seuils de charge cible.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Système de pilotage d’un stockeur d’énergie de véhicule à motorisation hybride, comportant :
    - un moteur thermique (2) ;
    - au moins une autre source motrice (10, 18) comportant un stockeur d’énergie (12), ladite autre source motrice (10,18) présentant deux modes d’actionnement, un mode moteur dans lequel elle fournit de l’énergie de manière à délivrer un couple de traction ou d’assistance au moteur thermique (2) et un mode génératrice dans lequel elle stocke de l’énergie, via ledit stockeur, en vue notamment de fournir ledit couple de traction ou d’assistance ;
    le moteur thermique (2) et l’autre source motrice (10, 18) fournissant respectivement un couple moteur thermique (Cmot) et un couple hybride (Chyb) destinés à répondre à une demande de puissance motrice instantanée de la part du conducteur,
    - un filtre à particules (40) destiné au traitement des émissions polluantes provenant du moteur thermique (2), ledit filtre présentant une température de régénération (Trég) au-delà de laquelle une combustion desdites particules est possible, ainsi qu’un seuil de charge en particules au-delà duquel ladite régénération est souhaitable, le filtre à particules (40) étant chauffé lors de l’utilisation du moteur thermique (2) ; et
    - un moyen d’analyse et de commande apte à commander ledit moteur thermique (2) et ladite autre source motrice (10, 18), à déterminer un niveau de charge (SoC) du stockeur d’énergie (12) et un état de charge en particules du filtre à particules (40), caractérisé en ce qu’au moins un seuil de charge cible (Scib) du stockeur d’énergie (12) est prédéfini dans le moyen d’analyse et de commande pour commander, lorsqu’il est atteint, la mise en mode génératrice de l’autre source motrice (10, 18) et, lorsque le moyen d’analyse et de commande détermine que le niveau de charge du stockeur d’énergie (12) est inférieur ou égal au seuil de charge cible (Scib) du stockeur d’énergie
    - 19(12) et que le seuil de charge en particules est atteint, le moyen d’analyse et de commande diminue le seuil de charge cible (Scib) du stockeur d’énergie (12) à un nouveau seuil de charge cible (Sn-cib) du stockeur d’énergie (12) de manière à permettre la régénération du filtre à particules (40).
  2. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque le moyen d’analyse et de commande détermine que la charge du stockeur d’énergie (12) atteint le nouveau seuil de charge cible (Sn-cib) du stockeur d’énergie (12), le moyen d’analyse et de commande impose la mise en mode génératrice de l’autre source motrice (10, 18), quel que soit l’état de charge du filtre à particules (40).
  3. 3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyen d’analyse et de commande comprend deux seuils de charge cible (Scib) dont l’un est un seuil de charge cible prioritaire (Sprio) et l’autre un seuil de charge cible délestable (Sdéies), le seuil de charge cible prioritaire (Sprio) étant inférieur au seuil de charge cible délestable (Sdéies).
  4. 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen d’analyse et de commande impose la mise en mode génératrice de l’autre source motrice (10, 18) quelle que soit la demande de puissance motrice instantanée de la part du conducteur lorsque le niveau de charge du stockeur d’énergie (12) est égal ou inférieur au nouveau seuil de charge cible prioritaire (Sn-prio).
  5. 5. Système selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le moyen d’analyse et de commande impose, lorsque le niveau de charge du stockeur d’énergie (12) est égal ou inférieur au seuil de charge cible délestable (Sdéies) et est supérieur au seuil de charge cible prioritaire (Sprio) , la mise en mode génératrice de l’autre source motrice (10, 18), la demande de puissance motrice instantanée de la part du conducteur étant prioritaire de sorte que si, outre le couple moteur thermique (Cmot), le couple hybride (Chyb) est nécessaire pour répondre à la demande de puissance motrice instantanée de la part du conducteur, le moyen d’analyse et de commande bascule l’autre source motrice (10, 18) en mode moteur le temps de
    -20répondre à ladite demande de puissance motrice instantanée de la part du conducteur.
  6. 6. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend un circuit électrique annexe pour la gestion d’organes électrique/électronique de véhicule et en ce que le stockeur d’énergie (12) fournit une énergie au circuit électrique annexe par l’intermédiaire d’une batterie (34) du circuit électrique annexe.
  7. 7. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le seuil de charge cible (Scib) présente un hystérésis destiné à confirmer la détermination, par le moyen d’analyse et de commande, d’un niveau de charge (SoC) du stockeur d’énergie (12) égal seuil de charge cible (Scib).
  8. 8. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’autre source motrice (10, 18) comprend au moins un moteur électrique et le stockeur d’énergie (12) au moins une seconde batterie.
  9. 9. Véhicule automobile hybride, caractérisé en ce qu’il comporte au moins un système de pilotage selon l’une quelconque des revendications précédentes.
  10. 10. Procédé de pilotage d’un stockeur d’énergie de véhicule à motorisation hybride comprenant :
    - un moteur thermique (2) ;
    - au moins une autre source motrice (10, 18) comportant un stockeur d’énergie (12), ladite autre source motrice (10,18) présentant deux modes d’actionnement, un mode moteur dans lequel elle fournit de l’énergie de manière à délivrer un couple de traction ou d’assistance au moteur thermique (2) et un mode génératrice dans lequel elle stocke de l’énergie, via ledit stockeur, en vue notamment de fournir ledit couple de traction ou d’assistance ;
    le moteur thermique (2) et l’autre source motrice (10, 18) fournissant respectivement un couple moteur thermique (Cmot) et un couple hybride (Chyb) destinés à répondre à une demande de puissance motrice instantanée de la part du conducteur ;
    -21 - un filtre à particules (40) destiné au traitement des émissions polluantes provenant du moteur thermique (2), ledit filtre présentant une température de régénération (Trég) au-delà de laquelle une combustion desdites particules est possible, ainsi 5 qu’un seuil de charge en particules au-delà duquel ladite régénération est souhaitable, le filtre à particules (40) étant chauffé lors de l’utilisation du moteur thermique (2) caractérisé en ce que le procédé de pilotage prédéfinie au moins un seuil de charge cible (Scib) du stockeur d’énergie (12) pour commander, 10 lorsqu’il est atteint, la mise en mode génératrice de l’autre source motrice (10, 18) et, lorsque le niveau de charge du stockeur d’énergie (12) est inférieur ou égal au seuil de charge cible (Scib) du stockeur d’énergie (12) et que le seuil de charge en particules est atteint, le procédé de pilotage diminue le seuil de charge cible (Scib) du stockeur d’énergie (12) à un 15 nouveau seuil de charge cible (Sn-cib) du stockeur d’énergie (12) de manière à permettre la régénération du filtre à particules (40).
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