FR3092182A1

FR3092182A1 - Methode d’optimisation d’un dimensionnement energetique d’un alternateur d’un vehicule

Info

Publication number: FR3092182A1
Application number: FR1900643A
Authority: FR
Inventors: Fabio Juliano De Holanda Barros; Eloi Kestler; Sofian Karmi
Original assignee: PSA Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2019-01-25
Filing date: 2019-01-25
Publication date: 2020-07-31

Abstract

Méthode d’optimisation d’un dimensionnement énergétique d’un alternateur (1) d’un véhicule (2) en fonction : - d’une pluralité d’organes consommateurs (3) dudit véhicule (2), et - d’une pluralité de scénarios (S1-Sn), à chaque organe (3) sont associés : - au moins une valeur de consommation électrique (I1-I5), - au moins un ensemble de taux d’activation dudit organe, lesdits taux d’activation étant répertoriés en fonction d’une pluralité de climats et desdits scénarios, la valeur de consommations électrique constituant un vecteur de consommation (Vc) et ledit ensemble de taux d’activation constituant une matrice d’utilisation (Mu), la méthode comprenant: - une détermination, pour chaque organe consommateur, d’une matrice intermédiaire obtenue par un produit, terme à terme, dudit vecteur de consommation par chaque ligne de ladite matrice d’utilisation, et - une détermination d’une matrice de dimensionnement obtenue par une somme matriciel des matrices intermédiaires. Figure pour l'abrégé : Fig. 1

Description

METHODE D’OPTIMISATION D’UN DIMENSIONNEMENT ENERGETIQUE D’UN ALTERNATEUR D’UN VEHICULE

La présente invention concerne de manière générale la gestion énergétique d’un véhicule, en particulier d’un véhicule automobile.

Plus précisément, l’invention se rapporte au dimensionnement énergétique d’un alternateur pour un tel véhicule lors de sa configuration. L’alternateur constitue l’élément déterminant pour recharger une batterie d’accumulateurs, appelée plus simplement batterie, qui fait office de seule réserve énergétique d’un véhicule automobile. La configuration de ce dernier varie énormément en fonction de son type et notamment du groupe motopropulseur, des équipements électriques montés de série et des équipements électriques additionnelles qu’il est possible de choisir en option. Pour pouvoir assurer les prestations électriques attendues du véhicule, l’ensemble de ces équipements doit pouvoir fonctionner dans différents scénarios d’utilisation contraignants pour la batterie. Par exemple, lorsque le véhicule a son moteur arrêté, l’utilisateur doit par exemple pouvoir utiliser certains équipements électriques, tels que phares, radio, chauffage, etc.., durant une durée de 30 minutes avec pour seule ressource la batterie. Le calcul du besoin énergétique d’un véhicule ne se réduit pas à faire la somme des courants électriques nominaux présents dans le véhicule pour une certaine configuration qui définit son équipement. En effet, les besoins électriques dépendent de nombreux paramètres ainsi que d’un retour d’expérience qui, typiquement, va permettre de montrer que certains équipements électriques (par exemple un lève-vitre) ne seront pas ou nettement moins utilisés si d’autres équipements sont en fonction (par exemple chauffage ou climatisation). De plus certains équipements, tels qu’un moteur de climatiseur et un chauffage, ne seront pas utilisés de la même manière en fonction du climat, du pays, du moteur et d’autres options liés au véhicule. En considérant tous les facteurs et toutes les combinaisons possibles en termes de scénarios d’utilisation et d’équipements énergétiques, on se rend compte que la détermination du dimensionnement énergétique d’un alternateur devient un exercice très complexe.

Il est connu dans l’art antérieur, notamment du document FR301398B1 (brevet délivré), un procédé d’optimisation d’une architecture d’alimentation électrique hybride d’une charge, à savoir d’une alimentation comprenant plusieurs sources de stockage d’énergie, telle qu’une batterie associée à une pile à combustible par exemple. A partir d’une série de tests, un tel procédé définit un profil de mission et des sources de stockages qui sont chacune associées à un modèle de comportement. Le procédé détermine ensuite les couples de sources de stockage d’énergie qui sont aptes à générer le profil de mission et identifie le couple présentant une masse minimale.

Le document EP1796005B1 divulgue un procédé de configuration d’un dispositif à partir d’une pluralité de composants présentant chacun plusieurs alternatives possibles. Ce procédé inclut un processus itératif qui se termine lorsqu’une alternative est choisie pour chaque composant et que les alternatives choisies sont compatibles entre elles.

D’autres systèmes sont basés sur des tableurs gérants, par l’intermédiaires de plusieurs dizaines de feuilles ou d’onglets, des milliers de valeurs issues de normes et de règles à prendre en compte pour couvrir l’ensemble des possibilités offertes lors de la configuration d’un véhicule.

Les principaux inconvénients de ces solutions résident dans le fait qu’elles sont basées sur une multitude de données aux formats hétéroclites, que ce sont des solutions qui sont difficilement mises à jour et qu’il devient difficile de les faire évoluer par exemple pour pouvoir les adapter à de nouveaux scénarios d’utilisation ou de nouveaux équipements. Par conséquent, ces solutions sont difficilement exploitables, génèrent des résultats perfectibles dont la fiabilité est impactée et sont dans l’ensemble peu pérennes. Il existe donc un intérêt de trouver une solution plus adéquate qui permette, au moins en partie, de résoudre les inconvénients précités.

Dans ce but, la présente invention suggère une méthode d’optimisation d’un dimensionnement énergétique d’un alternateur d’un véhicule en fonction :

- d’une pluralité d’organes consommateurs issus d’une configuration dudit véhicule, et

- d’une pluralité de scénarios d’utilisation auxquels ledit véhicule peut être soumis,

à chaque organe consommateur sont associés :

- au moins une valeur de consommation électrique dudit organe consommateur,

- au moins un ensemble de taux d’activation dudit organe consommateur, lesdits taux d’activation étant répertoriés en fonction d’une pluralité de climats, auxquels ledit véhicule peut être exposé, et de ladite pluralité de scénarios d’utilisation,

ladite au moins une valeur de consommation électrique constituant un vecteur de consommation et ledit ensemble de taux d’activation constituant une matrice d’utilisation, la méthode comprenant les étapes suivantes :

- détermination, pour chaque organe consommateur, d’une matrice intermédiaire obtenue par un produit, terme à terme, dudit vecteur de consommation par chaque ligne de ladite matrice d’utilisation, et

- détermination d’une matrice de dimensionnement obtenue par une somme matriciel des matrices intermédiaires, ladite matrice de dimensionnement comprenant des coefficients donnant chacun une énergie minimale à fournir par un alternateur pour un véhicule ayant une configuration donnée, destiné à être exposé à un climat donné, avec un scénario d'utilisation donné.

Avantageusement, par l’intermédiaire du vecteur de consommation et de la matrice d’utilisation, les valeurs de consommations électriques ainsi que l’ensemble des taux d’activation associés à chaque organe consommateur constituent des calques de données qui sont cohérents entre eux et qui peuvent aisément être manipulés pour être sélectionnés, combinés, populés et mis à jour. Ces calques de données peuvent alors avantageusement servir d’éléments de base à la détermination du besoin énergétique d’un véhicule en fonction d’une certaine configuration de ce dernier. Les taux d’activation des organes consommateurs sont typiquement déterminés de manière empirique par des essais techniques en fonction d’une typologie de climats prédéterminés et d’une pluralité de scénarios d’utilisation qui relèvent essentiellement d’un retour d’expériences.

Avantageusement encore, la présente solution permet d’obtenir un dimensionnement énergétique adéquat des besoins électriques du véhicule. Ce dimensionnement adéquat prévient le surdimensionnement des alternateurs. Ainsi, en bénéficiant d’un alternateur optimisé aux justes besoins du véhicule, la solution de la présente invention contribue à réduire le poids fixe du véhicule au même titre que le recours à de nouveaux matériaux visant à alléger la structure du véhicule pour obtenir un gain sur le poids du véhicule. A l’échelle de la durée de vie d’un alternateur, cela permet d’économiser une part non négligeable de carburant et de contribuer à la préservation de l’environnement.

Selon un mode de réalisation, au moins une des matrices d’utilisation comprend un paramètre d’inhibition de cette matrice d’utilisation. Ce paramètre d’inhibition permet de définir si la matrice d’utilisation doit être ignorée dans le calcul de la matrice intermédiaire qui en découle. Le paramètre d’inhibition peut être dépendant d’une présence d’au moins un autre organe consommateur issu de la configuration du véhicule.

Selon un mode de réalisation, la matrice de dimensionnement est en outre corrigée d’un premier facteur correctif, représentatif d’un taux ou d’un temps de fonctionnement d’un moteur du véhicule sur un cycle de roulage prédéterminé, pour obtenir une matrice de dimensionnement corrigée en multipliant, terme à terme, ladite matrice de dimensionnement par ledit facteur correctif, ledit premier facteur correctif constituant un premier scalaire correctif ou une première matrice corrective.

Dans un mode de réalisation, la matrice de dimensionnement corrigée est en outre optimisée par un second facteur correctif, représentatif d’une consommation énergétique de redémarrage du moteur du véhicule sur ledit cycle de roulage prédéterminé, pour obtenir une matrice de dimensionnement optimisée en effectuant une somme matricielle du second facteur correctif avec la matrice de dimensionnement corrigée, ledit second facteur correctif constituant un second scalaire correctif ou une seconde matrice corrective.

Typiquement, les taux d’activation d’au moins un organe consommateur sont déterminés de manière empirique.

Dans un mode de réalisation, certaines des matrices d’utilisation associées aux organes consommateurs peuvent avoir des taux d’activation qui dépendent d’une architecture électrique de connexion des organes consommateurs à une batterie d’accumulateurs du véhicule.

L’invention porte également sur une méthode de fabrication d'un alternateur pour un véhicule destiné à être exposé à un climat donné avec un scénario d'utilisation donné et comprenant une pluralité d’organes consommateurs issus d’une configuration donnée, ledit alternateur étant agencé dans ledit véhicule pour fournir au moins une énergie optimisée par la méthode selon l’un quelconque de ses modes de réalisation.

L’invention concerne également une méthode mise en œuvre par ordinateur comprenant les étapes et caractéristiques selon l’un quelconque des modes de réalisation suggérés dans la présente description.

Dans un autre aspect, l’invention concerne également un dispositif de traitement de données comprenant un processeur adapté à la méthode mise en œuvre par ordinateur.

L’invention a aussi pour objet un programme d’ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre la méthode précitée mise en œuvre par ordinateur.

Enfin, l’objet de l’invention porte également sur un support lisible par ordinateur comprenant des instructions qui, lorsqu'elles sont exécutées par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre la méthode précitée mise en œuvre par ordinateur.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui va suivre et qui présente différents modes de réalisation de l’invention donnés à titre d’exemples nullement limitatifs et illustrés par les figures annexées dans lesquelles :

représente, sous une forme schématique, les principaux éléments intervenant dans la méthode de la présente invention ;

représente, sous une forme schématique, les principales étapes de la méthode de la présente invention ;

représente, sous forme d’organigramme, un mode de réalisation préféré de la méthode de la présente invention.

En référence à la figure 1, celle-ci représente les principaux éléments et facteurs intervenant dans la méthode d’optimisation du dimensionnement énergétique d’un alternateur 1 d’un véhicule 2. Ce dernier est de préférence un véhicule automobile, illustré dans la figure 1 par une vue de dessus. Ce véhicule comprend une pluralité d’organes consommateurs 3, tels qu’un moteur, des phares, une climatisation ou un lève-vitre. Bien entendu, une multitude d’autres organes consommateurs 3 sont à prendre en considération mais n’ont pas été énumérés ici vu qu’ils ne permettent pas une meilleure compréhension de l’invention. On remarquera que les organes consommateurs sont essentiellement des organes électriques. Cependant, certains organes consommateurs du groupe motopropulseur notamment, tel que le moteur ou la boîte à vitesses, peuvent ne pas être de type électrique mais sont néanmoins pris en compte dans le calcul global des besoins énergétiques du véhicule en raison de l’impact qu’ils peuvent avoir sur d’autres organes consommateurs.

L’ensemble des organes consommateurs qui équiperont un véhicule est connu lors de la configuration de ce véhicule. Illustrée par le numéro de référence 5 dans la figure 1, cette configuration vise typiquement à définir quel type de motorisation sera utilisé, quels sont les équipements ou organes montés de série et quels sont les options dont on peut bénéficier sur ce véhicule.

Une pluralité de scénarios d’utilisation auxquels le véhicule peut être soumis est à considérer. Dans la figure 1, ces scénarios d’utilisation sont identifiés par les signes référence S1 à Sn. Ces scénarios d’utilisation font essentiellement référence au système « Stop & Start » (STT), aussi connu sous l’appellation démarrage-arrêt automatique, qui est un dispositif d’arrêt et de redémarrage automatique du moteur du véhicule permettant d’économiser le carburant et par là-même de réduire les émissions polluantes lorsque le véhicule est temporairement à l’arrêt. D’autres types de scénarios d’utilisation pourraient être considérés. Cependant et comme à ce jour ce sont les scénarios d’utilisation de type STT qui présentent un impacte prépondérant, la présente description va se baser sur ce type de scénarios d’utilisation comme exemple non limitatif. Un premier scénario d’utilisation S1 pourrait être de ne pas avoir de système STT. Le second scénario d’utilisation S2 pourrait être d’avoir un système STT mais dans un état inactif. Un troisième scénario d’utilisation S3 pourrait être d’avoir un véhicule équipé d’un système STT qui de plus est dans un état actif. Un quatrième scénario d’utilisation pourrait être d’avoir un système STT mais dans un état inhibé. D’autres scénarios d’utilisation de type STT pourraient encore être pris en compte. Ces scénarios d’utilisation sont principalement issus de retour d’expériences sur des situations vécues. Le nombre et les genres de scénarios d’utilisation à considérer ne sont pas limitatifs et sont susceptibles d’évoluer.

A chaque organe consommateur sont associés d’une part au moins une valeur de consommation électrique, de l’organe consommateur en question, et d’autre part au moins un ensemble de taux d’activation de ce même organe consommateur. Sur la figure 1, ces valeurs sont illustrées dans deux tableaux de valeurs appelés également calques.

Dans l’exemple de la figure 1 ainsi que dans la suite de la présente description, plusieurs valeurs de consommations électriques ont été prises comme exemple. Ces valeurs de consommations sont des courants notés I1 à I5. Des valeurs autres que des courants pourraient être utilisées comme valeurs de consommations électriques. Ces valeurs de consommations électriques correspondent à une typologie de climats prédéterminés en ce sens qu’à chaque valeur de consommation (I1-I5) est associé un climat prédéfini. Par exemple, la valeur du courant I1 attribué au climat C1pourrait correspondre à la consommation de courant de l’organe consommateur 3 en question dans un climat C1 de type « très chaud ». Le courant I2 pourrait être la consommation de courant de ce même organe consommateur lorsque ce dernier se trouve dans un climat C2 de type « chaud ». Les autres climats C3, C4, C5 peuvent par exemple faire respectivement référence aux types « temps humide », « froid » et « grand froid ». Le nombre de types de climats n’est bien entendu pas limité à cinq mais le même nombre est appliqué à chaque organe consommateur 3 du véhicule pour assurer une cohérence des calques. Les valeurs de consommation électriques (I1-I5) associées à chaque organe consommateur 3 pour chaque type de climat font partie des données d’un référentiel et constituent des données sources qui qualifient tous les organes consommateurs qu’il est possible d’agencer dans un véhicule. Ce référentiel est typiquement stocké dans une base de données.

De plus, à chaque organe consommateur 3 est associé au moins un ensemble de taux d’activation Tx de cet organe. Ces taux d’activation représentent une proportion du courant de consommation de l’organe consommateur, sachant que le taux d’activation de chaque organe est susceptible de varier en fonction du type de climat (C1-C5). En effet, si le type de climat « très chaud » (C1) est associé à un organe consommateur (une climatisation par exemple), ce dernier ne consommera pas la même quantité de courant que s’il se trouve associé à un autre climat par exemple de type « froid » (C4). Ces taux d’activation Tx sont définit, typiquement de manière empirique, sur un cycle urbain moyen, lequel correspond au cycle le plus contraignant pour un véhicule automobile. Un tel cycle peut être équivalent à une durée de 1 heure par exemple. De préférence, au moins un organe consommateur 3 possède des taux d’activation Tx déterminés de manière empirique.

Les taux d’activation Tx sont des valeurs qui sont schématiquement représentées par le symbole % dans le second calque ou tableau de valeurs illustré à la figure 1. Ces taux d’activation sont répertoriés en fonction de la typologie de climats précitée (C1 à C5) et en fonction de la pluralité de scénarios d’utilisation (S1 à Sn). Ainsi, à chaque type de climat (par exemple C2) de chaque scénario d’utilisation (par exemple S3) correspond une valeur (notée %) de taux d’activation Tx de l’organe consommateur 3. Les données de ce second calque font également partie du référentiel de données et sont stockées dans la base de données précitée.

Comme illustré dans la figure 1, la pluralité de valeurs de consommations électriques I1 à I5 associé à chaque organe consommateur 3 constitue un vecteur de consommation Vc et l’ensemble des taux d’activation Tx associés à ce même organe consommateur constitue une matrice d’utilisation Mu. On notera que dans le cas particulier où une seule valeur de consommation électrique était associée à un organe consommateur, on serait en présence d’un vecteur à une dimension particulier que l’on pourrait considérer comme étant un scalaire. Cependant et comme déjà mentionné, on considèrera dans le présent exposé le cas où le vecteur de consommation Vc est formé d’une pluralité de valeurs de consommations électriques.

Dans l’exemple de la figure 1, le vecteur de consommation Vc peut être considéré comme une matrice ligne, à savoir une matrice ne comportant qu’une seule ligne et n colonnes. Dans un arrangement différent des données, on pourrait également envisager une matrice colonne, à savoir une matrice ne comportant qu’une colonne et n lignes. Le vecteur Vc correspond au premier tableau de valeurs ou calque précité alors que la matrice d’utilisation Mu correspond au second tableau de valeurs ou calque. On remarquera que l’arrangement particulier de ces données dans ces calques confère une cohérence entre eux. En particulier le nombre de types de climats (ici C1 à C5) est le même pour toutes les matrice d’utilité Mu. Ainsi, les matrices d’utilisation ont toutes des formats prédéfinis qui assurent une cohérence des données qu’elles contiennent, notamment lors de la détermination des matrices intermédiaires Mi. Avantageusement, la cohérence de ces calques confère des formats uniformisés de données qui autorisent la pratique de calculs arithmétiques et matriciels.

En référence à la figure 2 vont être décrites les principales étapes de la méthode de la présente invention. Sur cette figure, on y retrouve les calques de tous les organes consommateurs 3 issus de la configuration 5 du véhicule 2. On y retrouve notamment les vecteurs de consommation Vc et les matrices d’utilisation Mu associés à chaque organe de consommation du véhicule. Les organes consommateurs correspondant à une certaine configuration 5 du véhicule, ainsi que les vecteurs de consommation Vc et les matrices d’utilisation Mu peuvent avantageusement être issus ou obtenus à partir d’au moins une base de données centralisée. Par mesure de commodité et comme illustré sur la figure 1, les vecteurs de consommation Vc et les matrices d’utilisation Mu sont répartis en trois plages distinctes, notées P_GMP, P_optet P_ser, en fonction du groupe dont les organes consommateurs qui s’y rapportent font partie. Ainsi, ces plages regroupent respectivement les organes consommateurs du groupe motopropulseur (GMP), ceux qui sont montés en option (Opt) et ceux montés de série (Ser) sur le véhicule.

La première étape consiste à déterminer, pour chaque organe consommateur 3, une matrice intermédiaire Mi obtenue par le produit, terme à terme, du vecteur de consommation Vc par chaque ligne de la matrice d’utilisation Mu. A titre d’exemple, sur la plage P_GMPde la figure 1, quatre organes consommateurs 3 du groupe motopropulseur (GMP) sont chacun représentés par leur vecteur de consommation Vc et leur matrice d’utilisation Mu. Ainsi, le produit terme à terme de chaque couple vecteur de consommation Vc, matrice d’utilisation Mu, conduit à l’obtention d’une matrice intermédiaire Mi. Ces produits sont effectués de manière identique pour tous les organes répertoriés dans les autres plages, à savoir pour les organes consommateurs répertoriés comme organes en option, qui sont regroupés dans la plage P_opt, et pour les organes de série regroupés dans la plage P_ser. Dans le cas particulier où le vecteur de consommation est un vecteur à une dimension qui ne comprend donc qu’une valeur et peut être alors considéré comme un scalaire, la matrice intermédiaire Mi sera obtenue par le produit, terme à terme, du scalaire par la matrice d’utilisation Mu.

La seconde étape consiste à déterminer une matrice de dimensionnement Md obtenue par la somme matricielle de toutes les matrices intermédiaires Mi, c’est-à-dire des matrices intermédiaires de toutes les plages P_GMP, P_optet P_ser. Les valeurs de dimensionnement notées Σ, ou coefficients de la matrice, sont représentatives des quantités d’énergie nécessaires pour pouvoir satisfaire les prestations offertes par les organes consommateurs 3 du véhicule pour chaque type de climat C1 à C5 et dans chacun des scénarios d’utilisation S1 à Sn. Elles quantifient donc le besoin énergétique du véhicule, pour une configuration particulière 5, dans chaque scénario d’utilisation pour les différents climats définis. Ces valeurs ont de préférence comme unité l’ampère heure [Ah]. En effet, les taux d’activation Tx des matrices d’utilisation Mu sont des valeurs qui sont typiquement exprimées en pourcentage ou en durée (par exemple en minutes ou en heures). Vu que les taux d’activation sont déterminés sur un cycle urbain moyen et que ce dernier possède une durée bien définie, chaque taux d’activation est donc représentatif d’une proportion de la consommation dans un certain intervalle de temps. Si l’on considère par exemple que l’intervalle de temps associé au taux d’activation est d’une heure, en multipliant les taux d’activation par une valeur d’un courant en ampère, on obtiendra des valeurs en ampère-heure [Ah] dans les matrices intermédiaires Mi et, par conséquent, également dans la matrice de dimensionnement Md.

Dans un mode de réalisation préféré, il est à noter que plusieurs ensembles de taux d’activation peuvent être associés à certains organes consommateurs 3. En d’autres termes, un organe consommateur 3 n’est pas limité à se voir attribuer un seul calque ou une seule matrice d’utilisation Mu, mais plusieurs matrices d’utilisation Mu pourraient être attribuées à un même organe consommateur 3. En effet, il est également prévu de prendre en considération la manière dont est connecté l’organe consommateur au sein de l’architecture du circuit électrique du véhicule. Ainsi, certaines matrices d’utilisation font référence à des calques dénommés « type d’alimentation » qui possèdent des taux d’activation de l’organe en question en fonction de sa localisation et/ou de sa connexion au sein du circuit électrique du véhicule. Ce type de calque ou de matrice d’utilisation permet par exemple de tenir compte des situations où certains organes consommateurs sont directement connectés à la batterie 4. Dans ce cas, ces organes seront en permanence consommateurs d’énergie alors que cela ne serait pas le cas si ces mêmes organes consommateurs n’étaient pas directement connectés à la batterie. On remarque donc que la connexion de l’organe consommateur 3 dans l’architecture du circuit électrique du véhicule est un paramètre qui impacte également le bilan énergétique du véhicule. A cet effet, on mentionnera de façon générique que certaines des matrices d’utilisation Mu associées aux organes consommateurs 3 ont des taux d’activation qui dépendent d’une architecture électrique, en particulier d’une connexion des organes consommateurs à la batterie 4 d’accumulateurs.

Dans un mode de réalisation, il est également prévu qu’au moins une matrice d’utilisation Mu comprenne un paramètre d’inhibition 8 de cette matrice. Schématiquement représenté par un signe « interdiction » sur la matrice d’utilisation Mu de la figure 1, ce paramètre d’inhibition 8 permet de définir si la matrice d’utilisation en question doit être ignorée dans le calcul de la matrice intermédiaire Mi qui en découle. En d’autres termes, ce paramètre d’inhibition permet d’écarter la matrice d’utilisation Mu qui le porte, soit en évitant de calculer la matrice intermédiaire Mi devant normalement en découler, soit en modifiant tous les taux d’activation de cette matrice d’utilisation pour que cette dernière ne comporte que des valeurs nulles. Par ce paramètre d’inhibition 8, il devient par exemple avantageusement possible de tenir compte de l’interaction potentielle des organes consommateurs entre eux pour une certaine configuration du véhicule. En effet, il se peut que la présence ou l’activation d’un organe consommateur (par exemple une climatisation) force un autre organe consommateur (par exemple un siège chauffant) à devoir être écarté dans le calcul du bilan énergétique, typiquement par absence de compatibilité évidente ou pour des raisons antagonistes. Ainsi, le paramètre d’inhibition 8 annexé à une certaine matrice d’utilisation peut être dépendant d’une présence d’au moins un autre organe consommateur issu de la configuration 5 du véhicule.

Dans un mode de réalisation, la matrice d’utilisation Mu ou la matrice intermédiaire Mi peut être en outre corrigée d’un coefficient de correction ou de rendement, associé à l’organe consommateur 3. La correction s’opère en multipliant, terme à terme, la matrice d’utilisation Mu ou la matrice intermédiaire Mi par ce coefficient qui peut être typiquement un scalaire.

Dans un mode de réalisation préféré, la matrice de dimensionnement Md est en outre corrigée d’un premier facteur correctif F1, comme illustré dans la partie optionnelle de la figure 2 représentée en trait interrompu et illustrant une extension de la partie régulière entourée d’un trait continu. De préférence, ce premier facteur correctif F1 est représentatif d’un temps de fonctionnement du moteur du véhicule sur un cycle de roulage prédéterminé. Il pourrait aussi être représentatif du nombre de fois que le moteur du véhicule doit redémarrer sur un cycle urbain moyen. Sur la figure 2, ce premier facteur correct F1 est représenté sous la forme d’une matrice dénommée ici première matrice corrective. Cependant, il pourrait également faire l’objet d’une valeur unique pouvant être dénommé premier scalaire correctif. Le résultat de l’application de ce premier facteur correctif conduit à l’obtention d’une matrice de dimensionnement corrigée Md’. Ce résultat est obtenu par un produit, terme à terme, de la matrice de dimensionnement Md par le premier facteur correctif F1.

Dans un autre mode de réalisation préféré, la matrice de dimensionnement corrigée Md’ est en outre optimisée par un second facteur correctif F2. De préférence, ce second facteur correctif F2 est représentatif d’une consommation énergétique de redémarrage du moteur du véhicule sur le cycle de roulage mentionné précédemment. En effet, le fait de redémarrer le véhicule, typiquement selon le système « Stop & Start », induit un pic de consommation d’énergie qu’il est prévu de prendre en compte au moyen du second facteur correctif F2. Sur la figure 2, ce second facteur correct F2 est représenté sous la forme d’une matrice dénommée ici seconde matrice corrective. Cependant, il pourrait également faire l’objet d’une valeur unique pouvant être dénommé second scalaire correctif. Le résultat de l’application de ce second facteur correctif conduit à l’obtention d’une matrice de dimensionnement optimisée Md". Ce résultat est obtenu en effectuant une somme matricielle de la matrice de dimensionnement corrigée Md’ et du second facteur correctif F2. Dans le cas où le second facteur correctif est un scalaire, l’obtention de la matrice de dimensionnement optimisée Md" s’effectue par une addition terme à terme.

L’invention porte également sur une méthode de fabrication d'un alternateur 1 pour un véhicule 2 destiné à être exposé à un climat donné C1-C5 avec un scénario d'utilisation donné S1-Sn et comprenant une pluralité d’organes consommateurs 3 issus d’une configuration 5 donnée. Cet alternateur 1 étant agencé dans ledit véhicule 2 pour fournir au moins une énergie optimisée par la méthode selon l’un quelconque de ses modes de réalisation, y compris le mode de réalisation qui sera décrit comme exemple particulier à la figure 3.

Un autre objet de la présente invention porte sur une méthode mise en œuvre par ordinateur comprenant les étapes de la méthode présentée dans cette description selon l’un quelconque de ses modes de réalisation.

Un autre objet de l’invention porte sur un dispositif de traitement de données comprenant un processeur adapté à la méthode mise en œuvre par ordinateur.

L’invention porte également sur un programme d’ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre la méthode mise en œuvre par ordinateur.

Dans un dernier aspect, l’invention porte également sur un support lisible par ordinateur et comprenant des instructions qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre la méthode mise en œuvre par ordinateur.

La figure 3 représente, sous forme d’organigramme, un mode de réalisation particulier de la méthode de la présente invention. Cette figure illustre, plus en détail, des étapes spécifiques qui pourraient être mises en œuvre selon la méthode de l’invention. L’organigramme de cette figure se divise en quatre parties principales 10, 20, 30, 40 qui vont être brièvement présentées ci-après.

La première partie principale 10 correspond à une phase préparatoire débutant par l’étape 11 qui permet d’accéder à la méthode d’optimisation du dimensionnement énergétique de l’alternateur 1. La seconde étape 12 est relative à la création d’une liste des organes consommateurs 3 du véhicule selon une configuration 5 qui est propre à ce véhicule. Pour ce faire, cette étape fait appel à des données 13 stockées dans une ou plusieurs bases de données, de préférence centralisées, qui permet de fournir des consommations définies par les spécifications des organes consommateurs. L’étape 14 consiste à obtenir les taux d’activation Tx associés aux organes consommateurs 3 présent dans liste établie à l’étape 12. Cette étape permet de trouver les matrices d’utilisation Mu associées à chaque organe consommateur.

L’étape 15 consiste à sélectionner l’architecture électrique et/ou électronique qui correspond à la configuration du véhicule. Cette étape vise également à paramétrer les différentes alimentations pour chaque organe et à définir des options (série/standard, etc…). L’étape 16 est relative à la configuration du groupe motopropulseur (GMP). Cette étape vise à affecter à chaque groupe motopropulseur les organes consommateurs GMP correspondants à la configuration choisie du véhicule. L’étape 17 se rapporte à la création de la configuration du véhicule. Cette étape englobe la liste des organes consommateurs de type électrique/électronique, les différents groupes motopropulseurs et les organes consommateurs de type GMP associés, l’architecture électrique/électronique ainsi que les différentes options associées.

La seconde partie principale 20 correspond à une phase du processus qui concerne plus particulièrement la partie « habitacle » du véhicule, par opposition à la partie « groupe motopropulseur » qui se réfère à la troisième partie principale 30. Dans la partie dite « habitacle » vont être successivement traités tous les organes consommateurs de type électrique/électronique recensés dans la liste des organes établie selon la configuration du véhicule. La première étape 21 vise à déterminer si l’organe consommateur courant est associé à au moins un taux d’activation Tx. Dans la négative (voie indiquée par un 0 dans la figure 3), le processus passe à l’organe consommateur suivant de la liste et revient à l’étape 21, alors que dans l’affirmative (voie indiquée par un 1 dans la figure 3), il passe à l’étape 22. L’étape 22 vise à déterminer si l’ensemble des organes consommateurs de type GMP et options liés au taux d’activation sont également présents dans la configuration du véhicule. Dans la négative, le processus passe à l’organe consommateur suivant de la liste et revient à l’étape 21. Dans l’affirmative, le processus passe à l’étape 23 pour déterminer la matrice intermédiaire Mi courante résultant du produit, terme à terme, du vecteur de consommation Vc par chaque ligne de la matrice d’utilisation Mu, et additionner cette matrice intermédiaire courante à toutes les autres matrices intermédiaires Mi déjà calculées. L’étape 24 vise à déterminer s’il existe d’autres taux d’activation Tx associés à l’organe de consommation de type électrique/électronique. Dans l’affirmative, le processus remonte à l’étape 22, alors que dans la négative il passe à l’étape 25. Cette dernière étape traite de savoir si l’existe d’autres organes de consommation électrique/électronique à traiter dans la liste. Dans l’affirmative, le processus remonte à l’étape 21 et dans la négative il passe à la troisième partie principale 30.

La troisième partie principale 30 correspond à la partie « groupe motopropulseur » évoquée précédemment. La première étape de cette troisième phase vise à déterminer si l’organe consommateur de type GMP courant est associé à une consommation. Dans la négative, le processus passe directement à l’étape 37, alors que dans l’affirmative il passe à l’étape 32. L’étape 32 vise à déterminer si l’organe consommateur de type GMP est associé à des taux d’activation. Dans la négative le processus passe à l’étape 36, alors que dans l’affirmative il passe à l’étape 33. Cette étape 33 vise à déterminer si les contraintes GMP et/ou options définies sur le taux d’activation sont en accord avec la configuration du véhicule. Dans la négative, le processus passe à l’étape 35 et dans l’affirmative il passe à l’étape 34. Cette étape 34 vise à déterminer la matrice intermédiaire Mi courante de l’organe consommateur de type GMP en effectuant le produit, terme à terme, du vecteur de consommation Vc par chaque ligne de la matrice d’utilisation Mu, et en additionnant cette matrice intermédiaire Mi courante à toutes les autres matrices intermédiaires Mi déjà calculées.

L’étape 35 consiste à déterminer s’il existe d’autres taux d’activation associés à l’organe consommateur de type GMP courant. Dans l’affirmative, le processus remonte à l’étape 33, alors que dans la négative il passe à l’étape 36. L’étape 36 vise à déterminer s’il existe d’autres consommations pour l’organe GMP courant. Dans l’affirmative, le processus remonte à l’étape 32, alors que dans la négative il passe à l’étape 37. L’étape 37 vise à déterminer s’il existe d’autres organes consommateur de type GMP à traiter. Dans l’affirmative, le processus remonte à l’étape 31, alors que dans la négative il a déjà obtenu la matrice de dimensionnement Md lors de la dernière étape 34 et passe donc à la quatrième partie principal 40.

L’étape 41 consiste à déterminer la matrice de dimensionnement optimisée Md" recherchée en effectuant les opérations correspondantes (faisant intervenir les facteurs correctifs F1 et F2) qui on déjà été décrites et qui sont illustrées à la figure 2. L’étape 42 est une étape administrative visant présenter les résultats dans un fichier et l’étape 43 consiste à stocker ces résultats.

Avantageusement, la présente invention permet d’utiliser n’importe quel organe consommateur composant un véhicule, de calculer un bilan énergétique sur n’importe quel scénario d’utilisation majorant et de s’adapter à toute nouvelle technologie impactant des profils de mission. Cette invention permet également d’effectuer des calculs de bilan dans de nouvelles conditions d’utilisation hybrides et de prendre aisément en compte tout changement de norme ou de facteur d’utilisation. Avantageusement encore, l’invention permet d’obtenir une optimisation du poids du véhicule en dimensionnant l’alternateur 1 au plus près de la réalité. Cette optimisation peut se faire en un temps de traitement court ce qui permet de bénéficier d’un gain de temps significatif. De plus, l’invention apporte une solution efficace en termes de robustesse, fiabilité et de coût de production.

Bien que les objets de la présente invention aient été décrits en référence à des exemples spécifiques, diverses modifications et/ou améliorations évidentes pourraient être apportées aux modes de réalisation décrits sans s’écarter de l’esprit et de l’étendue de l’invention.

Claims

Méthode d’optimisation, mise en œuvre par ordinateur, d’un dimensionnement énergétique d’un alternateur (1) d’un véhicule (2) en fonction :
- d’une pluralité d’organes consommateurs (3) issus d’une configuration (5) dudit véhicule (2), et
- d’une pluralité de scénarios d’utilisation (S1-Sn) auxquels ledit véhicule (2) peut être soumis,
à chaque organe consommateur (3) sont associés :
- au moins une valeur de consommation électrique (I1-I5) dudit organe consommateur (3), et
- au moins un ensemble de taux d’activation (Tx) dudit organe consommateur (3), lesdits taux d’activation (Tx) étant répertoriés en fonction d’une pluralité de climats, auxquels ledit véhicule (2) peut être exposé, et de ladite pluralité de scénarios d’utilisation (S1-Sn),
ladite au moins une valeur de consommations électrique (I1-I5) constituant un vecteur de consommation (Vc) et ledit ensemble de taux d’activation (Tx) constituant une matrice d’utilisation (Mu), la méthode comprenant les étapes suivantes :
- détermination, pour chaque organe consommateur (3), d’une matrice intermédiaire (Mi) obtenue par un produit, terme à terme, dudit vecteur de consommation (Vc) par chaque ligne de ladite matrice d’utilisation (Mu), et
- détermination d’une matrice de dimensionnement (Md) obtenue par une somme matriciel des matrices intermédiaires (Mi), ladite matrice de dimensionnement (Md) comprenant des coefficients donnant chacun une énergie minimale à fournir par un alternateur (1) pour un véhicule (2) ayant une configuration (5) donnée, destiné à être exposé à un climat donné, avec un scénario d'utilisation (S1-Sn) donné.
Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce qu’au moins une desdites matrices d’utilisation (Mu) comprend un paramètre d’inhibition (8) de ladite matrice d’utilisation (Mu), ledit paramètre d’inhibition (8) définissant si ladite matrice d’utilisation (Mu) doit être ignorée dans le calcul de la matrice intermédiaire (Mi) qui en découle.
Méthode selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit paramètre d’inhibition (8) est dépendant d’une présence d’au moins un autre organe consommateur (3) issu de ladite configuration (5) du véhicule.
Méthode selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la matrice de dimensionnement (Md) est en outre corrigée d’un premier facteur correctif (F1), représentatif d’un taux ou d’un temps de fonctionnement d’un moteur du véhicule (2) sur un cycle de roulage prédéterminé, pour obtenir une matrice de dimensionnement corrigée (Md’) en multipliant, terme à terme, ladite matrice de dimensionnement (Md) par ledit premier facteur correctif (F1), ledit premier facteur correctif (F1) constituant un premier scalaire correctif ou une première matrice corrective.
Méthode selon la revendication 4, caractérisée en ce que la matrice de dimensionnement corrigée (Md’) est en outre optimisée par un second facteur correctif (F2), représentatif d’une consommation énergétique de redémarrage du moteur du véhicule (2) sur ledit cycle de roulage prédéterminé, pour obtenir une matrice de dimensionnement optimisée (Md") en effectuant une somme matricielle du second facteur correctif (F2) avec la matrice de dimensionnement corrigée (Md’), ledit second facteur correctif (F2) constituant un second scalaire correctif ou une seconde matrice corrective.
Méthode de fabrication d'un alternateur (1) pour un véhicule (2) destiné à être exposé à un climat donné avec un scénario d'utilisation donné et comprenant une pluralité d’organes consommateurs (3) issus d’une configuration (5) donnée, ledit alternateur étant agencé dans ledit véhicule (2) pour fournir au moins une énergie optimisée par la méthode selon l’une des revendications 1 à 5.
Dispositif de traitement de données comprenant un processeur adapté à la méthode selon l’une des revendications 1 à 5.
Programme d’ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre la méthode selon l’une des revendications 1 à 5.
Support lisible par ordinateur comprenant des instructions qui, lorsqu'elles sont exécutées par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre la méthode selon l’une des revendications 1 à 5.