FR3106799A1 - Procede de deceleration d’un vehicule - Google Patents

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Olivier Balenghien
Nicolas Marchaudon
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Abstract

Un aspect de l’invention concerne un procédé (100) de décélération d’un véhicule au moyen d’un moteur électrique dudit véhicule, ledit procédé (100) comportant les étapes de : Détecter (102) une diminution d’une course d’enfoncement d’un accélérateur dudit véhicule, déterminer (105) une décélération constante dudit véhicule fonction d’un niveau de recharge maximal acceptable d’une batterie déterminé, de  la vitesse du véhicule et d’un poids du véhicule, appliquer (106), au moyen du moteur électrique, la décélération constante déterminée au véhicule. Figure 1

Description

PROCEDE DE DECELERATION D’UN VEHICULE
Un aspect de l’invention se rapporte à un procédé de décélération d’un véhicule au moyen d’un moteur électrique du véhicule, notamment automobile. Un autre aspect de l’invention porte sur un véhicule, notamment automobile, construit et agencé pour mettre en œuvre un tel procédé de décélération.
Il est connu de l’état de la technique des procédés de décélération d’un véhicule électrique au moyen d’un moteur électrique permettant la recharge de la batterie du véhicule. Dès lors que le conducteur retire son pied de la pédale d’accélérateur, le moteur électrique est utilisé pour transformer le couple généré par l’inertie du véhicule en énergie électrique. Le moteur électrique est ainsi utilisé pour freiner le véhicule et recharger la batterie. Il convient de noter que la charge de la batterie est limitée à sa capacité de stockage. Plus particulièrement, lorsque celle-ci est chargée à 100%, elle se trouve dans l’impossibilité de stocker de l’énergie de sorte que lors d’une phase de décélération, lorsque la batterie est chargée à 100%, le moteur électrique ne lui transmet plus d’énergie. La décélération, également dénommée frein moteur, appliquée par le moteur électrique est alors stoppée. En passant d’un état avec frein moteurà un état sans frein moteur alors même que le véhicule n’est pas encore à l’arrêt, le comportement du véhicule est modifié et cette modification de comportement peut surprendre le conducteur et le mettre dans une situation dangereuse.
La demande de brevet FR-A1-2994027 décrit un exemple d’un procédé de décélération d’un véhicule. Plus particulièrement, la figure 3 de ce brevet représente une phase de décélération appliquée par le moteur électrique au véhicule au cours de laquelle la recharge de la batterie, et donc la décélération appliquée par le moteur électrique, varie en fonction du niveau de charge de la batterie. Plus particulièrement, au commencement d’une décélération, le moteur électrique applique une décélération importante et en fonction de l’évolution du niveau de charge de la batterie, le niveau de décélération appliqué par le moteur électrique est diminué. Un tel pilotage évolutif de la décélération provoque un changement de comportement du véhicule pouvant surprendre négativement le conducteur et engager la sécurité du conducteur, des passagers et éventuellement celle des piétons.
Le but de l’invention est de pallier les inconvénients de l’art antérieur en proposant un procédé de décélération d’un véhicule au moyen d’un moteur électrique permettant d’assurer, au cours d’une même phase de décélération, une décélération constante tout en protégeant la durabilité de la batterie.
A cette fin, l’invention se rapporte ainsi, dans son acceptation la plus large, à un procédé de décélération d’un véhicule au moyen d’un moteur électrique du véhicule, le procédé comportant et exécutant successivement chacune des étapes suivantes:
  • Détecter (102) une diminution d’une course d’enfoncement d’un accélérateur du véhicule, par exemple réalisée par le retrait du pied du conducteur de la pédale d’accélérateur,
  • déterminer une vitesse du véhicule,
  • déterminer un niveau de recharge maximal acceptable d’une batterie du véhicule,
  • déterminer une décélération constante du véhicule en fonction du niveau de recharge maximal acceptable de la batterie déterminé, de la vitesse du véhicule déterminée et d’un poids du véhicule,
  • appliquer, au moyen du moteur électrique, la décélération constante déterminée au véhicule.
Grâce à cet aspect de l’invention, le procédé détermine, lors d’une levée de pied de l’accélérateur se traduisant par une diminution de la course d’enfoncement de l’accélérateur, la décélération constante acceptable en fonction du niveau de charge de la batterie. Cette détermination permet d’appliquer, lors d’une même phase de décélération, une décélération constante au véhicule tout en assurant une durabilité élevée à la batterie. En assurant une décélération constante, le conducteur n’est pas surpris par des changements de comportement intempestifs du véhicule.
Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, le procédé de décélération d’un véhicule selon un aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.
Selon un aspect de l’invention, si la décélération constante déterminée est supérieure à une décélération maximale prédéterminée, alors la décélération constante appliquée est limitée à la décélération maximale prédéterminée. Ce mode de mise en œuvre permet de limiter la décélération à une valeur seuil de manière à ne pas appliquer au moyen du moteur électrique une décélération trop importante susceptible de surprendre le conducteur ou le véhicule suiveur.
Selon un aspect de l’invention, le procédé comporte une étape préalable de sélectionner un niveau de décélération maximal prédéterminé parmi au moins un premier niveau de décélération maximal prédéterminé et un deuxième niveau de décélération maximal prédéterminé. Par exemple, le premier niveau de décélération maximal prédéterminé peut être de l’ordre de -0,6m/s² et le deuxième niveau de décélération maximal prédéterminé de l’ordre de -1,3m/s². Ainsi, le conducteur peut privilégier le confort de conduite en limitant la décélération ou la recharge batterie en autorisant une décélération importante.
Selon un aspect de l’invention, la décélération constante déterminée est en outre fonction d’un rendement mécanique d’une chaîne de traction du véhicule. Ce rendement mécanique permet d’affiner la détermination de la décélération constante du véhicule de manière à optimiser la recharge de la batterie.
De manière à optimiser encore cette détermination de décélération constante, selon un aspect de l’invention, la décélération constante déterminée est en outre fonction d’un rendement de conversion d’un couple mécanique en puissance électrique réalisée par le moteur électrique.
Selon un aspect de l’invention, l’étape d’appliquer la décélération constante déterminée est déclenchée dès lors que la course d’enfoncement de l’accélérateur est nulle.
Selon un aspect de l’invention, le procédé comporte une étape d’arrêt de la décélération constante appliquée, l’étape d’arrêt étant déclenchée lorsque:
  • la vitesse du véhicule est nulle,
  • le conducteur active le frein, ou
  • le conducteur active l’accélérateur.
Selon un aspect de l’invention, l’étape d’appliquerla décélération constante déterminée est déclenchée dès lors que la course d’enfoncement de l’accélérateur est inférieure à une valeur seuil prédéterminée de déclenchement de décélération, par exemple 5%.
Selon un aspect de l’invention, le procédé comporte une étape d’arrêt de la décélération constante appliquée, ladite étape d’arrêt étant déclenchée lorsque la course d’enfoncement de l’accélérateur est supérieure à une valeur seuil prédéterminée d’arrêt de décélération, par exemple 10%.
Un autre aspect de l’invention concerne un véhicule comportant un superviseur construit et agencé pour piloter, selon l’une au moins des mises en œuvre précitées, les étapes du procédé de décélération d’un véhicule conforme à l’invention.
L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent.
illustre de façon schématique un procédé de décélération d’un véhicule selon un mode de réalisation de l’invention.
illustre de façon schématique un exemple de table comportant différents niveaux de recharge maximal acceptable d’une batterie.
illustre de façon schématique un exemple de table comportant différentes forces de décélération acceptables.
illustre de façon schématique un exemple de table comportant des décélérations constantes déterminées.
illustre de façon schématique un autre exemple de mise en œuvre d’un procédé de décélération d’un véhicule au moyen d’un moteur électrique du véhicule.
illustre un exemple de table comportant des décélérations constantes déterminées dans laquelle les décélérations constantes déterminées sont plafonnées à une valeur de décélération maximale prédéterminée sélectionnée.
illustre un exemple de réalisation d’un véhicule conforme à l’invention.
La figure 1 illustre de façon schématique un exemple de mise en œuvre d’un procédé 100 de décélération d’un véhicule au moyen d’un moteur électrique du véhicule.
Le procédé 100 comporte une étape de détecter 102 une diminution d’une course d’enfoncement d’un accélérateur d’un véhicule. Cette étape de détecter 102 une diminution de la course d’enfoncement d’un accélérateur d’un véhicule peut par exemple être réalisée lorsque le conducteur retire son pied de l’accélérateur du véhicule.
Le procédé 100 comporte en outre une étape de déterminer 103 la vitesse du véhicule. Cette vitesse peut par exemple être déterminée au moment ou le conducteur retire son pied de l’accélérateur du véhicule, c'est-à-dire au moment ou la course d’enfoncement de l’accélérateur est nulle.
Le procédé 100 comporte également une étape de déterminer 104 un niveau de recharge maximal acceptable d’une batterie du véhicule. Cette étape 104 permet de prendre en considération le seuil de recharge de la batterie de manière à ne pas l’endommager. Par exemple, ce niveau de recharge maximal acceptable peut être déterminé à partir de la température de fonctionnement et de l’état de charge de la batterie, également connu sous la dénomination SoC.
La figure 2 illustre de façon schématique un exemple de table comportant différents niveaux de recharge maximal acceptable d’une batterie. Par exemple, pour une température batterie de 0°C et une charge de l’ordre de 60%, le niveau de recharge maximal acceptable est de 80KW.
Le procédé 100 comporte en outre une étape 105 de déterminer une décélération constante du véhicule fonction du niveau de recharge maximal acceptable de la batterie déterminé, de la vitesse du véhicule déterminée et d’un poids du véhicule.
Par exemple, la décélération constante peut être déterminée comme suit. En fonction de ce que la batterie est capable d’emmagasinée comme puissance, par exemple 80KW, et en fonction de la vitesse du véhicule au moment du levé de pied de l’accélérateur, il est possible d’en déduire la force de décélération acceptable Fdec.
Fdec= Pbatmax /Vveh, avec
  • Pbatmax:= niveau de recharge maximal acceptable de la batterie déterminé;
  • Vveh:= vitesse du véhicule déterminée au moment du levé de pied de l’accélérateur.
Pour déterminer la décélération constante Décelconstdu véhicule on divise la force de décélération acceptable Fdecpar le poids du véhicule Pveh.Autrement dit, Décelconst = Fdec/ Pveh.
Par exemple, le poids du véhicule Pvehpeut être choisi parmi les poids suivants:
  • Une demi-charge utile du véhicule,
  • Une masse totale remorquable autorisée du véhicule, plus connue sous l’acronyme MTRA,
  • Une masse totale admissible en charge du véhicule, plus connue sous l’acronyme MTAC.
Dans une mise en œuvre, la décélération constante du véhicule déterminée est en outre fonction d’un rendement mécanique µtransd’une chaîne de traction du véhicule.
Dans ce cas Fdec= Pbatmax/ Vveh/ µtrans.
Dans une mise en œuvre, la décélération constante du véhicule déterminée est en outre fonction d’un rendement de conversion µélecd’un couple mécanique en puissance électrique réalisée par le moteur électrique.
Dans ce cas Fdec= Pbatmax/ Vveh/ (µtrans *µélec).
Le procédé 100 comporte en outre une étape d’appliquer 106, au moyen du moteur électrique, la décélération constante déterminée au véhicule. Cette étape 106 permet de récupérer l’énergie mécanique du véhicule par le moteur électrique pour le transformer en énergie électrique et stocker cette énergie électrique dans la batterie. Aussi, cette étape 106 d’application d’une décélération constante au cours d’une même phase de décélération permet de ne pas faire subir des changements de comportement du véhicule et de ne pas surprendre le conducteur.
Dans un exemple purement illustratif de détermination d’une décélération constante du véhicule, les paramètres suivants sont pris en compte:
  • la table illustrée à la figure 2 représentant un niveau de recharge maximal Pbatmaxacceptable d’une batterie;
  • une vitesse véhicule Vvehdéterminée au moment où le conducteur relève son pied de la pédale d’accélérateur de l’ordre de 100Km/h;
  • un rendement mécanique de transmission µtransdépendant du type de véhicule égal à 0,96;
  • un poids véhicule Pvehde l’ordre de 3000Kg.
En appliquant la fonction,Fdec= Pbatmax/ Vveh/ µtrans, une table des forces de décélération acceptables, fonction de la température et du niveau de charge de la batterie, telle que celle illustrée à la figure 3, peut être déterminée. Puis, en appliquant la fonction, Décelconst = Fdec/ Pveh, une table des décélérations constantes déterminées, telle que celle illustrée à la figure 4, peut être déterminée. Ainsi, pour une température batterie de 0°C, un niveau de charge de 60%, une vitesse véhicule Vveh de l’ordre de 100 Km/h, un rendement mécanique de transmission µtransà 0,96 et un poids du véhicule Pvehde 3000Kg, on obtient une décélération constante Décelconstde l’odre de -1m/s2.
Par exemple, cette étape 106 d’appliquer une décélération constante déterminée peut être déclenchée dès lors que la course d’enfoncement de l’accélérateur est égale à zéro.
Le procédé 100 comporte ensuite une étape 107 d’arrêt de la décélération constante appliquée lorsque:
  • la vitesse du véhicule est nulle, autrement dit de 0Km/h,
  • le conducteur active le frein, autrement dit le conducteur appui sur la pédale de frein,
  • le conducteur accélère, autrement dit le conducteur appui sur la pédale d’accélérateur.
Dans une mise en œuvre différente, l’étape d’appliquer 106 la décélération constante déterminée est déclenchée dès lors que la course d’enfoncement de l’accélérateur est inférieure à une valeur seuil prédéterminée de déclenchement de décélération, par exemple 5%. Dans ce cas, l’étape d’arrêt 107 de la décélération constante appliquée est déclenchée lorsque la course d’enfoncement de l’accélérateur est supérieure à une valeur seuil prédéterminée d’arrêt de décélération, par exemple 10%.
La figure 5 illustre de façon schématique un autre exemple de mise en œuvre d’un procédé 100 de décélération d’un véhicule au moyen d’un moteur électrique du véhicule.
Le procédé 100 comporte une étape 101 de sélectionner un niveau de décélération maximal prédéterminé parmi au moins un premier niveau de décélération maximal prédéterminé et un deuxième niveau de décélération maximal prédéterminé.
Par exemple, le premier niveau de décélération maximal prédéterminé est de l’ordre de -0,6m/s2. Dans ce cas, la récupération des énergies est limitée. Par exemple, le deuxième niveau de décélération maximal prédéterminé est de l’ordre de -1,3m/s2. Dans ce cas, la récupération des énergies est privilégiée.
Pour ce faire, le conducteur sélectionne au moyen d’une molette située dans le véhicule, un niveau de décélération maximal souhaité, par exemple -0,6m/s2.
Le procédé 100 comporte ensuite:
  • L’étape de détecter 102 une diminution d’une course d’enfoncement d’un accélérateur du véhicule,
  • L’étape de déterminer 103 la vitesse du véhicule,
  • L’étape de déterminer 104 un niveau de recharge maximal acceptable d’une batterie du véhicule,
  • L’étape de déterminer 105 une décélération constante du véhicule fonction du niveau de recharge maximal acceptable de la batterie déterminé, de la vitesse du véhicule déterminée et d’un poids du véhicule,
  • L’étape 106 d’appliquer, au moyen du moteur électrique, la décélération constante déterminée au véhicule. Dans ce cas, si la décélération constante déterminée est supérieure à la décélération maximale prédéterminée sélectionnée, alors la décélération appliquée est limitée à ladite décélération maximale prédéterminée sélectionnée, à savoir -0,6m/s2dans notre exemple. Si la décélération constante déterminée est inférieure à la décélération maximale prédéterminée sélectionnée, alors la décélération appliquée est la décélération constante déterminée.
Dans l’exemple illustré, si on se réfère à la table des décélérations constantes déterminées illustrée à la figure 4, pour une décélération maximale prédéterminée sélectionnée de l’ordre de -0,6m/s2, il existe beaucoup de situations au cours desquelles, les décélérations constantes déterminées sont supérieures a -0,6m/s2.
Ainsi, dans ce mode de réalisation, les valeurs supérieures à la décélération maximale prédéterminée sélectionnée sont limitées à -0,6m/s2. Une telle table de décélérations constantes déterminées dans laquelle les décélérations constantes déterminées sont plafonnées à une décélération maximale prédéterminée sélectionnée est illustrée à la figure 6.
La figure 7 illustre de façon schématique un véhicule 1 selon un mode de réalisation de l’invention. Le véhicule 1 comporte un superviseur 2 (ou calculateur) d’un groupe motopropulseur construit et agencé pour piloter les étapes du procédé 100 de décélération d’un véhicule selon l’une au moins des réalisations précitées. Ainsi, dans une mise en œuvre de l’invention, dès lors que le conducteur relâche la pédale d’accélérateur, un calculateur de la batterie fournit le niveau de recharge maximal acceptable par la batterie au superviseur 2 du groupe motopropulseur, puis le superviseur2 du groupe motopropulseur réalise la détermination de la décélération constante du véhicule. C’est ensuite le superviseur2 du groupe motopropulseur, qui au terme de son calcul, indique à un calculateur du moteur électrique, le niveau de décélération constant à appliquer, autrement dit le niveau de couple à prélever sur la chaine de traction pour obtenir le niveau de décélération constant à appliquer.

Claims (10)

  1. Procédé (100) de décélération d’un véhicule au moyen d’un moteur électrique dudit véhicule, ledit procédé (100) comportant et exécutant successivement chacune des étapes suivantes:
    • Détecter (102) une diminution d’une course d’enfoncement d’un accélérateur dudit véhicule,
    • déterminer (103) une vitesse dudit véhicule,
    • déterminer (104) un niveau de recharge maximal acceptable d’une batterie dudit véhicule, ledit niveau de recharge maximal acceptable étant déterminé à partir de la température de fonctionnement et de l’état de charge de la batterie,
    • ledit procédé (100) de décélération d’un véhicule électrique étant caractérisé en ce qu’il comporte en outre les étapes de:
    • déterminer (105) une décélération constante dudit véhicule fonction dudit niveau de recharge maximal acceptable de ladite batterie déterminé, de ladite vitesse dudit véhicule déterminée et d’un poids dudit véhicule,
    • appliquer (106), au moyen dudit moteur électrique, ladite décélération constante déterminée audit véhicule.
  2. Procédé (100) de décélération d’un véhicule selon la revendication1 caractérisé en ce que si la décélération constante déterminée est supérieure à une décélération maximale prédéterminée, alors ladite décélération constante appliquée est limitée à ladite décélération maximale prédéterminée.
  3. Procédé (100) de décélération d’un véhicule selon la revendication2 précédente caractérisé en ce qu’il comporte une étape préalable de sélectionner (101) un niveau de décélération maximal prédéterminé parmi au moins un premier niveau de décélération maximal prédéterminé et un deuxième niveau de décélération maximal prédéterminé.
  4. Procédé (100) de décélération d’un véhicule selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la décélération constante déterminée est en outre fonction d’un rendement mécanique d’une chaîne de traction dudit véhicule.
  5. Procédé (100) de décélération d’un véhicule selon la revendication4 précédente caractérisé en ce que la décélération constante déterminée est en outre fonction d’un rendement de conversion d’un couple mécanique en puissance électrique réalisée par le moteur électrique.
  6. Procédé (100) de décélération d’un véhicule selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l’étape d’appliquer(106) la décélération constante déterminée est déclenchée dès lors que la course d’enfoncement de l’accélérateur est nulle.
  7. Procédé (100) de décélération d’un véhicule selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu’il comporte une étape d’arrêt (107) de la décélération constante appliquée, ladite étape d’arrêt (107) étant déclenchée lorsque:
    • la vitesse du véhicule est nulle,
    • le conducteur active le frein, ou
    • le conducteur active l’accélérateur.
  8. Procédé (100) de décélération d’un véhicule selon l’une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que l’étape d’appliquer(106) la décélération constante déterminée est déclenchée dès lors que la course d’enfoncement de l’accélérateur est inférieure à une valeur seuil prédéterminée de déclenchement de décélération.
  9. Procédé (100) de décélération d’un véhicule électrique selon la revendication 8 précédentes caractérisé en ce qu’il comporte une étape d’arrêt (107) de la décélération constante appliquée, ladite étape d’arrêt (107) étant déclenchée lorsque la course d’enfoncement de l’accélérateur est supérieure à une valeur seuil prédéterminée d’arrêt de décélération.
  10. Véhicule (1) caractérisé en ce qu’il comporte un superviseur (2) construit et agencé pour piloter les étapes du procédé (100) de décélération d’un véhicule selon l’une au moins des revendications précédentes.
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