Brevet FR2964611A1 — publié le 20120316

PROCÉDÉ ET DISPOSITIF POUR LA CHARGE DE LA BATTERIE D'UN VÉHICULE L'invention concerne un procédé et un dispositif pour la charge de la batterie d'un véhicule. Elle concerne plus particulièrement, mais pas exclusivement, les véhicules automobiles à propulsion hybride comprenant des moyens de propulsion combinant un moteur à combustion interne et un moteur électrique. À titre d'exemple, dans ce type de véhicule hybride, le moteur électrique est plus particulièrement utilisé lors du redémarrage après un arrêt complet ou lors de manoeuvres à basse vitesse. Le moteur à combustion interne, ou thermique, est préférentiellement utilisé en croisière. Le moteur électrique est alimenté par une batterie laquelle est rechargée notamment par le moteur thermique en prélevant une partie de la puissance motrice à cette fin. Une difficulté de mise en oeuvre réside dans la gestion de cette recharge, c'est-à-dire, la détermination de l'instant auquel il est souhaitable de dériver une partie de la puissance du moteur thermique, de telle sorte que la batterie soit suffisamment chargée au moment de l'arrêt complet du véhicule, pour permettre un redémarrage de celui-ci en mode purement électrique. Cette gestion de la recharge dépend d'un grand nombre de facteurs et est délicate à anticiper. La solution de l'art antérieur consiste à surdimensionner la capacité de la batterie de sorte que celle-ci dispose toujours d'une charge suffisante pour mouvoir le véhicule lors de son redémarrage. Cette solution a une influence défavorable sur le poids et sur le coût du véhicule. L'invention vise à résoudre ces inconvénient de l'art antérieur en proposant un dispositif et un procédé permettant d'anticiper l'instant de la recharge de la batterie d'un tel véhicule au cours d'un trajet. A cette fin, l'invention propose un procédé pour la charge d'une batterie d'un véhicule comportant un dispositif de géolocalisation lequel procédé comprend des étapes consistant à : - enregistrer dans des moyens de mémoire la localisation géographique d'au moins un point d'arrêt complet du véhicule ; - classer, à l'aide d'un calculateur, les enregistrements desdits points 30 d'arrêts en les regroupant selon un critère de regroupement ; - calculer pour chacun des groupes de localisation d'arrêts ainsi obtenus un critère dit de probabilité ; - déclencher la charge de la batterie lorsque le véhicule se trouve à une distance inférieure à une valeur déterminée de la localisation d'un groupe d'arrêts dont le critère de probabilité est supérieur à une valeur limite définie. Un arrêt complet correspond à l'interruption de toutes les sources de production d'énergie motrice du véhicule. Ainsi, ce procédé opère par apprentissage et utilise avantageusement le dispositif de géolocalisation du véhicule indépendamment de la programmation d'un trajet par l'utilisateur. Le procédé objet de l'invention est, par conséquent, particulièrement efficace dans le cadre de trajets récurrents, tels que des trajets domicile - travail dans le cas d'un véhicule automobile. L'invention peut être mise en oeuvre selon des modes réalisation avantageux exposés ci-après, lesquels peuvent être considérés individuellement 15 ou selon toute combinaison techniquement opérante. Avantageusement le procédé comprend en outre des étapes consistant à: - pour chaque arrêt enregistré, enregistrer également des points de localisation du véhicule précédant l'arrêt, dits, points de trajet ; 20 - calculer le critère de probabilité de chaque groupe d'arrêts en fonction du passage du véhicule par les points de trajet. Cette configuration permet d'affiner le calcul de probabilité d'arrêt et de rendre ledit calcul dynamique en fonction du trajet emprunté par le véhicule. Selon une première variante, le critère de probabilité est calculé à partir 25 du nombre d'occurrences des arrêts d'un groupe déterminé. Ce mode de calcul du critère de probabilité permet un apprentissage rapide. Selon une deuxième variante, le critère de probabilité est calculé en fonction de la fréquence temporelle d'occurrence d'un groupe d'arrêts. Ce mode de calcul du critère de probabilité permet d'affiner le calcul, par exemple, en 30 écartant progressivement un groupe d'arrêts correspondant à une destination temporairement récurrente. Les deux variantes peuvent être combinées. Avantageusement la valeur limite de distance est déterminée par le temps de parcours estimé entre la localisation du véhicule et la localisation d'un groupe d'arrêts. Ainsi le seuil de distance peut être mis à jour de manière dynamique au cours du trajet du véhicule. Selon un mode de réalisation préféré, l'invention est plus particulièrement adaptée à un véhicule automobile à propulsion hybride comprenant un moteur à combustion interne et un moteur électrique aptes à propulser le véhicule. Selon une variante préférée de ce mode de réalisation, les moyens de production d'énergie aptes à recharger la batterie sont constitués par le moteur à combustion interne et un générateur électrique. Le générateur électrique peut être constitué par le moteur électrique si celui-ci est réversible. Avantageusement, la valeur limite de distance est déterminée par la capacité à redémarrer le véhicule en mode purement électrique après son arrêt complet. Ainsi le procédé objet de la présente invention permet de disposer d'une réserve suffisante d'énergie dans la batterie du véhicule pour effectuer des redémarrages en mode « zéro émission » ou Z.E.V. L'invention sera maintenant plus précisément décrite dans le cadre de ses modes de réalisation préférés, nullement limitatifs, et des figures 1 à 5, dans lesquelles : - la figure 1 représente schématiquement en vue de dessus et 20 en coupe un véhicule comprenant un dispositif pour la mise en oeuvre d'un exemple de réalisation de l'invention ; - la figure 2 montre sous la forme d'un organigramme le principe général de mise en oeuvre du procédé objet de la présente invention ; 25 - la figure 3 illustre schématiquement la nature des informations recueillies au cours d'un trajet du véhicule pour constituer une base de données; - la figure 4 présente un logigramme du déroulement du procédé selon l'invention ; 30 - et la figure 5 est un exemple schématique illustrant l'application d'un exemple de réalisation du procédé objet de la présente invention sur le parcours d'un véhicule. Figure 1, selon un exemple de réalisation, un véhicule 100 équipé du dispositif objet de la présente invention comprend un moteur à combustion interne ou thermique 30 et une machine électrique 20, c'est-à-dire un dispositif apte à fonctionner alternativement comme un moteur ou comme un générateur électrique. Ces deux moyens de propulsion transmettent leur puissance à une chaîne de transmission 300 par l'intermédiaire d'un premier embrayage pilotable 31 pour le moteur thermique, et d'un second embrayage pilotable 21 pour la machine électrique. Lorsque le premier embrayage 31 est embrayé et le second embrayage 21 est débrayé, le véhicule 100 est propulsé par le moteur thermique 30. Lorsque le second embrayage 21 est embrayé et le premier embrayage 31 débrayé, le véhicule est propulsé par la machine électrique 20, laquelle est alimentée électriquement par une batterie 10. Lorsque les deux embrayages 21, 31 sont embrayés, le véhicule 100 est propulsé par le moteur thermique 30, une partie de la puissance de celui-ci étant prélevée pour recharger la batterie 10 connectée à la machine électrique 20, cette dernière fonctionnant alors en mode générateur. Les deux embrayages peuvent être pilotés par des moyens appropriés 42 lesquels sont commandés par un calculateur 40, qui gère la consommation énergétique à la fois électrique et en carburant du véhicule 100. Le calculateur 40 accède en lecture et en écriture à des moyens de mémoire 43 qui constituent une base de données. Il reçoit des informations du dispositif de géolocalisation 41 du véhicule. Ledit dispositif de géolocalisation peut faire partie intégrante du système de navigation du véhicule ou constituer un dispositif spécifique, lequel peut utiliser différentes techniques de localisation seules ou en combinaison, telles qu'une localisation par satellite et/ou une localisation par balises cellulaires. Le synoptique général de fonctionnement du dispositif selon un exemple de réalisation est représenté figure 2. Le véhicule 100 étant en fonctionnement, le calculateur 40 compare 401 en permanence sa position actualisée 600, issue des moyens de géolocalisation 41, avec la localisation de points d'arrêt 430 et la localisation des éventuels points de trajet 431 associés à ces points d'arrêts, les localisations des arrêts ainsi que leurs points de trajet associés étant enregistrés dans une base de données comprise dans les moyens de mémoire 43. Une distance 70 et une probabilité d'arrêt 412 sont déduits de cette comparaison. La localisation géographique du véhicule 600 est comparée à des localisations 430 enregistrées de points d'arrêts complets du véhicule et la distance 70 par rapport à ces localisations enregistrées est calculée. Si, par comparaison, au cours d'une étape 402, le calculateur 40 constate que le véhicule se trouve à une distance calculée 70 inférieure à une valeur définie d'une localisation d'arrêts enregistrés, le calculateur vérifie également que la probabilité d'arrêt dans cette localisation est supérieure à un critère déterminé et si les deux conditions sont réunies 403, ledit calculateur pilote les moyens 42 de commande des embrayages 21, 31 pour provoquer la charge de la batterie 10. Figure 3, selon un exemple de réalisation, la base de données comprise dans les moyens de mémoire 43 est établie par apprentissage. Le long d'un trajet 6' du véhicule, le calculateur 40 enregistre la localisation des points de trajet, 614...617, entre le point de départ 614 et le point d'arrêt complet 15 du véhicule. Avantageusement l'enregistrement des points d'arrêt est réalisé à des intervalles de temps, T, à T4, variables le long du trajet, plus serrés au début et plus espacés à mesure que la durée du trajet augmente. Pour chaque point de trajet, les coordonnées géographiques (xn, yn) telles que la longitude et la latitude dudit point sont enregistrées, ainsi que le temps de trajet le séparant du point d'acquisition précédent. Lorsque l'arrêt complet est détecté, l'ensemble des coordonnées des points précédents, de même que la durée du trajet et sa répartition sont enregistrés dans les moyens de mémoire 43 pour constituer une base de données. Ainsi, chaque point d'arrêt 15 est associé à la fois à sa localisation propre 430, à un itinéraire et à une discrétisation du temps de parcours sur le trajet correspondant. D'autres paramètres caractérisant le trajet peuvent être enregistrés, tels que la date et l'heure de chaque point de trajet, la durée de stationnement du véhicule au point d'arrêt etc. Ces informations peuvent alors être utilisées pour affiner les calculs déterminant l'instant du parcours où doit intervenir une remise en charge de la batterie. Figure 4, La mise en oeuvre du procédé objet de l'invention comprend une étape d'enregistrement 399 au cours de laquelle les données relatives aux coordonnées des points d'arrêt et des points de trajet sont enregistrées. Cette étape est suivie d'une étape de classement 400 au cours de laquelle les points d'arrêts sont regroupés selon un critère de regroupement. Ce critère de regroupement peut être purement géographique, par exemple en considérant les points situés à une distance des uns et des autres inférieures à une limite définie, par exemple 300 mètres. Le critère de regroupement peut être complexe et tenir compte de plusieurs paramètres, par exemple en définissant une distance limite fonction de la longueur du trajet moyen précédant l'arrêt, par exemple 10 % de la longueur de ce trajet, ou encore en augmentant la distance limite de regroupement par bandes successives en fonction de la densité d'arrêt comprise dans chaque bande. Par exemple, un premier cercle de trois cents mètres de rayon comprend les localisations de dix points d'arrêt, soit une densité de trente-cinq arrêts par km2. Un rayon de quatre cents mètres comprend 12 localisations d'arrêt soit une densité de vingt-quatre arrêts par km2 et ainsi de suite jusqu'à arriver à une valeur de densité limite définie, par exemple vingt arrêts par km2. Ce regroupement des points d'arrêts vise à tenir compte du fait que, pour une destination donnée, le point de parking du véhicule correspondant à l'arrêt complet peut différer de manière significative selon les conditions de stationnement, mais aussi de tenir compte du fait que le réseau géolocalisation n'est pas toujours accessible au point de stationnement. Dans ce cas, par exemple, la dernière localisation connue est utilisée comme coordonnées du point d'arrêt. À partir de la base de données d'arrêts classés, un critère de probabilité est défini dans une étape de calcul 440. Ce critère de probabilité peut comprendre une part statique, par exemple le ratio entre le nombre d'arrêts contenu dans le groupe de localisations et le nombre total d'arrêts, ainsi ce critère existe pour chaque groupe de localisation d'arrêts dès le départ du véhicule. Le critère de probabilité peut également comprendre une part réactualisée par exemple en tenant compte du passage du véhicule par des points de trajet associés à des points d'arrêts d'un groupe de localisation. Finalement il peut comprendre une part historique en prenant en compte une fréquence temporelle des arrêts dans un groupe. Par exemple, si le véhicule s'est arrêté dix fois au cours du dernier mois dans un premier groupe de localisation d'arrêts, sa fréquence d'arrêt est de 0,3 arrêt par jour. Si le véhicule s'est arrêté trente fois au cours de l'année précédente dans un deuxième groupe d'arrêts la fréquence d'arrêt associée à ce deuxième groupe est de 0,08 arrêt par jour. Par conséquent la probabilité que le véhicule s'arrête dans le premier groupe d'arrêt en considérant le paramètre fréquence temporelle est plus importante que pour le deuxième groupe. Le critère de probabilité est calculé en combinant les probabilités statiques, réactualisées, historiques et autres par des méthodes de statistique bayesienne connues. La comparaison 450 entre la position du véhicule 600 et la localisation des groupes d'arrêts définie une distance par rapport à chacun de ces groupes d'arrêts. Une double comparaison 402-403 est alors réalisée et si un groupe d'arrêt dont le critère de probabilité dépasse une valeur définie se trouve à une distance inférieure à une distance définie du véhicule, une étape de recharge 420 de la batterie est déclenchée. Dans le cas contraire la comparaison 450 est reprise jusqu'à ce que les conditions de recharge soient réunies. Figure 5, lors d'un trajet 6, le procédé objet de la présente invention gère la consommation énergétique du véhicule de sorte que la charge de la batterie soit suffisante en fin de parcours, pour permettre audit véhicule de redémarrer en mode Z.E.V. À cette fin, des moyens (non représentés) détectent la localisation 430 des arrêts complets 15 du véhicule 100. Cette localisation est obtenue, par exemple, au moyen d'un système de positionnement par satellite 410. Lors de chaque arrêt complet détecté, le calculateur 40 interroge le dispositif de géolocalisation 41 du véhicule et enregistre les coordonnées dudit arrêt dans les moyens de mémoire 43 tel que décrit précédemment. Dans cette base de données, le calculateur regroupe les arrêts en groupes géographiques et définit la position de chaque groupe 51, 52, 53 par son barycentre. Avantageusement, des points de trajets, 601 à 613, correspondant à des points de passage du véhicule avant son arrêt complet, sont également enregistrés et associés aux coordonnées du point d'arrêt. Ainsi, selon un exemple de réalisation, le calculateur 40 scrute à intervalles de temps définis la position du véhicule par le dispositif de géolocalisation 41, entre le départ dudit véhicule 100 et son arrêt complet, ceci que le conducteur ait ou non programmé un trajet sur le système de navigation du véhicule. Au cours du trajet 6, le calculateur 40 détecte, au moyen du dispositif de géolocalisation 41, le passage du véhicule par des points de passage 601, 602, 603, et le rapprochement de celui-ci de la localisation d'un groupement d'arrêts 53. Le calculateur détermine alors la probabilité que le véhicule s'arrête à l'intérieur de ce groupe de localisation. À cette fin, différents paramètres peuvent être pris en compte tels que : - le nombre d'occurrences des arrêts dans ce groupe, - la fréquence temporelle de ces arrêts, - l'écart temporel séparant l'instant courant du parcours du dernier 5 arrêt dans ce groupe, - la correspondance de l'itinéraire courant avec les itinéraires parcourus lors des arrêts enregistrés dans ce groupe. Plus le nombre d'occurrences est élevé, plus la fréquence de ces arrêts est élevée, plus l'écart temporel par rapport au dernier arrêt est faible, plus 10 l'itinéraire courant correspond à un grand nombre d'itinéraires associés à des points d'arrêt du groupe, et plus la probabilité d'arrêt est élevée. Par exemple, un premier groupement 53 comprend neuf arrêts, un deuxième groupement 52 en comprend sept et un troisième groupement 51 en comprend 2, pour un total de dix-huit arrêts enregistrés. Au départ du véhicule, la 15 probabilité d'arrêt dans le premier groupement 53 est de 0,5, dans le deuxième groupement de 0,39 et dans le troisième groupement de 0,11. Lorsque le véhicule franchit un point de trajet 601 lequel est enregistré, par exemple, pour les deux points d'arrêt du troisième groupement 51, pour deux points d'arrêt du deuxième groupement 52 et pour quatre points d'arrêt du premier groupement 53, la 20 probabilité d'arrêt pour chacun des trois groupes est modifiée. Ainsi en combinant les probabilités, la probabilité de s'arrêter dans le premier groupe 53 de localisations est de (0,44 x 0,5) soit 0,22. Elle est de (1 x 0,11) dans le troisième groupe 51 et de (0,29 x 0,39) soit 0,11 dans le deuxième groupe. Le calculateur détermine également une distance 73 autour du groupe de 25 localisations d'arrêts, dont le franchissement entraînera le déclenchement de la remise en charge de la batterie. Ladite distance peut être déterminée selon différents critères qui peuvent être définis a priori ou de manière dynamique. Ainsi, autour de chaque groupe d'arrêts, une distance minimale, 71, 72, peut être déterminée a priori, laquelle correspond, par exemple, à la distance parcourue par 30 le véhicule durant le temps minimum nécessaire pour recharger la batterie à la vitesse moyenne de parcours dans cette zone, laquelle vitesse peut être déduite du temps de parcours enregistré pour chaque trajet associé à chaque point d'arrêt du groupe. 8 Cette distance minimale 73, calculée a priori et qui correspond au prélèvement maximal acceptable de puissance sur le moteur thermique pour recharger la batterie, peut être corrigée de manière dynamique, par exemple, en prenant en considération la probabilité d'arrêt du véhicule. Ainsi, si la probabilité d'arrêt est importante, par exemple supérieure à 0,8, la distance peut être augmentée et définir une nouvelle limite 73', de sorte que la recharge de la batterie se réalise avec un prélèvement de puissance moins important. D'autres stratégies peuvent être envisagées sans sortir du cadre de l'invention. Lorsque le véhicule passe par un point de trajet 603 placé à une distance inférieure à la valeur calculée 73' du groupe d'arrêts 53, dont le critère de probabilité est supérieur à une valeur définie, par exemple 0,8, le calculateur 40, par l'intermédiaire des moyens de pilotage 42, embraye le second embrayage 21 afin que le moteur thermique 30 entraîne la machine électrique 20 configurée en mode générateur, laquelle recharge alors la batterie 10. Si le véhicule poursuit son trajet 61 vers le groupe d'arrêts 53, la charge de la batterie continue jusqu'à l'arrêt complet du véhicule ou jusqu'à ce que la batterie ait atteint son état de charge maximum. Si, par contre, le trajet 62 s'éloigne du groupe d'arrêts, la charge de la batterie est interrompue, en débrayant le second embrayage 21, lorsque le véhicule atteint un point de passage 604 distant du groupe de localisation d'arrêts 53, et que, soit la probabilité dans ledit groupe de localisation d'arrêts est inférieure à la valeur de probabilité définie, soit le point est éloigné du groupe de localisations d'arrêts d'une distance supérieure à la distance limite calculée 73', la charge de la batterie est alors interrompue. La description ci-avant illustre clairement que par ses différentes caractéristiques et leurs avantages, la présente invention atteint les objectifs visés. En particulier, par une meilleure gestion énergétique du véhicule utilisant les informations de géolocalisationde celui-ci, l'invention permet de déclencher la charge d'une batterie de manière optimale pour des trajets récurrents afin que le véhicule puisse redémarrer en mode Z.E.V. Ainsi, le véhicule peut être équipé d'une batterie de capacité réduite en termes de stockage énergétique ce qui influence favorablement le poids et le coût de ce véhicule. REVENDICATIONS1. Procédé pour la charge d'une batterie d'un véhicule (100) comportant un dispositif de géolocalisation (41) caractérisé en ce qu'il comprend des étapes consistant à : - enregistrer (399) dans des moyens de mémoire (43) la localisation géographique (600) d'au moins un point (15) d'arrêt complet du véhicule (100) ; - classer (400), à l'aide d'un calculateur (40), les enregistrements desdits points d'arrêts en les regroupant selon un critère de regroupement ; - calculer (440) pour chacun des groupes de localisation d'arrêts (51, 52, 53) ainsi obtenus un critère dit de probabilité ; - déclencher (420) la charge de la batterie (10) lorsque le véhicule se trouve à une distance inférieure à une valeur limite (70, 71, 72, 73, 73') déterminée de la localisation moyenne d'un groupe d'arrêts dont le critère de probabilité est supérieur à une valeur définie. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des étapes consistant à : - pour chaque arrêt enregistré, enregistrer également des points de localisation (601, 610, 612, 613, 602, 611) du véhicule précédant l'arrêt, dits, points de trajet ; - calculer le critère de probabilité de chaque groupe de localisation d'arrêts en fonction du passage du véhicule par les points de trajet. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le critère de probabilité est calculé à partir du nombre d'occurrences des arrêts d'un groupe de localisation (51, 52, 53) déterminé 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le critère de probabilité est calculé en fonction de la fréquence temporelle d'occurrence d'un groupe d'arrêts. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur limite de distance (71, 72, 73) est déterminée par le temps de parcours estimé entre la localisation du véhicule et la localisation d'un groupe d'arrêts (51, 52, 53). 6. Dispositif de charge d'une batterie d'un véhicule (100) comportant : - des moyens de production d'énergie (30) pilotables dont une partiede la puissance peut être dérivée pour charger une batterie (10) ; - un dispositif de géolocalisation (41) du véhicule ; - des moyens (44) aptes à détecter l'arrêt complet du véhicule ; - un calculateur (40) apte à lire les données du dispositif de géolocalisation (41) et des moyens de détection (44) d'un arrêt complet (15) ; - des moyens de mémoire (43) accessibles en lecture et en écriture ; caractérisé en ce que ledit calculateur (40) est adapté à : - enregistrer (399) dans les moyens de mémoire (43) la localisation géographique (600) des points d'arrêt complet (15) du véhicule ; - classer (440) les enregistrements desdits points en les regroupant selon un critère de regroupement - calculer pour chacun des groupes d'arrêts ainsi obtenus un critère dit de probabilité ; - déclencher la charge de la batterie (10) en dérivant une partie de la puissance des moyens de production d'énergie (30) lorsque le véhicule se trouve à une distance inférieure à une valeur limite déterminée de la localisation d'un groupe d'arrêts (51, 52, 53) dont le critère de probabilité est supérieur à une valeur définie. 7. Véhicule (100) caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif selon la revendication 6. 8. Véhicule selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il s'agit d'un véhicule automobile à propulsion hybride comprenant un moteur à combustion interne (30) et un moteur électrique (20) aptes à propulser le véhicule (100) et que les moyens de production d'énergie aptes à recharger la batterie (10) sont constitués par le moteur à combustion interne (30) et un générateur électrique (20). 9. Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre par un dispositif selon la revendication 6 dans un véhicule (100) selon la revendication 8 et que la valeur limite de distance est déterminée par la capacité à redémarrer le véhicule en mode purement électrique après son arrêt complet.