Brevet FR2988928A1 — publié le 20131004

PROCEDE DE GESTION DU NIVEAU DE CHARGE D'UNE BATTERIE La présente invention concerne de manière générale un procédé de gestion du niveau de charge d'une source de stockage d'énergie électrique pour véhicule automobile, comme par exemple une batterie 12V. Il est connu dans l'art antérieur, en particulier du document FR 2 942 602, un dispositif de gestion de l'état de charge de la batterie d'un véhicule comprenant une chaîne de traction hybride, des moyens de mesure de l'état de charge de la batterie et des moyens de commande de la chaîne de traction hybride selon une première loi de commande dite normale imposant une première valeur de consigne de l'état de charge. Le dispositif comprend des moyens d'acquisition de coordonnées géographiques de destinations finales pour lesquelles le véhicule est mis en mode parking, des moyens de calcul de la distance séparant le véhicule de la destination finale, des moyens agissant sur les moyens de commande de la chaîne de traction hybride lorsque cette distance devient inférieure à un éloignement déterminé, pour appliquer une seconde loi de commande dite spécifique imposent une décroissance de l'état de charge pour qu'il atteigne une valeur d'état de charge inférieure à une deuxième valeur de consigne, inférieure à la première valeur de consigne. Ce document concerne également le procédé de gestion de l'état de charge de la batterie. Un tel dispositif et procédé de gestion de l'état de charge de la batterie a pour but de diminuer l'état de charge de la batterie à chaque fois que la destination finale, i.e. une pompe de recharge électrique de la batterie, se trouve à proximité. Un tel procédé ne s'avère pas adapter aux batteries traditionnelles de véhicule destinées à alimenter le réseau de bord. En effet, la préconisation d'une réduction de l'état de charge avant l'arrivée à destination peut se révéler problématique, en cas d'arrêt prolongé du véhicule sur sa position de parking qui pourrait ne pas redémarrer ensuite. En outre, les données géographiques obtenues, à savoir la distance à parcourir avant destination s'avère bien souvent insuffisantes pour déterminer avec fiabilité le moment où le véhicule atteindra effectivement sa position de parking. Il est également connu dans l'art antérieur, notamment du document US 6 208 931, un système de gestion de l'énergie disponible à bord d'un véhicule. Il est décrit un procédé de gestion de l'état de charge d'une batterie en fonction des régimes moteurs prévisibles obtenus à partir d'informations fournies par un système de navigation. En fonction de ces informations issues du système de navigation, le système de gestion va déterminer des régimes moteurs prévisibles à court, moyen et long termes et estimer le niveau de charge de la batterie à la lumière des prévisions relatives au régime moteur. Ainsi, un état bas de la batterie sera considéré comme plus critique s'il intervient dans une situation d'embouteillages plutôt qu'une conduite sur autoroute. Tout d'abord, il n'est pas clairement décrit quelles sont les mesures prises pour remédier aux états de charge critiques estimés de la batterie. De plus, aucune indication n'est fournie en ce qui concerne la fin d'un parcours effectué par le véhicule, seuls sont pris en considération les régimes moteurs prévisibles en fonction du parcours à réaliser. Un but de la présente invention est de répondre aux inconvénients des documents de l'art antérieur mentionnés ci-dessus et en particulier, tout d'abord, de proposer un procédé de gestion du niveau de charge d'une batterie d'un véhicule permettant d'assurer le redémarrage du véhicule après une période de stationnement prolongée. Dans ce but, un premier aspect de l'invention concerne un procédé de gestion du niveau de charge d'une source de stockage d'énergie électrique d'un véhicule comprenant les étapes consistant à récupérer des données d'une distance à parcourir avant destination obtenues au moyen d'un système de navigation ; et à modifier une commande de charge de la source de stockage d'énergie électrique lorsque les données récupérées franchissent un seuil de déclenchement prédéterminé ; caractérisé en ce que le procédé comprend en outre des étapes consistant à récupérer des données d'une durée restante avant destination obtenues au moyen du système de navigation ; et à déterminer le seuil de déclenchement pour modifier la commande de charge en fonction des données de distance à parcourir et des données de durée restante avant destination ; et en ce que l'étape de modification de la commande de charge consiste à appliquer une tension de fin de mission pour recharger la source de stockage d'énergie électrique avant destination. De cette manière, le procédé permet de garantir une recharge minimale en fin de mission en fonction des informations de distance à parcourir et de durée restante récupérées. En effet, l'utilisation de ces deux critères assure l'application d'un seuil de déclenchement opportun de la recharge avant destination permettant de trouver un bon compromis entre une recharge insuffisante, car déclenchée trop tardivement, et une recharge trop importante, car déclenchée trop prématurément et entrainant une surconsommation inutile de carburant. Cette recharge opportune de la source de stockage avant destination permet d'améliorer le redémarrage du véhicule après une période d'arrêt. A l'inverse, l'utilisation d'un critère unique comme la distance à parcourir ne permettrait pas d'aboutir à une solution fiable quant au seuil de déclenchement de recharge avant destination dans la mesure où le temps pour rallier ladite destination dépend de nombreux autres critères que la distance à parcourir (embouteillages, types de route, conduite du conducteur, etc.). Selon un mode avantageux de mise en oeuvre du procédé, le seuil de déclenchement pour modifier la commande de charge et la tension de fin de mission sont déterminés de sorte à ce que la source de stockage d'énergie électrique soit rechargée avant destination au-delà d'un état de charge parking prédéterminé supérieur à un état de charge normal assurant le fonctionnement d'un réseau de bord du véhicule. De cette manière, l'état de charge lorsque le véhicule atteint sa destination est au moins égal à un état de charge dit « parking » garantissant le redémarrage du véhicule après une période d'arrêt prolongée. De préférence, l'état de charge parking de la source de stockage est défini de sorte à permettre le redémarrage du véhicule après un mois sans utilisation. Selon un autre mode avantageux de mise en oeuvre du procédé, l'étape de détermination du seuil de déclenchement pour modifier la commande de charge consiste en une combinaison entre un premier seuil dépendant de la distance à parcourir et un second seuil dépendant de la durée restante. La combinaison des deux critères permet d'affiner le seuil de déclenchement de la recharge de la source de stockage. En effet, le seuil de déclenchement par rapport à l'un des critères peut-être modifié par l'évolution de l'autre critère et inversement. Ainsi par exemple, la distance à parcourir peut passer sous le seuil prédéterminé tandis que la durée restante augmente en raison de la formation d'un embouteillage sur le trajet avant destination. Ou encore par exemple, la durée restante peut passer sous le seuil prédéterminé lorsque le véhicule doit alors emprunter un itinéraire bis en raison de travaux sur le trajet avant destination, de sorte qu'un nouvel itinéraire sera calculé et la distance à parcourir sera allongée, ainsi que peut-être la durée restante. Selon un autre mode de mise en oeuvre avantageux, le procédé comprend les étapes supplémentaires consistant à déterminer un profil de route sur la base des données de distance à parcourir et de durée restante récupérées ; et à adapter les premier et deuxième seuils en fonction du profil de route déterminé. Afin d'optimiser la définition du seuil combiné de déclenchement de la recharge de la source de stockage, il est prévu de déterminer un profil de route se basant sur les informations fournies par le système de navigation et ensuite de corriger si nécessaire les seuils respectifs liés à la distance à parcourir et la durée restante avant destination. Les profils de route sont choisis par exemple parmi les profils suivants : profil urbain, profil périurbain, profil autoroutier, etc. Selon un autre mode de mise en oeuvre avantageux, le procédé comprend les étapes supplémentaires consistant à récupérer des données de vitesse du véhicule ; et à adapter le profil de route en cas d'incohérence entre les données de vitesse par rapport aux données de distance à parcourir et de durée restante. L'utilisation de l'information de vitesse du véhicule permet de corroborer les informations de distance à parcourir et de 5 durée restante déjà reçues. En effet, la détection d'une vitesse en complète inadéquation avec les autres informations recueillies ou avec le profil de route déterminé pourra être alors corrigé ainsi que le seuil (combiné) de déclenchement de la recharge. De préférence, la vitesse du véhicule sera récupérée au moyen du système de navigation pourra augmenter la 10 cohérence entre les données récupérées. Toutefois, on pourrait utiliser les informations de vitesse calculées par le véhicule lui-même. Selon un autre mode de mise en oeuvre avantageux, les profils de route sont déterminés et adaptés sur la base d'une table de correspondance prenant en compte les données de distance à parcourir, de durée restante et 15 de vitesse du véhicule. L'utilisation d'une telle table de correspondance permet une gestion simple et rapide du seuil de déclenchement. Selon un autre mode de mise en oeuvre avantageux, le procédé comprend une étape consistant à appliquer une tension de mission réduite par rapport à la tension de fin de mission pour réduire la consommation 20 électrique d'un réseau de bord suivant le profil de route et lorsque le seuil de déclenchement pour modifier la commande de charge n'a pas encore été atteint. Une telle réduction de la tension de mission ou tension de recharge permet d'optimiser l'énergie nécessaire pour la recharge de la source de stockage et donc de réduire la consommation globale du véhicule. Cette 25 réduction n'est opérée que lorsque le profil de la route le permet, comme par exemple sur un profil autoroutier. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple nullement 30 limitatif et illustré par les dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente schématiquement un système de gestion pour un mode de mise en oeuvre préféré du procédé de gestion selon l'invention ; - la figure 2a est un diagramme illustrant une méthode de détermination du seuil de déclenchement en fonction des données 5 récupérées ; - la figure 2b est un diagramme illustrant un exemple de l'évolution de la commande de charge d'une source de stockage d'énergie électrique ; - la figure 3 représente un exemple de table de correspondance applicable dans le cadre d'un mode de mise en oeuvre du procédé de 10 gestion selon l'invention. La figure 1 représente schématiquement un système de gestion du niveau de charge d'une batterie pour véhicule automobile. Le système de gestion comprend un boîtier de servitude intelligent (BSI) 10 qui reçoit des données d'un système de navigation 20 appelé encore GPS conformément à 15 la terminologie anglaise « Global Positioning System ». Les données sont fournies par le système de navigation 20 lorsqu'il est programmé pour atteindre une destination. Les données récupérées par le BSI 10 sont au moins des données relatives à la distance à parcourir avant destination et des données relatives à la durée restante avant destination. De préférence, 20 le BSI récupère également des données de vitesse du véhicule fournies par le système de navigation. Ces données de vitesse peuvent néanmoins provenir d'une autre source, comme par exemple des systèmes de freinage type ABS/ESP ; toutefois dans ce cas il y a un risque de décalage temporel avec les autres informations (distance, durée) provenant du système de 25 navigation et en conséquence de perte de cohérence dans le traitement des signaux. Une autre variante consisterait à reconstituer les signaux de vitesse, mais là encore, l'utilisation de cartographie de reconstruction induit des pertes dans la précision et la cohérence. En fonction, des données récupérées, le BSI 10 détermine un seuil de 30 déclenchement, dénommé Scharge, pour modifier la valeur d'un signal de commande de charge, dénommé com_charge, commandant la recharge d'une source de stockage d'énergie électrique, comme par exemple une batterie 30. Le seuil de déclenchement est déterminé de sorte à pouvoir recharger la batterie par l'application à ses bornes d'une tension haute dite de fin de mission. Comme cela sera vu plus en détail ci-après le seuil de déclenchement (Scharge) est déterminé en fonction des données de distance et de durée fournies par le système de navigation et contrôlé avantageusement par les données de vitesse du véhicule. En retour, la batterie 30 peut renvoyer un signal sur son état de 10 charge, dénommé SOC_batt. En fonction de l'état de charge de la batterie, le BSI pourra adapter la tension de charge appliquée pour maintenir le niveau de charge dans la plage souhaitée. La figure 2a est un diagramme illustrant un exemple de détermination du seuil de déclenchement (Scharge) en fonction des données fournies par 15 le système de navigation. Le seuil de déclenchement (Scharge) est choisi de préférence comme un compromis entre la distance restante à parcourir ainsi que la durée restante avant que le véhicule ne rejoigne sa destination. Pour cela, le seuil de déclenchement (Scharge) consiste en une combinaison entre un premier seuil S1 (sur l'axe des ordonnées) dépendant de la distance 20 à parcourir et un second seuil S2 (sur l'axe des abscisses) dépendant de la durée restante. Ainsi par exemple, le premier seuil S1 pourra être choisi comme ne devant pas dépasser 15 kilomètres et le deuxième seuil S2 comme ne devant pas dépasser 12 minutes. Ces deux extrêmes définissent une aire 25 maximale de déclenchement (A_max_decl). Toutefois, le BSI déterminera de préférence le seuil de déclenchement comme un dégradé des deux seuils S1 et S2 pour garantir une recharge de la batterie uniquement lorsque cela est vraiment nécessaire par rapport aux informations combinées relatives à la destination. Ce compromis avantageux est représenté par l'aire hachurée 30 Adecl à l'intérieur de l'aire maximale de déclenchement A_max_decl. Ainsi par exemple, le seuil de déclenchement maximal de durée pourra être de 12 minutes si la distance à parcourir est inférieur au égal à 10 kilomètres et le seuil de déclenchement maximal de distance pourra être de 15 kilomètres si la durée restante avant destination est inférieure à 8 minutes. Avantageusement, la cohérence du seuil de déclenchement déterminé 5 par le BSI est contrôlée par les données de vitesse du véhicule. Ainsi une vitesse de véhicule instantanée récupérée proche, c'est-à-dire autour de la valeur à 20% près, ou supérieure à la vitesse moyenne calculée entre la distance à parcourir et la durée restante permettra de valider la cohérence des données récupérées et donc du seuil de déclenchement. Tandis qu'une 10 vitesse de véhicule nettement inférieure à la vitesse moyenne calculée avant destination, c'est-à-dire plus de 20% inférieure, permettra de détecter une incohérence entre les données récupérées et pourra être utilisée pour adapter en conséquence le seuil déclenchement. La figure 2b est un diagramme illustrant un exemple simple de 15 l'évolution de la commande de charge de la batterie. L'axe des abscisses représente le compromis entre les différentes données GPS récupérées et l'axe des ordonnées représente différents niveaux de commande appliqués sur la batterie. Ainsi, sur l'axe des abscisses, est représenté le seuil de 20 déclenchement Scharge en-deçà duquel la batterie sera rechargée. Ce seuil Scharge est la résultante des données de distance à parcourir, de durée restante et avantageusement des vitesses de véhicule fournies par le GPS. Sur l'axe des ordonnées, sont représentés des niveaux de charge à atteindre selon que le seuil de déclenchement Scharge est franchi ou non. 25 Tant que le seuil Scharge n'est pas franchi, i.e. lorsque l'on se situe en dehors de l'aire hachurée de déclenchement de la figure 2a, le BSI n'appliquera pas une tension haute de fin de mission sur les bornes de la batterie. Le signal de commande appliqué par le BSI est noté ici SOC_normal pour indiquer que la tension appliquée aux bornes de la 30 batterie sera choisie suffisante pour maintenir le niveau de charge de la batterie à un niveau normal, c'est-à-dire suffisant pour alimenter le réseau de bord du véhicule. Dès que le seuil Scharge est franchi, i.e. lorsque l'on se situe à l'intérieur de l'aire hachurée de déclenchement, le BSI appliquera une 5 tension haute de fin de mission aux bornes de la batterie pour la recharger avant un éventuel arrêt prolongé lorsque le véhicule aura atteint sa destination. Le signal de commande appliqué par le BSI est noté ici SOC_parking pour indiquer que la tension appliquée aux bornes de la batterie sera choisie suffisante haute pour assurer que le véhicule pourra 10 redémarrer même après un arrêt prolongé, comme par exemple un mois. Bien que cela n'est pas été représenté à la figure 2b, il est prévu selon une variante de prévoir un troisième signal de commande SOC_réduit pour indiquer l'application d'une tension réduite aux bornes de la batterie dans certaines conditions d'utilisation de roulage du véhicule ne nécessitant 15 qu'une alimentation limitée du réseau de bord, comme par exemple une conduite sur autoroute. La figure 3 représente un exemple de table de correspondance utilisable par le BSI pour déterminer simplement quel niveau de tension doit être appliqué aux bornes de la batterie. Dans ce but, le BSI déterminera le 20 profil de route sur la base des données de distance à parcourir et de durée restante fournies par le GPS. La cohérence du profil de route ainsi déduit pourra être contrôlée par rapport aux données de vitesse du véhicule récupérées. En cas d'incohérence relevée, le seuil de déclenchement pourra être adapté. 25 Ainsi, comme cela est visible sur le tableau de correspondance de la figure 3, le profil de route pourra par exemple être déterminé entre un profil urbain correspondant à une conduite en agglomération, un profil périurbain correspondant à une conduite hors agglomération, par sur route nationale, et un profil autoroutier. -10- Sur la première ligne de ce tableau, le profil détecté est un profil urbain et les informations récupérées sont cohérentes, le seuil de déclenchement prédéterminé étant franchi, le BSI appliquera une tension haute de fin de mission sur les bornes de la batterie pour la charger au niveau de charge SOC_parking prédéfini. Sur la deuxième ligne de ce tableau, le profil détecté est un profil périurbain et les informations récupérées sont cohérentes, le seuil de déclenchement prédéterminé n'étant pas franchi, le BSI appliquera suivant sa programmation une tension réduite ou normale de mission sur les bornes de la batterie pour la charger au niveau de charge SOC_réduit ou SOC_normal prédéfini. Sur la troisième ligne de ce tableau, le profil détecté est un profil périurbain et les informations récupérées sont cohérentes, le seuil de déclenchement prédéterminé étant franchi, le BSI appliquera une tension haute de fin de mission sur les bornes de la batterie pour la charger au niveau de charge SOC_parking prédéfini. Sur la quatrième ligne de ce tableau, le profil détecté est un profil autoroutier et les informations récupérées sont cohérentes, le seuil de déclenchement prédéterminé n'étant pas franchi, le BSI appliquera une tension réduite de mission sur les bornes de la batterie pour la charger au niveau de charge SOC_réduit prédéfini. Sur la cinquième ligne de ce tableau, le profil détecté est un profil autoroutier et les informations récupérées sont incohérentes (i.e. la vitesse instantanée du véhicule est nettement inférieure à la vitesse moyenne calculée pour arriver à destination), bien que le seuil de déclenchement prédéterminé n'est pas franchi, le BSI appliquera une tension normale sur les bornes de la batterie pour la charger au niveau de charge SOC_normal suffisant pour alimenter le réseau de bord. On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations 30 évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l'invention décrits dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention défini par les revendications annexées. REVENDICATIONS1. Procédé de gestion du niveau de charge d'une source de stockage d'énergie électrique (30) d'un véhicule comprenant les étapes consistant à : - récupérer des données d'une distance à parcourir avant destination obtenues au moyen d'un système de navigation (20) ; - modifier une commande de charge (com_charge) de la source de stockage d'énergie électrique lorsque les données récupérées franchissent un seuil de déclenchement (Scharge) prédéterminé ; caractérisé en ce que le procédé comprend en outre des étapes consistant à: - récupérer des données d'une durée restante avant destination obtenues au moyen du système de navigation ; - déterminer le seuil de déclenchement pour modifier la commande de charge en fonction des données de distance à parcourir et des données de durée restante avant destination ; et en ce que l'étape de modification de la commande de charge consiste à appliquer une tension de fin de mission pour recharger la source de stockage d'énergie électrique avant destination. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le seuil de déclenchement (Scharge) pour modifier la commande de charge et la tension de fin de mission sont déterminés de sorte à ce que la source de stockage d'énergie électrique (30) soit rechargée avant destination au-delà d'un état de charge parking (SOC_parking) prédéterminé supérieur à un état de charge normal (SOC_normal) assurant le fonctionnement d'un réseau de bord du véhicule.-13- 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'état de charge parking (SOC_parking) de la source de stockage (30) est défini de sorte à permettre le redémarrage du véhicule après un mois sans utilisation. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'étape de détermination du seuil de déclenchement (Scharge) pour modifier la commande de charge consiste en une combinaison entre un premier seuil (51) dépendant de la distance à parcourir et un second seuil (S2) dépendant de la durée restante. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il 10 comprend les étapes supplémentaires consistant à : - déterminer un profil de route sur la base des données de distance à parcourir et de durée restante récupérées ; - adapter les premier et deuxième seuils (51, S2) en fonction du profil de route déterminé. 15 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes supplémentaires consistant à - récupérer des données de vitesse du véhicule ; - adapter le profil de route en cas d'incohérence entre les données de vitesse par rapport aux données de distance à parcourir et de 20 durée restante. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les profils de route sont déterminés et adaptés sur la base d'une table de correspondance prenant en compte les données de distance à parcourir, de durée restante et de vitesse du véhicule. 25 8. Procédé selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend une étape consistant à appliquer une tension de mission réduite par rapport à la tension de fin de mission pour réduire la consommation électrique d'un réseau de bord en fonction du profil de route-14- et lorsque le seuil de déclenchement (Scharge) pour modifier la commande de charge n'a pas encore été franchi.