Brevet FR3053300A1 — publié le 20180105

CONTRÔLE DE L'ÉTAT DE CHARGE D'UNE BATTERIE DE MACHINE MOTRICE ÉLECTRIQUE D'UNE CHAÎNE DE TRANSMISSION HYBRIDE PARALÈLLE DE VÉHICULE L'invention concerne les véhicules comprenant une chaîne de transmission dite « hybride parallèle ». On entend ici par « chaîne de transmission hybride parallèle » une chaîne de transmission comprenant, d'une part, un moteur thermique, propre à être couplé à une boîte de vitesses via un embrayage, en vue d'entraîner un train de transmission, et, d'autre part, au moins une machine motrice électrique alimentée en courant électrique par une batterie et propre à entraîner soit un autre train de transmission, soit le même train que le moteur thermique. On notera que l'invention concerne, non limitativement, non seulement les véhicules hybrides de type dit HEV (« Hybrid Electric Vehicle »), mais également les véhicules hybrides de type dit PHEV (« Plugin Hybrid Electric Vehicle »). Dans ce qui suit on appelle de façon elliptique « véhicule hybride parallèle » un véhicule à chaîne de transmission hybride parallèle, comme c'est le cas dans les acronymes HEV et PHEV précités. Par ailleurs, on entend ici par « machine motrice électrique » une machine (ou un moteur) électrique capable de fournir du couple à partir de l'énergie électrique qui est stockée dans au moins une batterie. Actuellement, la plupart des véhicules hybrides parallèles proposent à leurs conducteurs des modes de conduite, comme par exemple un mode de roulage tout électrique, un mode automatique dans lequel les compromis d'utilisation du moteur thermique et/ou de la (des) machine(s) motrice(s) électrique(s) sont déterminés automatiquement, un mode sport dans lequel la dynamique du véhicule est améliorée, et un mode 4X4 dans lequel la motricité est accrue. Lorsque le conducteur sélectionne le mode sport, il s'attend à avoir des performances élevées, c'est-à-dire une disponibilité d'une grande partie de la puissance maximale que la chaîne de transmission est supposée offrir. 3053300 2 Cependant, une telle disponibilité nécessite que la batterie soit suffisamment chargée. Or, l'état de charge (ou SOC) minimal de la batterie est fixé à un niveau qui est généralement assez bas, typiquement 15%, notamment pour privilégier le roulage électrique dans d'autres modes que le sport, et donc il 5 arrive fréquemment que l'état de charge en cours de la batterie soit trop faible pour que la chaîne de transmission puisse fournir au moins une grande partie de la puissance maximale. Il peut alors en résulter une certaine frustration des conducteurs ayant une conduite sportive. Par ailleurs, dans certains pays, l'homologation des véhicules se fait 1 o lorsque ces derniers sont placés dans le mode qui consomme le plus de carburant, c'est-à-dire le mode sport, ce qui s'avère pénalisant puisqu'il n'est pas configurable. L'invention a notamment pour but d'améliorer la situation, en particulier dans le mode sport. 15 Elle propose notamment à cet effet un procédé de contrôle destiné à être mis en oeuvre dans un véhicule ayant une chaîne de transmission hybride parallèle comprenant au moins une machine motrice électrique alimentée en courant électrique par une batterie. Ce procédé se caractérise par le fait qu'il comprend une étape dans 20 laquelle on détermine un type de conduite d'un conducteur du véhicule, puis on détermine un état de charge minimal de la batterie en fonction de ce type de conduite déterminé, cet état de charge minimal étant d'autant plus grand que le type de conduite est sportif, et, en présence du conducteur, on contrôle la chaîne de transmission de sorte que la batterie présente un état de charge 25 supérieur ou égal à cet état de charge minimal déterminé. Ainsi, on peut désormais adapter la puissance disponible en fonction de la sportivité de la conduite du conducteur du véhicule. Le procédé de contrôle selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et 30 notamment : - dans son étape on peut déterminer le type de conduite en fonction d'intensités d'accélérations longitudinales et/ou latérales requises par le 3053300 3 conducteur et/ou de changements de rapport et/ou de double appuis pédale de frein / pédale d'accélérateur et/ou de vitesse d'enfoncement de la pédale d'accélérateur ; le type de conduite peut être choisi parmi (au moins) un type pas sportif, un 5 type peu sportif, un type sportif, et un type très sportif, à chacun de ces types étant associé un état de charge minimal ; le plus petit des états de charge minimaux peut être compris entre 10% et 200/0 ; le plus grand des états de charge minimaux peut être compris entre 40% et 10 60%. L'invention propose également un dispositif de contrôle destiné à équiper un véhicule ayant une chaîne de transmission hybride parallèle comprenant au moins une machine motrice électrique alimentée en courant électrique par une batterie. 15 Ce dispositif se caractérise par le fait qu'il est agencé : - pour déterminer un type de conduite d'un conducteur du véhicule, puis - pour déterminer un état de charge minimal de la batterie en fonction de ce type de conduite déterminé, cet état de charge minimal étant d'autant plus grand que le type de conduite est sportif, et 20 - en présence du conducteur, pour contrôler la chaîne de transmission de sorte que la batterie présente un état de charge supérieur ou égal à cet état de charge minimal déterminé. Par exemple, ce dispositif de contrôle peut être agencé pour déterminer le type de conduite en fonction d'intensités d'accélérations 25 requises par le conducteur et/ou de changements de rapport effectués par le conducteur. Egalement par exemple, ce dispositif de contrôle peut être agencé pour choisir le type de conduite parmi (au moins) un type pas sportif, un type peu sportif, un type sportif, et un type très sportif, à chacun de ces types étant 30 associé un état de charge minimal. L'invention propose également un calculateur, d'une part, destiné à équiper un véhicule comprenant une chaîne de transmission hybride parallèle 3053300 4 comportant au moins une machine motrice électrique alimentée en courant électrique par une batterie, et, d'autre part, comprenant un dispositif de contrôle du type de celui présenté ci-avant. L'invention propose également un véhicule, éventuellement de type 5 automobile, et comprenant, d'une part, une chaîne de transmission hybride parallèle comportant au moins une machine motrice électrique alimentée en courant électrique par une batterie, et, d'autre part, un dispositif de contrôle du type de celui présenté ci-avant ou bien un calculateur du type de celui présenté ci-avant. 10 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 illustre schématiquement et fonctionnellement un véhicule comprenant une chaîne de transmission hybride parallèle et un calculateur 15 de supervision de la chaîne de transmission équipé d'un dispositif de contrôle selon l'invention, et la figure 2 illustre schématiquement au sein d'un diagramme des première (c1) et seconde (c2) courbes d'évolution, en fonction de l'état de charge de la batterie, des puissances permises par cette batterie en présence 20 respectivement de premier et second états de charge minimaux. L'invention a notamment pour but de proposer un procédé de contrôle, et un dispositif de contrôle DC associé, destinés à contrôler l'état de charge minimal d'une batterie B1 alimentant en courant électrique au moins une (première) machine motrice électrique MM1 appartenant à une chaîne de 25 transmission hybride parallèle d'un véhicule V. Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que le véhicule (hybride parallèle) V est de type automobile. Il s'agit par exemple d'une voiture. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de véhicule hybride parallèle. Elle concerne en effet tout type de véhicule hybride parallèle 30 terrestre ou maritime (ou fluvial). On a schématiquement représenté sur la figure 1 un véhicule V comprenant une chaîne de transmission hybride parallèle, un calculateur de supervision CA, et un dispositif de contrôle DC selon l'invention. 3053300 5 La chaîne de transmission (hybride parallèle) comprend un groupe motopropulseur (ou GMP) hybride dont le fonctionnement est supervisé (ou géré) par le calculateur de supervision CA, un embrayage EM, une boîte de vitesses BV, et un éventuel moyen de couplage/découplage MC. 5 Le GMP hybride comprend notamment un moteur thermique MT, au moins une (première) machine motrice électrique MM1, et au moins une batterie B1. On entend ici par « moteur thermique MT » un moteur consommant du carburant ou des produits chimiques. 10 Le moteur thermique MT comprend un vilebrequin (non représenté) qui est solidarisé fixement à un arbre moteur afin d'entraîner ce dernier en rotation. La boîte de vitesses BV comprend au moins un arbre d'entrée (ou primaire) destiné à recevoir le couple produit par le moteur thermique MT via 15 l'embrayage EM, et un arbre de sortie destiné à recevoir ce couple via l'arbre d'entrée afin de le communiquer à un arbre de transmission auquel il est couplé et qui est couplé indirectement aux roues (ici du train avant TV du véhicule V), de préférence via un différentiel avant DV. Par exemple, l'embrayage EM comprend un volant moteur solidarisé fixement à l'arbre 20 moteur et un disque d'embrayage solidarisé fixement à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses BV. On notera que cette boîte de vitesses BV peut être de n'importe quel type (manuel, automatique ou piloté). La première machine motrice électrique MM1 est destinée à produire 25 du couple, à partir de l'énergie électrique qui est stockée dans la première batterie B1, pour déplacer le véhicule V, soit seule, soit en complément d'au moins le moteur thermique MT. Elle est donc couplée à la première batterie B1, éventuellement via un onduleur (non représenté). Par exemple, elle est de type basse tension (par exemple environ 220 V). 30 L'éventuel moyen de couplage/découplage MC peut être chargé de coupler/découpler la première machine motrice électrique MM1 à un/d'un arbre de transmission afin de communiquer le couple qu'elle produit. Cet arbre de transmission est chargé d'entraîner en rotation des roues d'un train. 3053300 6 Cet éventuel moyen de couplage/découplage MC est par exemple un mécanisme à crabots ou un embrayage ou encore un convertisseur de couple hydraulique. On notera que dans l'exemple de réalisation illustré non 5 limitativement sur la figure 1, le moyen de couplage/découplage MC est chargé de coupler/découpler la première machine motrice électrique MM1 à un/d'un arbre de transmission qui est différent de celui auquel est couplé le moteur thermique MT (via l'embrayage EM). Ce couplage/découplage se fait ici sur le train arrière TR du véhicule V, via un différentiel arrière DR, à titre 10 d'exemple illustratif. Mais dans une variante de réalisation non illustrée, le moyen de couplage/découplage MC pourrait être chargé de coupler/découpler la machine motrice MM à/de l'arbre de transmission auquel est couplé le moteur thermique MT (via l'embrayage EM), éventuellement en amont de la boîte de vitesses BV. 15 La chaine de transmission comprend également une machine électrique AD (démarreur ou alterno-démarreur) qui est couplée au moteur thermique MT, notamment pour le lancer lors d'un démarrage. Cette machine électrique AD est également couplée à une seconde batterie (de servitude) B2, par exemple de type très basse tension (par exemple 12 V, 24 V ou 48V), 20 comme illustré non limitativement sur la figure 2. Mais en variante cette machine électrique AD pourrait être couplée à la première batterie B1 (en l'absence de seconde batterie B2). Comme illustré non limitativement sur la figure 1, on peut également prévoir un convertisseur CV de type DC/DC entre les première B1 et seconde 25 B2 batteries, de manière à assurer l'alimentation du réseau de bord du véhicule V si la machine électrique AD fonctionne sous 220 V. Egalement comme illustré non limitativement sur la figure 1, le GMP peut également comprendre une seconde machine motrice électrique MM2 couplée à l'arbre primaire de la boîte de vitesses BV en aval de l'embrayage 30 EM. Cette seconde machine motrice électrique MM2 est destinée à produire du couple, à partir de l'énergie électrique qui est stockée dans la première batterie B1, pour déplacer le véhicule V, soit seule, soit en complément du 3053300 7 moteur thermique MT et/ou de la première machine motrice électrique MM1. Elle est donc couplée à la première batterie B1, éventuellement via un onduleur (non représenté). On notera que le GMP hybride parallèle peut éventuellement offrir 5 plusieurs (au moins deux) modes de fonctionnement. Ainsi, et à titre d'exemple purement illustratif, il peut, par exemple, offrir un mode de roulage tout électrique, un mode sport dans lequel la dynamique du véhicule est élevée, par exemple du fait de l'utilisation d'une cartographie de pédale d'accélérateur plus raide, un mode automatique dans lequel les compromis o d'utilisation du moteur thermique MT et/ou des machines motrices électriques MM1 et MM2 sont déterminés automatiquement, et un éventuel mode 4X4 dans lequel la motricité est accrue. Comme indiqué précédemment, l'invention propose de mettre en oeuvre dans le véhicule V un procédé destiné à contrôler l'état de charge 15 minimal ecmin de la première batterie B1. Un tel procédé peut être mis en oeuvre par un dispositif de contrôle DC. Dans l'exemple non limitatif illustré sur la figure 1, le dispositif de contrôle DC fait partie du calculateur de supervision CA. Cela résulte du fait que le calculateur de supervision CA gère la chaîne de transmission et donc, 20 notamment, le fonctionnement de la première machine motrice électrique MM1, de la première batterie B1, de la boîte de vitesse BV, et du moyen de couplage/découplage MC, ainsi que de l'éventuelle seconde machine motrice électrique MM2. Mais cela n'est pas obligatoire. Ce dispositif (de contrôle) DC pourrait en effet être un équipement couplé au calculateur de supervision CA, 25 directement ou indirectement. Il pourrait notamment faire partie d'un autre calculateur ou appareil. Par conséquent, le dispositif (de contrôle) DC peut être réalisé sous la forme de modules logiciels (ou informatiques ou encore « software »), ou bien d'une combinaison de circuits électroniques (ou « hardware ») et de modules logiciels. 30 Le procédé, selon l'invention, comprend une étape dans laquelle on (le dispositif DC) commence par déterminer un type de conduite du conducteur du véhicule V à l'instant considéré. On notera que lorsque c'est toujours le même conducteur qui conduit 3053300 8 le véhicule V, on peut envisager que son type de conduite soit mémorisé dans une mémoire dédiée, par exemple à la demande du conducteur, afin d'être systématiquement utilisé par le dispositif DC. Dans ce cas, le dispositif DC détermine le type de conduite dans cette mémoire dédiée. 5 Mais, lorsque le véhicule V est conduit par différents conducteur ou bien systématiquement par le même conducteur mais qu'il n'existe pas de possibilité de mémorisation de son type de conduite, le type de conduite du conducteur du véhicule V à l'instant considéré doit être systématiquement déterminé chaque fois qu'il s'installe sur le siège conducteur. Dans ce cas, 10 dans l'étape du procédé on (le dispositif DC) peut par exemple déterminer le type de conduite en fonction d'intensités d'accélérations longitudinales et/ou latérales requises par le conducteur et/ou de changements de rapport et/ou de double appuis pédale de frein / pédale d'accélérateur et/ou de vitesse d'enfoncement de la pédale d'accélérateur. 15 Les intensités d'accélération longitudinales sont par exemple celles qui résultent des appuis successifs sur la pédale d'accélérateur du véhicule V pendant un intervalle de temps prédéfini. Ce dernier est, par exemple et non limitativement, compris entre une minute et dix minutes. Les intensités d'accélération latérales sont par exemple celles qui résultent des coups de 20 volant successifs pendant un intervalle de temps prédéfini. Ce dernier est, par exemple et non limitativement, compris entre une minute et dix minutes. Les changements de rapport sont par exemple ceux qui sont effectués successivement par le conducteur au moyen du levier de vitesse du véhicule V pendant un intervalle de temps prédéfini. Ce dernier est, par 25 exemple et non limitativement, compris entre une minute et dix minutes. La fréquence moyenne de ces changements de rapport peut notamment être prise en compte. Plus la vitesse d'enfoncement de la pédale d'accélérateur est importante, plus la conduite est sportive. 30 Par exemple, le type de conduite peut être choisi par le dispositif DC dans un groupe qui comprend au moins un type pas sportif, un type peu sportif (ou standard), un type sportif, et un type très sportif. Dans ce cas, chaque type de ce groupe peut, par exemple, correspondre à une intensité 3053300 9 moyenne d'accélération et une fréquence moyenne de changements de rapport ou un rapport utilisé préférentiellement. On notera que le nombre de types de conduite du groupe utilisé par le dispositif DC peut prendre n'importe quelle valeur supérieure ou égale à deux 5 (2). En variante, le type de conduite peut être défini par un pourcentage de sportivité compris entre 0% et 100%. Une fois le type de conduite déterminé, on (le dispositif DC) détermine un état de charge minimal ecmin de la première batterie B1 en o fonction de ce type de conduite déterminé. Cet état de charge minimal est d'autant plus grand que le type de conduite est sportif. En d'autres termes, plus la conduite du conducteur est estimée sportive, plus l'état de charge minimal déterminé est important. On notera que lorsque le type de conduite est choisi dans un groupe, 15 comme proposé précédemment, un état de charge minimal ecmin est associé spécifiquement à chacun des types de conduite de ce groupe. Par exemple, le plus petit des états de charge minimaux peut être compris entre 10% et 20%. Ainsi, il peut, par exemple, être choisi égal à 15%. Dans le cas du groupe précité, ce plus petit des états de charge minimaux est 2 0 associé au type pas sportif. Egalement par exemple, le plus grand des états de charge minimaux peut être compris entre 40% et 60%. Ainsi, il peut, par exemple, être choisi égal à 48%. Dans le cas du groupe précité, ce plus grand des états de charge minimaux est associé au type très sportif. 25 Une fois l'état de charge minimal ecmin déterminé, on (le dispositif DC) contrôle la chaîne de transmission, en présence du conducteur, de sorte que la première batterie B1 présente un état de charge ec supérieur ou égal à cet état de charge minimal ecmin déterminé. Pour ce faire, le dispositif DC demande au calculateur de supervision CA de faire fonctionner la chaîne de 3o transmission de manière à ce que cet état de charge minimal ecmin déterminé soit temporairement respecté. Dans les phases de roulage cela peut être obtenu en contrôlant la recharge de la première batterie B1 en faisant fonctionner la première machine motrice électrique MM1 et/ou la seconde 3053300 10 machine motrice électrique MM2 dans un mode de récupération d'énergie électrique. Cela nécessite que la première machine motrice électrique MM1 et l'éventuelle seconde machine motrice électrique MM2 aient un fonctionnement réversible leur permettant non seulement de produire du 5 couple à partir de l'énergie électrique de la première batterie B1, mais également de produire de l'énergie électrique à partir du couple produit, par exemple par récupération de l'énergie de freinage. On a schématiquement illustré sur la figure 2, au sein d'un diagramme, d'une part, une première courbe d'évolution c1, en fonction de 10 l'état de charge de la première batterie B1, de la puissance p131 permise par cette première batterie B1 en présence d'un premier état de charge minimal ecmini, et, d'autre part, une seconde courbe d'évolution c2, en fonction de l'état de charge de la première batterie B1, de la puissance pB1 permise par cette première batterie B1 en présence d'un second état de charge minimal 15 ecmin2. Dans cet exemple non limitatif, le premier état de charge minimal ecmini est égal à 15%, et le second état de charge minimal ecmin2 est égal à 48%. Grâce à l'invention, on peut désormais adapter la puissance disponible en fonction de la sportivité de la conduite du conducteur du véhicule. 20 REVENDICATIONS1. Procédé de contrôle pour un véhicule (V) à chaîne de transmission hybride parallèle comprenant au moins une machine motrice électrique (MM1) alimentée en courant électrique par une batterie (B1), caractérisé en ce qu'il comprend une étape dans laquelle on détermine un type de conduite d'un conducteur dudit véhicule (V), puis on détermine un état de charge minimal de ladite batterie (B1) en fonction dudit type de conduite déterminé, cet état de charge minimal étant d'autant plus grand que ledit type de conduite est sportif, et, en présence dudit conducteur, on contrôle ladite chaîne de transmission de sorte que ladite batterie (B1) présente un état de charge supérieur ou égal audit état de charge minimal déterminé. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans ladite étape on détermine ledit type de conduite en fonction d'intensités d'accélérations longitudinales et/ou latérales requises par le conducteur et/ou de changements de rapport et/ou de double appuis pédale de frein / pédale d'accélérateur dudit véhicule (V) et/ou de vitesse d'enfoncement de ladite pédale d'accélérateur. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit type est choisi dans un groupe comprenant un type pas sportif, un type peu sportif, un type sportif, et un type très sportif, à chacun de ces types étant associé un état de charge minimal. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le plus petit des états de charge minimaux est compris entre 10% et 20%. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le plus grand des états de charge minimaux est compris entre 40% et 60%. 6. Dispositif de contrôle (DC) pour un véhicule (V) à chaîne de transmission hybride parallèle comprenant au moins une machine motrice électrique (MM1) alimentée en courant électrique par une batterie (B1), caractérisé en ce qu'il est agencé pour déterminer un type de conduite d'un conducteur dudit véhicule (V), puis pour déterminer un état de charge minimal de ladite batterie (B1) en fonction dudit type de conduite déterminé, cet état 3053300 12 de charge minimal étant d'autant plus grand que ledit type de conduite est sportif, et, en présence dudit conducteur, pour contrôler ladite chaîne de transmission de sorte que ladite batterie (B1) présente un état de charge supérieur ou égal audit état de charge minimal déterminé. 5 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est agencé pour déterminer ledit type de conduite en fonction d'intensités d'accélérations requises par ledit conducteur et/ou de changements de rapport effectués par ledit conducteur. 8. Dispositif selon l'une des revendication 6 et 7, caractérisé en ce qu'il la est agencé pour choisir ledit type de conduite dans un groupe comprenant un type pas sportif, un type peu sportif, un type sportif, et un type très sportif, à chacun de ces types étant associé un état de charge minimal. 9. Calculateur (CA) pour un véhicule (V) comprenant une chaîne de transmission hybride parallèle comportant au moins une machine motrice 15 électrique (MM1) alimentée en courant électrique par une batterie (B1), caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de contrôle (DC) selon l'une des revendications 6 à 8. 10. Véhicule (V) comprenant une chaîne de transmission hybride parallèle comportant au moins une machine motrice électrique (MM1) 20 alimentée en courant électrique par une batterie (B1), caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif de contrôle (DC) selon l'une des revendications 6 à 8 ou un calculateur (CA) selon la revendication 9.