Brevet FR3064236A1 — publié le 20180928

« Procédé et dispositifs de calcul d'un indice d'efficacité énergétique instantanée de conduite d'un véhicule équipé d'un moteur » Domaine technique La présente invention se rapporte à un procédé de calcul d'un indice d'efficacité énergétique instantanée de conduite d'un véhicule équipé d'un moteur. Elle se rapporte aussi à un dispositif pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention et à un système comportant ledit dispositif selon l'invention. Elle se rapporte en outre à un produit-programme d'ordinateur configuré pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. Etat de la technique On connaît des indicateurs donnant des conseils de conduite isolés, tels que des indicateurs de changement de rapport de vitesse par exemple en déterminant la vitesse de la boîte de vitesse qui serait la plus appropriée et que le conducteur devrait sélectionner. Il existe un besoin d'information pour un conducteur de la qualité de sa conduite en temps réel. Un but de l'invention est de répondre à ce besoin. Exposé de l'invention On atteint au moins un but de l'invention avec, selon un premier aspect de 20 l'invention, un procédé de calcul d'un indice d'efficacité énergétique instantanée de conduite d'un véhicule équipé d'un moteur au cours d'un trajet, de préférence uniquement mis en oeuvre par des moyens techniques, comprenant une étape d'extraction de données d'analyses à partir d'enregistrements de données provenant dudit véhicule et dudit moteur, les 25 données provenant du véhicule et du moteur thermique étant enregistrées en fonction du temps, l'indice étant calculé en tant que fonction des données extraites, les données d'analyses comprenant au moins : un facteur instantané, noté fe, d'efficacité énergétique dudit moteur, et un facteur instantané, noté fa, de dynamique dudit véhicule, et 30 un facteur instantané, noté fv, de vitesse dudit véhicule. Les moyens de mises en oeuvre du procédé sont typiquement : - des capteurs pour mesurer des données physiques du véhicule, 3064236 -2 une unité d'enregistrement pour enregistrer des données provenant du véhicule et du moteur en fonction du temps, lesdites données provenant notamment des capteurs de mesures de données physiques du véhicule, 5 une unité d'extraction de données, par exemple réalisée sous forme d'unité de calcul, pour extraire les données d'analyses à partir des enregistrements de données enregistrées dans l'unité d'enregistrement, une unité de calcul, par exemple différente de l'unité d'extraction de 10 données, ou identique, pour calculer l'indice d'efficacité énergétique instantanée à partir des trois facteurs cités compris dans les données d'analyse. Le véhicule peut être un véhicule automobile ou un motocycle à deux roues, ou un véhicule utilitaire ou bien encore un poids lourd. 15 Le moteur peut être un moteur thermique ou un moteur électrique. Avantageusement, le moteur peut être un moteur thermique et le facteur instantané fe d'efficacité peut être déterminé à partir d'une consommation spécifique effective instantanée dudit moteur thermique. La consommation spécifique effective instantanée peut être déterminée à partir du régime et de la charge du moteur. La consommation spécifique effective peut être une donnée mesurée, ou elle peut être reconstruite à partir d'un modèle de Willans standard (différentié à minima pour les moteurs essences et les moteurs diesel). Le modèle de Willans prend également en entrée le régime et la charge du moteur, en paramètres des consommations spécifiques de Willans et des pressions moyennes de Willans. Selon un mode de réalisation, le moteur est alimenté par un combustible présentant un pouvoir calorifique inférieur, le facteur instantané fe d'efficacité étant déterminé comme proportionnel à l'inverse du produit de la consommation spécifique effective instantanée par ledit pouvoir calorifique inférieur, ce qui peut s'écrire : fe `x i csExper De préférence, le facteur instantané fe d'efficacité énergétique du véhicule peut être un nombre réel compris entre 0 et 1. 3064236 -3 En particulier, le facteur fe peut être déterminé par la formule : 3600x103 f. = CSExPCI Le facteur fe peut être déterminé à partir du régime moteur et de la charge du moteur. 5 Selon une charge du moteur donnée, le facteur instantané d'efficacité énergétique peut être le résultat de l'application d'une fonction continue à valeur dans l'intervalle [0..1], croissante (ou constante) sur un intervalle de régime [0, ropt] et décroissante (ou constante) ensuite, où ropt est régime optimal pour ladite charge. 10 Selon un régime du moteur donné, le facteur instantané d'efficacité énergétique peut être le résultat de l'application d'une fonction continue à valeur dans l'intervalle [0..1], croissante (ou constante) sur un intervalle de régime [Charginit , Chargeopt] et décroissante (ou constante) ensuite, où Charginit est une charge initiale, souvent située autour de 5%, pour ledit 15 régime et Chargeopt est la charge optimale pour ledit régime, et est souvent située autour de 90% de la charge maximale. Le tableau suivant peut être utilisé pour déterminer un facteur instantané d'efficacité énergétique à partir du régime moteur et de la charge du moteur. facteur régime (tr/min) d'efficacité énergétique instantané 0 100 150 200 250 300 350 400 450 500 0 0 0 0 0 0 0 0 0 charge (%) 5 0,02 0,12 0,18 0,20 0,16 0,12 0,10 0,06 0,02 0,00 50 0,09 0,54 0,81 0,90 0,72 0,54 0,45 0,27 0,09 0,00 90 0,10 0,60 0,90 1,00 0,80 0,60 0,50 0,30 0,10 0,00 10 0,08 ' 0,45 0,68 0,75 0,60 0,45 0,38 0,23 0,08 0,00 0 Le facteur instantané d'efficacité énergétique peut être déterminé comme 20 égal à 1 à charge nulle. Ainsi, un lever de pieds du conducteur est valorisé dans le calcul de l'indice d'efficacité énergétique. Bien entendu, pour une charge ou un régime non listés dans ce tableau, il est possible d'interpoler un facteur instantané d'efficacité énergétique à partir des autres valeurs de facteur instantané d'efficacité énergétique. 25 Lorsque le moteur est un moteur thermique, le facteur d'efficacité peut être calculé à partir de la consommation spécifique minimale CSEmin dudit 3064236 -4 moteur. Le facteur peut être calculé par la formule suivante : fe = CSEmin / CSE. Selon une possibilité, le facteur instantané de dynamique fa du véhicule est un nombre réel compris entre 0 et 1, déterminé à partir de l'accélération 5 longitudinale filtrée du véhicule. L'accélération longitudinale du véhicule peut être déterminée en dérivant la vitesse longitudinale du véhicule ou à partir d'une mesure d'un accéléromètre disposé sur, ou transporté par, ledit véhicule. L'accélération longitudinale filtrée peut être déterminée à partir par filtrage 10 de l'accélération longitudinale par un filtre passe-bas, de préférence du premier ordre. Le filtre passe-bas peut par exemple présenter une constante de temps de 0,5 seconde à 3 secondes. L'accélération longitudinale filtrée peut être comptée positivement en cas de freinage du véhicule et négativement en cas d'accélération du véhicule. 15 Le facteur instantané de dynamique peut être le résultat de l'application d'une fonction continue à valeur dans l'intervalle [0..1], croissante (ou constante) de l'accélération longitudinale filtrée comptée positivement en cas de freinage d'un véhicule. Le tableau suivant peut être utilisé pour déterminer un facteur instantané 20 de dynamique en fonction d'une valeur d'accélération longitudinale filtrée comptée positivement en cas de freinage d'un véhicule. accélération longitudinale filtrée -5 -3 -2 0 5 10 (m.s-2) facteur instantané de dynamique 0,00 0,60 1,00 1,00 1,00 1,00 Bien entendu, pour une mesure d'accélération longitudinale non listée dans ce tableau, il est possible d'interpoler un facteur instantané de dynamique à partir des autres valeurs de facteur instantané de dynamique. Par exemple, 25 on comprend que pour toute accélération longitudinale filtrée d'une valeur supérieure ou égale à -2 m.s-2, le facteur instantané de dynamique est égal à 1. Ce coefficient permet d'inciter un comportement de conduite avec une faible variation d'accélération tout en ne pénalisant pas un freinage léger ou d'urgence nécessaire dans certaines situations, comme lorsqu'une personne 30 traverse devant le véhicule. 3064236 -5 Selon une possibilité, le facteur instantané de vitesse du véhicule est un nombre réel compris entre 0 et 1, déterminé en fonction de la vitesse instantanée du véhicule. Le facteur instantané de vitesse peut être le résultat de l'application d'une 5 fonction continue à valeur dans l'intervalle [0..1], décroissante (ou constante) de la vitesse instantanée du véhicule. Le tableau suivant peut être utilisé pour déterminer le facteur instantané de vitesse du véhicule en fonction d'une valeur d'une vitesse instantanée du véhicule. Vitesse du véhicule (km/h) 0 100 110 130 150 200 facteur instantané de vitesse 1,00 1,00 0,90 0,80 0,50 0,00 10 Bien entendu, pour une mesure de vitesse instantanée du véhicule non listée dans ce tableau, il est possible d'interpoler un facteur instantané de vitesse à partir des autres valeurs de facteur instantané de vitesse. Par exemple, on comprend que pour toute vitesse instantanée d'une valeur inférieure ou égale à 100 km/h, le facteur instantané de vitesse est égal à 1. 15 Avantageusement, l'indice d'efficacité énergétique instantanée est le produit du facteur instantané d'efficacité énergétique du moteur, du facteur instantané de dynamique du véhicule, et du facteur instantané de vitesse du véhicule. Ce produit peut être converti en pourcentage pour générer un indice instantané d'efficacité énergétique instantanée. 20 Selon un mode de réalisation, les données provenant du véhicule et du moteur peuvent être récupérées en temps réel par une interface de communication du véhicule au cours du trajet du véhicule. De préférence, l'interface de communication du véhicule est raccordée à une prise OBD du véhicule. 25 L'indice d'efficacité énergétique instantané peut être affiché en temps réel par un dispositif d'affichage. L'indice d'efficacité énergétique peut être représenté sous forme binaire, de chiffres, de barres, de jauges ou encore de courbe illustrant son évolution temporelle. Selon un deuxième aspect de l'invention, il est proposé un dispositif de 30 calcul d'un indice d'efficacité énergétique instantanée de conduite d'un véhicule équipé d'un moteur au cours d'un trajet, comprenant une unité 3064236 -6 d'extraction de données, une unité d'enregistrement de données et une unité de calcul, l'unité d'enregistrement de données étant configurée pour enregistrer des données provenant du véhicule et du moteur, 5 l'unité d'extraction de données étant configurée pour générer des données d'analyses à partir des données enregistrées provenant de l'unité d'enregistrement, et l'unité de calcul étant configurée pour calculer l'indice d'efficacité énergétique instantanée à partir des données d'analyses, les données 10 d'analyses comprenant au moins : - un facteur instantané, noté fe, d'efficacité énergétique dudit moteur, - un facteur instantané, noté fd, de dynamique dudit véhicule, et - un facteur instantané, noté fv, de vitesse dudit véhicule. L'unité de calcul peut être un microprocesseur. 15 L'unité d'extraction de données peut être un microprocesseur, éventuellement différent de celui de l'unité de calcul. L'unité d'extraction de données peut équiper le véhicule. L'unité d'enregistrement peut être une mémoire, par exemple morte, équipant le véhicule. 20 Selon un troisième aspect de l'invention, il est proposé un système comportant un dispositif de calcul selon le deuxième aspect de l'invention, ou l'un ou plusieurs de ses perfectionnements, et un dispositif d'affichage, ledit dispositif d'affichage étant configuré pour afficher l'indice d'efficacité énergétique instantané provenant de l'unité de calcul du dispositif de calcul. 25 Le dispositif d'affichage peut être un écran de smartphone ou un dispositif d'affichage équipant le véhicule. Avantageusement, l'unité de calcul et le dispositif d'affichage sont disposés au sein d'un même appareil. L'appareil est par exemple un smartphone. Selon un mode de réalisation, l'unité d'enregistrement peut équiper le 30 véhicule et être raccordée à une interface de communication dudit véhicule, le système selon l'invention pouvant en outre comporter un boîtier de communication agencé pour communiquer avec ladite interface de communication et recevoir les données d'enregistrements. 3064236 -7 L'unité de calcul, le dispositif d'affichage et l'unité d'extraction de données peuvent être intégrés au sein d'un smartphone, lequel peut comprendre des moyens de communications sans fils agencés pour communiquer avec des moyens de communication du boîtier de communication et recevoir les 5 données d'enregistrement. Alternativement, l'unité d'enregistrement peut être extérieure au véhicule, ledit véhicule étant équipé d'une interface de communication agencée pour communiquer les données provenant du véhicule et du moteur, le système selon l'invention pouvant en outre comporter un boîtier de communication 10 agencé pour communiquer avec ladite interface de communication pour recevoir lesdites données provenant du véhicule et du moteur. Selon un quatrième aspect de l'invention, il est proposé un produit programme d'ordinateur, téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou stocké sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un 15 microprocesseur, qui, lorsqu'il est exécuté, met en oeuvre le procédé de simulation selon le premier aspect de l'invention, ou l'un ou plusieurs de ses perfectionnements. L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement 20 question ci-après à propos d'un exemple de réalisation décrit en référence au dessin annexé, mais qui n'est nullement limitatif. Description des figures D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de mises en oeuvre et de modes de réalisation 25 nullement limitatifs, au regard de figures annexées sur lesquelles : - la figure 1 est un schéma illustrant un mode de réalisation d'un système selon l'invention. Description de l'invention Ce mode de réalisation n'étant nullement limitatif, on pourra notamment 30 réaliser des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites par la suite, telles que décrites ou généralisées, isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de 3064236 _8 caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique. Il est maintenant décrit, en référence à la figure 1, un mode de réalisation d'un dispositif 1 selon l'invention, en même temps que le procédé mis en 5 oeuvre dans ce dispositif. une unité 2 d'enregistrement de données équipant un véhicule 3 doté d'un moteur thermique 4, configurée pour enregistrer des données 5 provenant du véhicule 3 et du moteur thermique 4, une unité 6 d'extraction de données configurée pour générer des 10 données 7 d'analyses à partir de données 8 enregistrées provenant de l'unité 2 d'enregistrement, une unité de calcul 9 configurée pour calculer un indice d'efficacité énergétique instantanée à partir des données 7 d'analyses. L'indice d'efficacité énergétique est calculé en tant que fonction des 15 données 7 d'analyses, lesquelles comprennent au moins : un facteur instantané d'efficacité énergétique, noté fe, du moteur 4, qui est un nombre réel compris entre 0 et 1, un facteur instantané de dynamique, noté fa, du véhicule 3, qui est un nombre réel compris entre 0 et 1, et 20 un facteur instantané de vitesse, noté fv, du véhicule 3, qui est un nombre réel compris entre 0 et 1. Le tableau est utilisé pour déterminer le facteur instantané d'efficacité énergétique à partir du régime moteur et de la charge du moteur du moteur du véhicule. Facteur d'efficacité régime (tr/min) énergétique instantané 0 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 charge (%) 5 0,02 0,12 0,18 0,20 0,16 0,12 0,10 0,06 0,02 0,00 50 0,09 0,54 0,81 0,90 0,72 0,54 0,45 0,27 0,09 0,00 90 0,10 0,60 0,90 1,00 0,80 0,60 0,50 0,30 0,10 0,00 100 0,08 0,45 0,68 0,75 0,60 0,45 0,38 0,23 0,08 0,00 25 3064236 -9 Le tableau suivant est utilisé pour déterminer un facteur instantané de dynamique en fonction d'une valeur d'accélération longitudinale filtrée comptée positivement en cas de freinage d'un véhicule. accélération longitudinale filtrée -5 -3 -2 0 5 10 (m.s-2) facteur instantané de dynamique 0,00 0,60 1,00 1,00 1,00 1,00 Le tableau suivant peut être utilisé pour déterminer le facteur instantané 5 de vitesse du véhicule en fonction d'une valeur d'une vitesse instantanée du véhicule. Vitesse du véhicule (km/h) 0 100 110 130 150 200 facteur instantané de vitesse 1,00 1,00 0,90 0,80 0,50 0,00 Plus précisément, l'indice d'efficacité énergétique instantanée est le produit du facteur instantané d'efficacité énergétique du moteur, du facteur instantané de dynamique du véhicule, et du facteur instantané de vitesse du 10 véhicule. Dans l'exemple représenté, le dispositif 1 est mis en oeuvre au sein d'un système 100 selon l'invention. Le système 100 représenté comprend en outre : une interface de communication 101 configurée pour récupérer en 15 temps réel les données 5 provenant du véhicule 3 et du moteur 4, l'interface 101 de communication étant raccordée à une prise OBD 102 du véhicule, un boîtier 103 de communication agencé pour communiquer avec l'interface 101 de communication et recevoir les données 8 20 enregistrées, et plus précisément raccordé sur la prise OBD 102, un dispositif d'affichage 104 configuré pour afficher l'indice d'efficacité énergétique instantané provenant de l'unité 9 de calcul du dispositif de calcul. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, l'unité de calcul 9 et le dispositif 25 d'affichage 104 sont disposés au sein d'un même appareil, ici un smartphone. Selon une variante, l'unité de calcul, le dispositif d'affichage et l'unité d'extraction de données pourraient être intégrées au sein d'un smartphone, lequel comprend des moyens de communications sans fils agencés pour 3064236 - 10 - communiquer avec des moyens de communication du boîtier de communication et recevoir les données d'enregistrement. Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples 5 sans sortir du cadre de l'invention. De plus, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l'invention peuvent être associés les uns avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où ils ne sont pas incompatibles ou exclusifs les uns des autres. REVENDICATIONS1. Procédé de calcul d'un indice d'efficacité énergétique instantanée de conduite d'un véhicule (3) équipé d'un moteur (4) au cours d'un trajet, uniquement mis en oeuvre par des moyens techniques, comprenant une étape d'extraction de données d'analyses (7) à partir d'enregistrements de données (5) provenant du véhicule et du moteur, les données provenant du véhicule et du moteur étant enregistrées en fonction du temps, l'indice d'efficacité énergétique instantanée étant calculé en tant que fonction des données extraites, les données d'analyses comprenant au moins : un facteur instantané d'efficacité énergétique, noté fe, dudit moteur, un facteur instantané de dynamique, noté fa, dudit véhicule, et un facteur instantané de vitesse, noté fv, dudit véhicule. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le moteur est un moteur thermique et le facteur fe d'efficacité instantané est déterminé à partir d'une consommation spécifique effective instantanée dudit moteur thermique. 3. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le moteur est alimenté par un combustible présentant un pouvoir calorifique inférieur noté PCI, le facteur instantané fe d'efficacité énergétique étant déterminé comme proportionnel à l'inverse du produit de la consommation spécifique effective instantanée, notée CSI, du moteur, par ledit pouvoir calorifique inférieur, ce qui peut s'écrire : f. oc CSExPCI' 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le facteur instantané d'efficacité énergétique du véhicule est un nombre réel compris entre 0 et 1, déterminé à partir du régime moteur et de la charge du moteur. 3064236 - 12 - 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le facteur instantané de dynamique fa du véhicule est un nombre réel compris entre 0 et 1, déterminé à partir de l'accélération longitudinale filtrée du véhicule. 5 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le facteur instantané de vitesse du véhicule est un nombre réel compris entre 0 et 1, déterminé en fonction de la vitesse instantanée du véhicule. 10 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'indice d'efficacité énergétique instantanée est le produit du facteur instantané d'efficacité énergétique du moteur, du facteur instantané de dynamique du véhicule, et du facteur instantané de 15 vitesse du véhicule. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les données provenant du véhicule et du moteur sont récupérées en temps réel par d'une interface de communication (101) du véhicule 20 au cours du trajet du véhicule. 9. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel l'interface de communication du véhicule est raccordée à une prise OBD (102) du véhicule. 25 10.Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'indice d'efficacité énergétique instantané est affiché en temps réel par un dispositif d'affichage (104). 30 11.Dispositif (1) de calcul d'un indice d'efficacité énergétique instantanée de conduite d'un véhicule (3) équipé d'un moteur (4) au cours d'un trajet, comprenant une unité (2) d'enregistrement de données, une unité (6) d'extraction de données et une unité (9) de calcul, l'unité 3064236 - 13 - d'enregistrement de données étant configurée pour enregistrer des données (5) provenant du véhicule et du moteur, l'unité d'extraction de données étant configurée pour générer des données (7) d'analyses à partir des données (8) enregistrées provenant de l'unité 5 d'enregistrement, et l'unité de calcul étant configurée pour calculer l'indice d'efficacité énergétique instantanée à partir des données d'analyses, les données d'analyses comprenant au moins : un facteur instantané d'efficacité énergétique, noté fe, dudit moteur, et 10 un facteur instantané de dynamique, noté fd, dudit véhicule, et un facteur instantané de vitesse, noté fv, dudit véhicule. 12. Système (100), comportant un dispositif de calcul (1) selon la revendication précédente et un dispositif (104) d'affichage, ledit 15 dispositif d'affichage étant configuré pour afficher l'indice d'efficacité énergétique instantané provenant de l'unité (9) de calcul du dispositif de calcul. 13.Système selon la revendication 12 dans lequel l'unité de calcul et le 20 dispositif d'affichage sont disposés au sein d'un même appareil. 14.Système selon l'une des revendications 12 ou 13, dans lequel l'unité d'enregistrement équipe le véhicule et est raccordée à une interface de communication (101) dudit véhicule, ledit système comportant en 25 outre un boîtier (103) de communication agencé pour communiquer avec ladite interface de communication et recevoir les données d'enregistrements. 15.Système selon la revendication précédente, dans lequel l'unité de 30 calcul, le dispositif d'affichage et l'unité d'extraction de données sont intégrés au sein d'un smartphone, lequel comprend des moyens de communications sans fils agencés pour communiquer avec des moyens 3064236 - 14 - de communication du boîtier de communication et recevoir les données d'enregistrement. 16.Produit programme d'ordinateur, téléchargeable depuis un réseau de 5 communication et/ou stocké sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un microprocesseur, qui, lorsqu'il est exécuté, met en oeuvre le procédé de simulation selon l'une des revendications 1 à 10.