Brevet FR3083489A1 — publié le 20200110

Description Titre de l'invention : SYSTEME DE COMMANDE DE PRODUCTION D'ELECTRICITE Domaine technique [0001] La présente invention concerne un système de commande de production d'électricité. Technique antérieure [0002] Lc document WO 2011/089726 Al divulgue un véhicule électrique fourni avec un générateur électrique de type à moteur et un interrupteur placé sur un tableau de bord. L'interrupteur est le moyen permettant d'envoyer une demande du conducteur au générateur électrique. [0003] Le générateur électrique, divulgué dans le document WO 2011/089726 Al, se met en marche lorsque le conducteur active l'interrupteur. Problème technique [0004] Toutefois, dans le véhicule électrique connue, une batterie n'est pas rechargée mais est déchargée afin d'alimenter en électricité un moteur de traction sauf si l'interrupteur est manuellement activé, augmentant la probabilité que le véhicule ne permette plus d'assurer une conduite sécurisée et doive s'arrêter sur la route. Cela peut entraver la circulation. [0005] Un objet de la présente invention consiste à fournir un système de commande de production d'électricité capable d'éviter que la charge d'une batterie ne descende en dessous d'un niveau trop faible pour pouvoir conduire en toute sécurité un véhicule électrique même si le conducteur du véhicule ne lance pas la production d'électricité. Solution technique [0006] L'invention concerne un système de commande de production d'électricité pour un véhicule électrique. Le véhicule électrique a un moteur configuré de façon à déplacer le véhicule, une batterie alimentant en électricité le moteur, un générateur configuré de sorte à charger la batterie, un moteur à combustion interne configuré pour entraîner le générateur, un interrupteur pouvant être actionné manuellement par le conducteur du véhicule, et un module de réglage de destination pouvant être actionné manuellement de sorte à définir une destination. Le système de commande de production d'électricité comprend : un module de commande de production d'électricité qui lance la production d'électricité du générateur en mettant le moteur en marche après avoir détecté que l'interrupteur est activé ; et un module d'alerte de production d'électricité prévenant le conducteur qu'il est nécessaire de charger la batterie en activant l'interrupteur afin de lancer la production d'électricité du générateur dans le cas où il est quasiment impossible de conduire en toute sécurité le véhicule de la position 2 actuelle à la destination souhaitée. [0007] Selon un mode de réalisation, le système de commande de production d'électricité comprend : un module de réglage de puissance pouvant être actionné manuellement par le conducteur afin d'ajuster la quantité d'électricité ; et un module d'alerte de réglage de puissance indiquant au conducteur la quantité d'électricité ajustée sur la base du niveau de charge de la batterie requis afin de conduire en toute sécurité le véhicule de la position actuelle à la destination souhaitée. [0008] Selon un mode de réalisation, le module d'alerte de réglage de puissance indique au conducteur la quantité d'électricité ajustée à un moment opportun basé sur la possibilité de charge de la batterie. Avantages apportés [0009] Ainsi, le présent mode de réalisation permet d'éviter que la charge d'une batterie ne descende en dessous d'un niveau trop faible pour pouvoir conduire en toute sécurité un véhicule électrique même si le conducteur du véhicule ne lance pas la production d'électricité. Brève description des dessins Fig. 1 [0010] [fig.1] est un diagramme de définition de bloc d'un véhicule électrique selon un mode de réalisation ; Fig. 2 [0011] [fig.2] est un organigramme des procédures engagées par le véhicule électrique. Exposé de l'invention [0012] L'invention concerne un système de commande de production d'électricité pour un véhicule électrique. Lc véhicule électrique a un moteur configure de façon à déplacer le véhicule, une batterie alimentant en électricité le moteur, un générateur configure de sorte à charger la batterie, un moteur à combustion interne configure pour entraîner le générateur, un interrupteur pouvant être actionné manuellement par le conducteur du véhicule, et un module de réglage de destination pouvant être actionné manuellement de sorte à définir une destination. Lc système de commande de production d'électricité comprend : un module de commande de production d'électricité qui lance la production d'électricité du générateur en mettant le moteur en marche après avoir détecté que l'interrupteur est activé ; et un module d'alerte de production d'électricité prévenant le conducteur qu'il est nécessaire de charger la batterie en activant l'interrupteur afin de lancer la production d'électricité du générateur dans le cas où il est quasiment impossible de conduire en toute sécurité le véhicule de la position actuelle à la destination souhaitée. Ainsi, le présent mode de réalisation permet d'éviter que la charge d'une batterie ne descende en dessous d'un niveau trop faible pour 3 pouvoir conduire en toute sécurité un véhicule électrique même si le conducteur du véhicule ne lance pas la production d'électricité. Description des modes de réalisation [0013] Par renvoi aux dessins joints, un système de commande de production d'électricité selon un mode de réalisation est décrit. [0014] Comme illustré à la Fig. 1, le véhicule électrique, généralement désigné sous le numéro 10, comprend un moteur 20, un générateur 30, des roues 12, un générateur de moteur 40 (MG) configuré de sorte à déplacer le véhicule 10, une batterie de traction 50, un dispositif de commande prenant la forme d'une unité de commande électronique (UCE) 100, et un démarreur (qui n'est pas montré) pour la rotation du moteur 20 lors de la mise en marche. Le véhicule électrique 10 est déplacé par le MG 40. [0015] Lc moteur 20 est formé d'une pluralité de cylindres. Dans le présent mode de réa- lisation, le moteur 20 est un moteur à quatre temps dans lequel quatre courses de piston sont nécessaires pour compléter un cycle. Le cycle inclut quatre processus distincts : l'admission, la compression, l'explosion (ou la détente) et l'échappement. [0016] Lc générateur 30 est couplé à un vilebrequin du moteur 20 via des éléments d'entraînement tels que des engrenages de sorte que le générateur 30 est entraîné par le moteur 20 à produire de l'électricité. [0017] Lc MG 40 est un appareil électrique rotatif assurant la fonction d'un moteur et d'un générateur, connecté par entraînement aux roues 12 via des essieux moteurs 11. [0018] La batterie 50 est un accumulateur prenant la forme d'une batterie lithium-ion. La batterie 50 est connectée électriquement au générateur 30 et au MG 40 afin d'alimenter en électricité le MG 40 et des composants électriques ou de recevoir de l'électricité du générateur 30 et du MG 40. [0019] L'UCE 100 est constituée d'une unité informatique comprenant un processeur (CPU), une mémoire vive (RAM), une mémoire morte (ROM), une mémoire flash pour la sauvegarde des données, des ports d'entrée et des ports de sortie. [0020] La ROM de l'unité informatique stocke des programmes en plus de différentes constantes et différents programmes de sorte que l'unité informatique fait office d'UCE 100. En d'autres termes, l'unité informatique est amenée à faire office d'UCE 100 en autorisant le CPU à exécuter des programmes stockés sur la ROM en utilisant la RAM comme zone de travail. [0021] Sont connectés à l'UCE 100: le moteur 20 ; le générateur 30 ; le MG 40 ; un module de détection prenant la forme d'un capteur de batterie 51 ; un capteur de position d'accélérateur 60 ; un interrupteur 70 ; un système de navigation pour voiture 80 et un démLuTeur. L'UCE 100 commande le moteur 20, le générateur 30 et le MG 40. [0022] Le capteur de batterie 51 détecte le niveau de charge (SOC) de la batterie 50, faisant ainsi office de détecteur de capacité chargée. Le capteur de position d'accélérateur 60 détecte la position de la pédale d'accélérateur 61. Chacun de ces capteurs fournit à PUCE 100 un signal indiquant les résultats de détection. [0023] L'interrupteur 70 est placé sur un tableau de bord à l'intérieur du véhicule 10 de sorte à pouvoir être actionné manuellement par un occupant du véhicule. L'interrupteur 70 peut prendre la forme d'une icône sur l'écran, par exemple, du système de navigation pour voiture 80. En outre, l'interrupteur 70 peut être prévu sur une télécommande afin de faire démarrer le véhicule 10 ou il peut prendre la forme d'un logiciel d'application spécialisé installé sur un terminal mobile tel qu'un smartphonc. [0024] L'interrupteur 70 peut être actionné manuellement par un occupant du véhicule afin de permettre au générateur 30 de produire de l'électricité en mettant le moteur 20 en marche. Une fois l'interrupteur 70 activé, l'UCE 100 amène le générateur 30 à produire de l'électricité en maintenant le moteur 20 en marche. Avec l'électricité produite, la batterie 50 est chargée. [0025] De plus, l'interrupteur 70 consiste en un bouton ou une molette afin de faciliter les manipulations et d'ajuster la quantité d'électricité à produire. Plus précisément, l'interrupteur 70 comprend un module de réglage de puissance 71 pouvant être actionné manuellement afin d'ajuster la quantité d'électricité. [0026] Un exemple du module de réglage de puissance 71, si l'interrupteur 70 consiste en un bouton, comprend un bouton « + » et un bouton « - ». Le bouton plus est enfoncé manuellement afin d'augmenter la quantité d'électricité à produire, alors que le bouton moins est enfoncé manuellement afin de réduire la quantité d'électricité à produire. Dans ce cas, l'interrupteur 70 est activé ou désactivé en enfonçant manuellement un bouton ON/OFF à distance des boutons plus et moins. [0027] Un exemple du module de réglage de puissance 71, si l'interrupteur 70 consiste en une molette, comprend une molette qui est tournée manuellement dans un sens de rotation afin d'augmenter la quantité d'électricité à produire ou dans le sens de rotation opposé afin de réduire la quantité d'électricité à produire. Dans ce cas, l'interrupteur 70 est activé ou désactivé en enfonçant manuellement un bouton ON/OFF à distance de la molette. En variante, l'interrupteur 70 est activé en tournant manuellement la molette susmentionnée à partir de sa position initiale ou désactivé en remettant la molette dans sa position initiale. [0028] La configuration de l'interrupteur 70 et celle du module de réglage de puissance 71 ne se limitent pas aux exemples susmentionnés. L'interrupteur 70 et le module de réglage de puissance 71 peuvent adopter d'autres configurations souhaitées qui permettent d'activer/de désactiver et d'ajuster la quantité d'électricité à générer. [0029] Le système de navigation pour voiture 80 comprend un dispositif d'affichage qui affiche des informations cartographiques ; un dispositif d'entrée de type à écran tactile qui acquiert une destination donnée par l'occupant d'un véhicule ; un détecteur de position actuelle qui détecte l'emplacement actuel du véhicule 10 ; un logiciel de routage en mesure de calculer l'itinéraire lorsque des instructions sont nécessaires afin de rejoindre la destination souhaitée depuis la position actuelle ; un logiciel de distance en mesure de calculer la distance de la position actuelle jusqu'à la destination souhaitée lorsque l'on emprunte le trajet répondant le mieux à l'un des critères sélectionnés (le plus court, le moins cher, le plus rapide, etc.) entre la destination souhaitée et la position actuelle sur un réseau routier ; et une unité de stockage de l'historique des informations. Le système de navigation pour voiture 80 peut définir la destination donnée par un occupant du véhicule sur un point de destination sur le réseau routier. En d'autres termes, le système de navigation pour voiture 80 fait office de module de réglage de destination afin de définir le point de destination sur le réseau routier. [0030] Le système de navigation pour voiture 80 est connecté à l'UCE 100 de sorte qu'ils communiquent l'un avec l'autre. À titre d'exemple, le système de navigation pour voiture 80 reçoit de l'UCE 100 différentes informations (vitesse de véhicule, etc.) et donne à l'UCE 100 des informations, telles que la distance qui est calculée par le logiciel de distance de la position actuelle à la destination souhaitée. [0031] L'UCE 100 fait office de module de commande de production d'électricité 101 qui lance la production d'électricité du générateur 30 en mettant le moteur 20 en marche après avoir détecté que l'interrupteur 70 est activé. Par la suite, lorsqu'une condition prédéterminée, telle que le fait que le SOCbau de la batterie 50 ne doit pas être inférieur à un SOC souhaité, est satisfaite, l'UCE 100 arrête la production d'électricité du générateur 30 en coupant le moteur 20. Après le début de la production d'électricité, PUCE 100 arrête la production d'électricité du générateur 30 après avoir détecté la désactivation de l'interrupteur 70. [0032] L'UCE 100 fait office de module d'alerte de production d'électricité 102 prévenant un opérateur qu'il est nécessaire de charger la batterie 50 en activant l'interrupteur 70 afin de lancer la production d'électricité du générateur 30 dans le cas où le SOC,'' de la batterie 50 est trop faible pour pouvoir conduire en toute sécurité le véhicule 10 de la position actuelle à la destination souhaitée. [0033] Plus précisément, l'UCE 100 détermine si oui ou non il est quasiment impossible de conduire en toute sécurité le véhicule 10 de la position actuelle à la destination souhaitée et détermine qu'il est quasiment impossible de conduire en toute sécurité le véhicule 10 de la position actuelle à la destination souhaitée si l'autonomie restante qui est calculée sur la base du SOChat, de la batterie 50 n'est pas suffisante afin de pouvoir conduire en toute sécurité le véhicule 10 de la position actuelle à la destination souhaitée. L'UCE 100 fait référence aux données cartographiques qui mettent en cor- 6 relation le SOC,a' de la batterie 50 et l'autonomie restante et détermine l'autonomie restante qui dépend du SOCb,' actuel de la batterie 50. Les données cartographiques sont à titre expérimental déterminées et stockées sur la ROM de l'UCE 100. [0034] Il se peut que la détermination selon laquelle il est possible de conduire en toute sécurité le véhicule 10 à la destination souhaitée ne soit plus valable une fois que les conditions de circulation ne sont plus jugées normales et/ou après s'être écarté de l'itinéraire initial. Afin de résoudre le problème susmentionné, après que le véhicule 10 a commencé à rejoindre la destination souhaitée, l'UCE 100 détermine si oui ou non il est quasiment impossible de conduire en toute sécurité le véhicule 10 jusqu'à la destination souhaitée à intervalles réguliers ou à chaque distance prédéterminée parcourue par le véhicule 10. Une telle détermination répétée permet à PUCE 100 de prévenir le conducteur du véhicule qu'il est nécessaire de charger la batterie 50 lorsqu'il est déterminé qu'il est quasiment impossible de conduire en toute sécurité le véhicule 10 jusqu'à la destination souhaitée. Ainsi, l'UCE 100 peut prévenir rapidement le conducteur du véhicule qu'il est nécessaire de charger la batterie 50. [0035] Tout système acceptable peut être utilisé afin de prévenir le conducteur de la nécessité de charger la batterie 50. Lorsqu'il est déterminé qu'il est quasiment impossible de conduire en toute sécurité le véhicule 10 jusqu'à la destination souhaitée, PUCE 100 peut avoir recours à un dispositif d'alerte sonore, qui n'est pas montré, et/ ou à l'écran du système de navigation pour voiture 80 afin de prévenir le conducteur qu'il est nécessaire de charger la batterie 50. Le dispositif d'alerte sonore peut émettre une sonnerie, une alarme ou une voix préenregistrée. L'écran peut afficher un message d'alerte prédéterminé afin de prévenir de la nécessité de charger la batterie 50. Dans d'autres modes de réalisation, un voyant situé sur le tableau de bord peut être allumé ou clignoter afin de prévenir de la nécessité de charger la batterie 50. [0036] L'UCE 100 fait office de module d'alerte de réglage de puissance (103) qui prévient le conducteur de la quantité d'électricité ajustée sur la base du SOC, de la batterie 50 requis afin de conduire en toute sécurité le véhicule 10 de la position actuelle à la destination souhaitée. [0037] Plus précisément, l'UCE 100 calcule le SOCd, de la batterie 50 requis afin de conduire en toute sécurité jusqu'à la destination souhaitée sur une distance qui est calculée par le système de navigation pour voiture 80. L'UCE 100 fait référence aux données cartographiques qui mettent en corrélation le SOCdst de la batterie 50 et la distance et détermine le SOCd, de la batterie 50 qui dépend de la distance. Les données cartographiques sont déterminées à titre expérimental et stockées sur la ROM de PUCE 100. Ces données cartographiques peuvent être remplacées par les données cartographiques susmentionnées qui mettent en corrélation le SOCbatt de la batterie 50 et l'autonomie restante. 7 [0038] L'UCE 100 calcule la quantité d'électricité produite alors que le véhicule 10 est conduit de la position actuelle à la destination souhaitée sur la hase de la quantité d'électricité après ajustement par un opérateur via le module de réglage de puissance 71 et du temps requis pour conduire le véhicule 10 de la position actuelle à la destination souhaitée. Le temps requis pour conduire le véhicule 10 de la position actuelle à la destination souhaitée doit être calculé en tenant compte de l'état du trafic. [0039] L'UCE 100 détermine si oui ou non un réglage de puissance est requis en comparant le SOC' que la batterie 50 est tenue d'avoir si la quantité d'électricité calculée est produite avec le SOC,' susmentionné. Il est déterminé si le SOC'., est bien supérieur au SOCd' susmentionné (SOC,' »SOCd,) ou bien inférieur au SOCd' susmentionné (SOC',, «SOC,'') ou si le SOC'.' reste dans une fourchette prédéterminée de SOC autour du SOC,. [0040] L'UCE 100 indique à un occupant du véhicule 10 la quantité d'électricité ajustée à un moment opportun basé sur la possibilité de charge de la batterie 50 et alerte l'occupant du véhicule 10. La possibilité de charge désigne l'efficacité de charge d'une batterie dans la situation prédéterminée. La possibilité de charge dépend du SOC,'' de la batterie 50 de sorte que la possibilité de charge est faible et l'efficacité de charge est faible également dans une fourchette où le SOC,,', de la batterie est élevé, alors que la possibilité de charge est élevée et l'efficacité de charge est élevée également dans une fourchette où le SOC,', de la batterie est faible. [0041] De ce fait, l'UCE 100 prévient l'occupant du véhicule 10 de la quantité d'électricité ajustée au moment opportun où la possibilité de charge est élevée et donc l'efficacité de charge est élevée. La consommation de carburant par le moteur 20 qui entraîne le générateur 30 est réduite. En outre, la batterie 50 est chargée de manière efficace. [0042] Le système de navigation pour voiture 80 reçoit via l'UCE 100 les données actuelles du SOC,', de la batterie 50. À l'aide de ces données, le système de navigation pour voiture 80 peut identifier plusieurs itinéraires, le cas échéant, menant le véhicule 10 à la destination souhaitée sans recharger la batterie 50. [0043] De plus, le système de navigation pour voiture 80 peut identifier un ou des itinéraires contribuant à réduire le temps requis pour que le véhicule 10 atteigne la destination souhaitée même s'il se peut que la batterie 50 doive être recherchée par le générateur 30 et/ou il peut identifier un ou des itinéraires contribuant à réduire les coûts requis pour que le véhicule 10 atteigne la destination souhaitée. Les coûts requis pour que le véhicule 10 atteigne la destination souhaitée incluent les coûts liés au carburant consommé par le moteur 20. [0044] En s'appuyant sur l'organigramme de la Fig. 2, les procédures engagées par l'UCE 100 sont expliquées. [0045] À l'étape Si, la destination est définie en réponse à la saisie d'un opérateur sur le 8 système de navigation pour voiture 80. L'UCE 100 détermine si oui ou non la production d'électricité est nécessaire afin d'atteindre la destination souhaitée. [0046] Plus précisément, l'UCE 100 détermine si oui ou non la production d'électricité est nécessaire afin d'atteindre la destination souhaitée en déterminant si oui ou non le véhicule 10 est en mesure d'atteindre la destination souhaitée à partir de la position actuelle sur la hase du SOCb'' actuel de la batterie 50. [0047] S'il est déterminé que la production d'électricité est nécessaire, une étape de décision S2 rejoint l'étape S3. S'il est déterminé que la production d'électricité n'est pas nécessaire, l'étape de décision S2 rejoint l'étape S4. À l'étape S3, l'UCE 100 prévient un occupant du véhicule 100 qu'il est nécessaire de charger la batterie 50. L'UCE 100 peut avoir recours à un dispositif d'alerte sonore, qui n'est pas montré, et/ou à l'écran du système de navigation pour voiture 80 afin de prévenir le conducteur qu'il est nécessaire de charger la batterie 50. [0048] L'UCE 100 détermine si oui ou non le module de réglage de puissance 71 est manipulée par un occupant du véhicule. Si le module de réglage de puissance 71 n'est pas manipulée, l'étape de décision S4 rejoint un point final et la présente procédure prend fin. [0049] Si le module de réglage de puissance 71 est manipulée par un occupant du véhicule, l'étape de décision S4 rejoint l'étape Si L'UCE 100 détermine si oui ou non un réglage de puissance est nécessaire. Plus précisément, l'UCE 100 détermine que le réglage de puissance est nécessaire s'il est déterminé que le SOC' est bien supérieur au SOC,' (SOC,, »SOC,') ou bien inférieur au SOCd' (SOC,' «SOCd'), c'est-à-dire si le SOC, n'est pas inclus dans la fourchette prédéterminée de SOC autour du SOC,'. L'UCE 100 détermine que le réglage de puissance n'est pas nécessaire s'il est déterminé que le SOC,' reste dans la fourchette prédéterminée de SOC autour du SOC dst. [0050] S'il est déterminé que le réglage de puissance n'est pas nécessaire, l'étape de décision S5 rejoint le point final et la présente procédure prend fin. [0051] S'il est déterminé que le réglage de puissance est nécessaire, l'étape de décision S5 rejoint l'étape S6. À l'étape S6, l'UCE 100 prévient l'occupant du véhicule 10 qu'il est nécessaire de régler la quantité de puissance et la présente procédure prend fin. [0052] Tel que décrit, dans le présent mode de réalisation, le système de commande de production d'électricité prévient un occupant du véhicule 10 qu'il est nécessaire de charger la batterie 50 en allumant le générateur 30 en cas de difficulté à pouvoir conduire en toute sécurité le véhicule 10 de la position actuelle à la destination souhaitée, empêchant que le SOCbat, de la batterie 50 n'atteigne un niveau où il est impossible de déplacer le véhicule 10. Par conséquent, il permet d'éviter que le véhicule 10 ne doive s'arrêter sur la route en raison d'une panne d'électricité de la batterie 50. 9 100531 En outre, clans le présent mode de réalisation, le système de commande de production d'électricité peut empêcher que la batterie 50 ne tombe en panne en évitant la décharge complète de la batterie 50. [0054] De plus, dans le présent mode de réalisation, le système de commande de production d'électricité peut prévenir l'occupant du véhicule 10 qu'il est nécessaire d'ajuster la quantité d'électricité sur la hase du SOC,, de la batterie 50 requis afin de pouvoir conduire en toute sécurité de la position actuelle à la destination souhaitée. Avec cette configuration, le système de commande de production d'électricité peut réduire la consommation de carburant dont a besoin le moteur 20 pour entraîner le générateur 30 et il peut permettre d'éviter que la batterie 50 ne se décharge complètement. [0055] Bien que l'invention concerne, niais sans s'y limiter, le présent mode de réalisation, il sera évident pour les hommes du métier que des modifications peuvent être apportées sans s'éloigner du champ d'application de la présente invention. À titre d'exemple, le générateur 30 peut prendre la forme d'un générateur de démarrage servant de générateur et de démarreur de moteur bien que, dans la description précédente, le générateur 30 soit fourni séparément d'un démarreur de moteur. L'ensemble de ces modifications et leurs équivalences sont visées par la présente invention. Liste des signes de référence [0056] - 10: Véhicule ; - 20 : Moteur à combustion interne ou moteur ; - 30 : Générateur ; - 40 : Moteur ou générateur de moteur ; - 50 : Batterie ; - 51 : Module de détection du SOC ou capteur de batterie ; - 60 : Capteur de position d'accélérateur ; - 61 : Pédale d'accélérateur ; - 70 : Interrupteur ; - 71 : Module de réglage de puissance ; - 80 : Module de saisie de destination sous la forme d'une navigation pour voiture ; - 100: Dispositif de commande ou UCE ; - 101 : Module de commande de production d'électricité ; - 102: Module d'alerte de production d'électricité ; - 103 : Module d'alerte de réglage de puissance : Document brevet 1 : WO 2011/089726 Al [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3]