Brevet FR3100511A1 — publié le 20210312

L’invention concerne un calculateur (60) de contrôle d’une chaîne de traction (1) d’un véhicule hybride comprenant un moteur thermique (20), une machine électrique (40), une batterie (30) et un catalyseur (50) dit « chauffé », comprenant un système de chauffage interne, ledit calculateur (50) étant configuré pour déterminer une pluralité de valeurs d’un critère de consommation énergétique de la chaine de traction (1) en fonction de la répartition du couple entre l’au moins un moteur thermique (20) et l’au moins une machine électrique (40), du au moins un mode de combustion du moteur thermique (20) et de la consommation d’énergie due à l’utilisation du catalyseur (50), sélectionner la valeur minimale du critère de consommation, appliquer la consigne de couple du moteur thermique, de la machine électrique, la consigne de consommation d’énergie par le catalyseur (50) et le mode de combustion du moteur thermique (20) correspondant à la valeur sélectionnée du critère de consommation. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Calculateur de contrôle d’une chaîne de traction d’un véhicule hybride L’invention se rapporte au domaine du contrôle de la chaîne de traction d’un véhicule hybride, et notamment à un procédé de contrôle de la chaîne de traction d’un véhicule hybride. L’invention a notamment pour but d’optimiser la répartition de couple entre un moteur thermique et une machine électrique d’un véhicule et donc la consommation en énergie dudit véhicule. Etat de la technique antérieure De manière connue, un véhicule hybride comprend une chaîne de traction permettant de générer la rotation des roues du véhicule et donc le déplacement du véhicule. Dans une solution connue, une telle chaîne de traction comprend un moteur thermique, une machine électrique, une batterie électrique et un catalyseur. Le catalyseur est un élément du système d’échappement qui permet de traiter les gaz d’échappement brulés par le moteur thermique afin de réduire leur nocivité préalablement à leur évacuation dans l’atmosphère. De tels gaz polluants sont notamment les oxydes d’azote, comme par exemple le monoxyde et le dioxyde d’azote. Dans une solution existante, le catalyseur comprend un système électrique de chauffage permettant d’augmenter sa température interne pour améliorer la dépollution des gaz d’échappement. Afin d’optimiser le contrôle de la chaîne de traction et de minimiser ainsi l’émission de gaz d’échappement polluants, il est connu d’optimiser d’une part la répartition de couple entre le moteur thermique et la machine électrique et d’autre part la consommation du catalyseur en énergie. Il peut s’avérer en effet qu’une partie de l’énergie électrique fournie par la batterie soit consommée inutilement par le système électrique de chauffage du catalyseur, ce qui présente un inconvénient. Dans ce cas, une partie du carburant peut être utilisée par le moteur thermique afin de recharger la batterie et compenser ainsi cette perte d’énergie électrique, ce qui présente là encore un inconvénient. Il existe donc le besoin d’une solution optimisée de contrôle de la chaîne de traction d’un véhicule hybride. L’invention concerne un calculateur de contrôle d’une chaîne de traction d’un véhicule hybride comprenant au moins un moteur thermique, au moins une machine électrique, au moins une batterie et au moins un catalyseur dit « chauffé », comprenant un système de chauffage interne, ledit calculateur étant configuré pour : déterminer une pluralité de valeurs d’un critère de consommation énergétique de la chaine de traction, ledit critère de consommation étant fonction de : la répartition du couple entre l’au moins un moteur thermique et l’au moins une machine électrique, au moins un mode de combustion du moteur thermique, et la consommation d’énergie due à l’utilisation du catalyseur, sélectionner la valeur minimale du critère de consommation parmi la pluralité de valeurs déterminées, appliquer, sur un intervalle de temps prédéfini, la consigne de couple du moteur thermique, la consigne de couple de la machine électrique, la consigne de consommation d’énergie par le catalyseur et le mode de combustion du moteur thermique correspondant à la valeur minimale sélectionnée du critère de consommation. Le calculateur permet ainsi de minimiser la consommation d’énergie, autrement dit en carburant et en énergie électrique, d’un véhicule hybride sous contrainte d’une limite maximale d’émissions de gaz d’échappement polluant. De manière préférée, le calculateur est configuré pour déterminer le critère de consommation, en exécutant la formule suivante : , où : P fuel est la puissance provenant de la consommation de carburant, en fonction du régime courant, du couple du moteur thermique et du mode de combustion du moteur thermique, α(SOC) est le facteur d’équivalence entre la consommation d’énergie électrique de la machine électrique et la consommation de carburant par le moteur thermique en fonction de l’état de charge de la batterie, P elec est la puissance électrique de fonctionnement de la machine électrique, mNOx est la masse totale de polluants émis depuis le début du trajet du véhicule, autrement dit, depuis le dernier démarrage du véhicule, d est la distance parcourue par le véhicule depuis le début de trajet, [Math. 2] est le facteur de pénalité d’émissions de gaz d’échappement polluants, [Math. 3] est le débit de gaz d’échappement polluants ou rejetés dans l’atmosphère, et dépend du couple du moteur thermique et du mode de combustion du moteur thermique, V est la vitesse du véhicule, NO x lim est la limite maximale d’émission de polluants, [Math. 4] est le facteur d’équivalence entre la consommation d’énergie électrique par le système de chauffage interne du catalyseur et la consommation de carburant par le moteur thermique en fonction de l’état de charge de la batterie, P ehc est la puissance électrique utilisée par le système de chauffage interne du catalyseur, dNO x EHC est une estimation de la réduction d’émissions de polluants après utilisation du catalyseur. Le critère de consommation est ainsi déterminé par le calculateur en considérant la répartition du couple entre l’au moins un moteur thermique et l’au moins une machine électrique, l’au moins un mode de combustion du moteur thermique, et la consommation d’énergie due à l’utilisation du catalyseur. Le critère de consommation prend suffisamment de paramètres en compte pour être représentatif du comportement d’une chaîne de traction d’un véhicule hybride et donc pour représenter fidèlement la consommation en énergie de cette chaîne de traction. De préférence encore, le calculateur est configuré pour déterminer la pluralité de valeurs d’un critère de consommation, sélectionner la valeur minimale et appliquer la consigne de couple du moteur thermique, la consigne de couple de la machine électrique, la consigne de consommation d’énergie par le catalyseur et le mode de combustion du moteur thermique correspondant à la valeur minimale, de manière régulière, notamment toutes les 10 millisecondes à toutes les 1 secondes. Ainsi, la valeur du critère de consommation est régulièrement mise à jour, et correspond à la conduite et/ou au conducteur du véhicule. L’invention concerne également un véhicule hybride, comprenant au moins un moteur thermique, au moins une machine électrique, au moins une batterie au moins un catalyseur dit « chauffé », comprenant un système de chauffage interne, et un calculateur tel que présenté précédemment. Le calculateur monté dans le véhicule hybride, permet ainsi de minimiser la consommation d’énergie, autrement dit en carburant et en énergie électrique, par le véhicule hybride. De manière avantageuse, le système de chauffage interne du catalyseur est électrique, et est donc alimenté par la batterie. L’alimentation du chauffage électrique par la batterie est également prise en compte dans la détermination du critère de consommation. L’invention concerne également un procédé de contrôle d’une chaîne de traction d’un véhicule hybride comprenant au moins un moteur thermique, au moins une machine électrique, au moins une batterie et au moins un catalyseur dit « chauffé », comprenant un système de chauffage interne, ledit procédé étant mis en œuvre par un calculateur tel que présenté précédemment, est remarquable en ce qu’il comprend les étapes de : détermination d’une pluralité de valeurs d’un critère de consommation énergétique de la chaine de traction, ledit critère de consommation étant fonction de : la répartition du couple entre l’au moins un moteur thermique et l’au moins une machine électrique, au moins un mode de combustion du moteur thermique, et la consommation d’énergie due à l’utilisation du catalyseur, sélection de la valeur minimale du critère de consommation parmi la pluralité de valeurs déterminées, application, sur un intervalle de temps prédéfini, de la consigne de couple du moteur thermique, de la consigne de couple de la machine électrique, de la consigne de consommation d’énergie par le catalyseur et du mode de combustion du moteur thermique correspondant à la valeur minimale sélectionnée du critère de consommation. Le procédé permet ainsi de minimiser la consommation d’énergie, autrement dit en carburant et en énergie électrique d’un véhicule, sous contrainte d’une limite maximale d’émissions de gaz d’échappement polluant. Avantageusement, lors de l’exécution du procédé, le critère de consommation est défini selon la formule suivante : . De manière préférée, le procédé est exécuté de manière régulière, par exemple toutes les 10 millisecondes à toutes les 1 secondes. Description des dessins D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : : la figure 1 illustre un exemple de chaîne de traction d’un véhicule hybride selon l’invention, : la figure 2 illustre un mode de réalisation du procédé de contrôle d’une chaîne de traction d’un véhicule hybride selon l’invention. Calculateur (60) de contrôle d’une chaîne de traction (1) d’un véhicule hybride comprenant au moins un moteur thermique (20), au moins une machine électrique (40), au moins une batterie (30) et au moins un catalyseur (50) dit « chauffé », comprenant un système de chauffage interne, ledit calculateur (50) étant configuré pour : déterminer une pluralité de valeurs d’un critère de consommation (C conso ) énergétique de la chaine de traction (1), ledit critère de consommation (C conso ) étant fonction de : la répartition du couple entre l’au moins un moteur thermique (20) et l’au moins une machine électrique (40), au moins un mode de combustion du moteur thermique (20), et la consommation d’énergie due à l’utilisation du catalyseur (50), sélectionner la valeur minimale (C min ) du critère de consommation (C conso ) parmi la pluralité de valeurs déterminées, appliquer, sur un intervalle de temps prédéfini, la consigne de couple du moteur thermique (TQ eng_ cmd ), la consigne de couple de la machine électrique (TQ elec_cmd ), la consigne de consommation d’énergie (P ehc_cmd ) par le catalyseur (50) et le mode de combustion (CM cmd ) du moteur thermique (20) correspondant à la valeur minimale (C min ) sélectionnée du critère de consommation (C conso ). Calculateur (60) selon la revendication précédente, étant configuré pour déterminer le critère de consommation (C conso ), en exécutant la formule suivante : où P fuel est la puissance provenant de la consommation de carburant, en fonction du régime courant (N), du couple du moteur thermique (TQeng) et du mode de combustion (CM) du moteur thermique (20), α(SOC) est le facteur d’équivalence entre la consommation d’énergie électrique de la machine électrique (40) et la consommation de carburant par le moteur thermique (20) en fonction de l’état de charge (SOC) de la batterie (30), P elec est la puissance électrique de fonctionnement de la machine électrique (40), mNOx est la masse totale de polluants émis depuis le début du trajet du véhicule, autrement dit, depuis le dernier démarrage du véhicule, d est la distance parcourue par le véhicule depuis le début de trajet, est le facteur de pénalité d’émissions de gaz d’échappement polluants, est le débit des gaz d’échappement polluants ou rejetés dans l’atmosphère, et dépend du couple du moteur thermique (TQeng) et du mode de combustion (CM) du moteur thermique (20), V est la vitesse du véhicule, NOxlim est la limite maximale d’émission de polluants, est le facteur d’équivalence entre la consommation d’énergie électrique par le système de chauffage interne du catalyseur (50) et la consommation de carburant par le moteur thermique (20) en fonction de l’état de charge (SOC) de la batterie (30), P ehc est la puissance électrique utilisée par le système de chauffage interne du catalyseur (50), dNO x EHC est une estimation de la réduction d’émissions de polluants après utilisation du catalyseur (50). Calculateur (60), selon l’une quelconque des revendications précédentes, étant configuré pour déterminer la pluralité de valeurs d’un critère de consommation (C conso ), sélectionner la valeur minimale (C min ) et appliquer la consigne de couple du moteur thermique (TQ eng_ cmd ), la consigne de couple de la machine électrique (TQ elec_cmd ), la consigne de consommation d’énergie (P ehc_cmd ) par le catalyseur (50) et le mode de combustion (CM cmd ) du moteur thermique (20) correspondant à la valeur minimale (C min ), de manière régulière, notamment toutes les 10 millisecondes à toutes les 1 secondes. Véhicule hybride, comprenant au moins un moteur thermique (20), au moins une machine électrique (40), au moins une batterie (30) au moins un catalyseur (50) dit « chauffé », comprenant un système de chauffage interne, et un calculateur (60) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3. Véhicule selon la revendication précédente, dans lequel système de chauffage interne du catalyseur (50) est électrique. Procédé de contrôle d’une chaîne de traction (1) d’un véhicule hybride comprenant au moins un moteur thermique (20), au moins une machine électrique (40), au moins une batterie (30) et au moins un catalyseur (50) dit « chauffé », comprenant un système de chauffage interne, ledit procédé étant mis en œuvre par un calculateur (60) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, est caractérisé en ce qu’il comprend les étapes de : détermination (E1) d’une pluralité de valeurs d’un critère de consommation (C conso ) énergétique de la chaine de traction (1), ledit critère de consommation (C conso ) étant fonction de : la répartition du couple entre l’au moins un moteur thermique (20) et l’au moins une machine électrique (40), au moins un mode de combustion du moteur thermique (20), et la consommation d’énergie due à l’utilisation du catalyseur (50), sélection (E2) de la valeur minimale (C min ) du critère de consommation (C conso ) parmi la pluralité de valeurs déterminées, application (E3), sur un intervalle de temps prédéfini, de la consigne de couple du moteur thermique (TQ eng_ cmd ), de la consigne de couple de la machine électrique (TQ elec_cmd ), de la consigne de consommation d’énergie (P ehc_cmd ) par le catalyseur (50) et du mode de combustion (CM cmd ) du moteur thermique (20) correspondant à la valeur minimale (C min ) sélectionnée du critère de consommation (C conso ). Procédé selon la revendication précédente dans lequel le critère de consommation (C conso ) est défini selon la formule suivante : où P fuel est la puissance provenant de la consommation de carburant, en fonction du régime courant (N), du couple du moteur thermique (TQeng) et du mode de combustion (CM) du moteur thermique (20), α(SOC) est le facteur d’équivalence entre la consommation d’énergie électrique de la machine électrique (40) et la consommation de carburant par le moteur thermique (20) en fonction de l’état de charge (SOC) de la batterie (30), P elec est la puissance électrique de fonctionnement de la machine électrique (40), mNOx est la masse totale de polluants émis depuis le début du trajet du véhicule, autrement dit, depuis le dernier démarrage du véhicule, d est la distance parcourue par le véhicule depuis le début de trajet, est le facteur de pénalité d’émissions de gaz d’échappement polluants, est le débit des gaz d’échappement polluants ou rejetés dans l’atmosphère, et dépend du couple du moteur thermique (TQeng) et du mode de combustion (CM) du moteur thermique (20), V est la vitesse du véhicule, NO x lim est la limite maximale d’émission de polluants, est le facteur d’équivalence entre la consommation d’énergie électrique par le système de chauffage interne du catalyseur (50) et la consommation de carburant par le moteur thermique (20) en fonction de l’état de charge (SOC) de la batterie (30), P ehc est la puissance électrique utilisée par le système de chauffage interne du catalyseur (50), dNO x EHC est une estimation de la réduction d’émissions de polluants après utilisation du catalyseur (50). Procédé, selon l’une quelconque des revendications 6 à 7, étant exécuté de manière régulière, toutes les 10 millisecondes à toutes les 1 secondes. Procédé, selon l’une quelconque des revendications 6 à 8, dans lequel l’étape d’application (E3) de la consigne de couple du moteur thermique (TQ eng_ cmd ), de la consigne de couple de la machine électrique (TQ elec_cmd ), de la consigne de consommation d’énergie (P ehc_cmd ) par le catalyseur (50) et du mode de combustion (CM cmd ) du moteur thermique (20) est définie sur un intervalle de temps prédéfini compris entre 10 millisecondes et 1 seconde et de préférence 10 millisecondes.