Brevet FR3137993A1 — publié le 20240119

Procédé de commande d’un véhicule automobile hybride comprenant les étapes suivantes : au cours d’une première étape (1), on reçoit des informations des feux de signalisation au cours d’une deuxième étape (2), on détermine le signal actif affiché et la durée jusqu’au changement de signal du premier feu de signalisation sur la trajectoire du véhicule en fonction des informations des feux de signalisation, et au cours d’étapes (3,4,5,6,7,8), on compare la durée jusqu’au changement de signal du feu de signalisation, la vitesse du véhicule, et la vitesse maximale autorisée sur la chaussée utilisée par le véhicule automobile, puis on commande le loi de gestion de l’énergie et on indique au conducteur des actions à effectuer, de sorte à limiter le temps d’attente au feu de signalisation et l’énergie dépensée entre jusqu’au franchissement du feu de signalisation. Figure pour l’abrégé : Fig 1 Procédé et système de commande d’un véhicule automobile hybride en fonction des feux de signalisation L’invention a pour domaine technique la commande des véhicules automobiles, et en particulier, la commande de tels véhicules munis d’un groupe motopropulseur hybride. Afin d’optimiser la consommation énergétique des véhicules, il est possible d’éviter les arrêts ou décélérations à l’approche d’un feu de signalisation signalant un arrêt obligatoire, d’anticiper le passage de feux de signalisation à un signal signalant un arrêt obligatoire pour couper l’injection du moteur thermique ou de limiter le fonctionnement du moteur électrique, voire de laisser avancer le véhicule au ralenti. Pour cela, il est nécessaire de connaître à l’avance la chronologie de changement d’état des feux de signalisation (temporisation des passages entre les états de signalisation). Pour un véhicule hybride comprenant un moteur thermique et au moins un moteur électrique, le parcours, le profil de vitesse et la demande de puissance à la roue permettent d’optimiser au mieux la consommation globale. Avec de nouvelles technologies, il est possible de disposer d‘informations sur le futur, notamment sur l’état et la durée avant changement des feux de signalisations. En mode manuel, seul le conducteur décide des accélérations et décélérations du véhicule en lisant les conseils affichés sur le tableau de bord à l’approche d‘un feu de signalisation. Par contre, le superviseur hybride commande en couple le moteur thermique et le/les moteurs électriques, ainsi que l’arrêt et le démarrage du moteur thermique. Il existe un besoin pour une optimisation de la loi de gestion de l’énergie en fonction de l’état des feux de signalisation sur le trajet du véhicule. Techniques antérieures De l’état de la technique antérieure, on connait le document FR2101753 décrivant un procédé de commande d’une boîte de vitesse automatisée qui permet, lorsque le conducteur ne respecte pas la consigne donnée à l’approche d’un feu de signalisation, de l’y inciter fortement en pilotant astucieusement la boîte. Ce document est applicable à tout véhicule comportant une boite de vitesses automatisée, dans le but d’éviter les surconsommations inutiles de carburant liées au comportement du conducteur. Elle ne décrit toutefois pas l’application à un véhicule hybride et à la prise en compte de plusieurs sources motrices. L’invention a pour objet un procédé de commande d’un véhicule automobile muni d’un groupe motopropulseur hybride comprenant un moteur thermique et au moins une machine électrique, régi par une loi de gestion de l’énergie prédéterminée et le véhicule comprenant par ailleurs un calculateur, une interface homme machine pour afficher des informations au conducteur et des moyens de communication avec au moins un feu de signalisation, le procédé comprenant les étapes suivantes : le calculateur reçoit des informations d’un feu de signalisation, le calculateur détermine la distance au feu de signalisation, le signal actif affiché par le feu de signalisation parmi un premier signal associé à une autorisation de franchissement et un deuxième signal associé à une interdiction de franchissement, et une durée jusqu’au changement de signal du feu de signalisation en fonction desdites informations reçues, le calculateur compare la durée jusqu’au changement de signal du feu de signalisation avec une durée pour franchir la distance jusqu’au feu de signalisation, le calculateur modifie temporairement la loi de gestion de l’énergie en fonction du résultat de la comparaison et envoie une indication au conducteur d’au moins une action à effectuer, en cohérence avec ladite modification de la loi de gestion de l’énergie, de sorte à limiter l’énergie dépensée jusqu’au franchissement du feu de signalisation. Lorsque le feu de signalisation affiche le deuxième signal et lorsque la durée pour franchir la distance jusqu’au feu de signalisation à la vitesse actuelle du véhicule est inférieure à la durée jusqu’au changement de signal, elle-même inférieure à la durée nécessaire au véhicule pour parcourir la distance jusqu’au feu de signalisation en roue libre, le calculateur peut modifier temporairement la loi de gestion de l’énergie pour adapter le freinage récupératif en fonction de la distance au feu de signalisation, et le calculateur peut envoyer une indication au conducteur de relâcher la pédale d’accélérateur. Lorsque le feu de signalisation affiche le premier signal et lorsque la durée jusqu’au changement de signal est supérieure à la durée pour franchir la distance jusqu’au feu de signalisation à la vitesse actuelle du véhicule, le calculateur peut modifier temporairement la loi de gestion de l’énergie de sorte à maintenir la vitesse à la roue requise, de préférence en mode tout électrique, et le calculateur peut envoyer une indication au conducteur de maintenir au moins la vitesse actuelle du véhicule. Lorsque le feu de signalisation affiche le premier signal et lorsque la durée pour franchir la distance jusqu’au feu de signalisation à la vitesse actuelle du véhicule est supérieure à la durée de durée jusqu’au changement de signal, elle-même supérieure à la durée pour franchir la distance jusqu’au feu de signalisation à la vitesse maximale autorisée, le calculateur peut modifier temporairement la loi de gestion de l’énergie de sorte que le moteur thermique soit démarré, s’il était arrêté, et maintenu en marche jusqu’au franchissement du feu de signalisation afin de fournir une puissance supplémentaire, et le calculateur peut envoyer une indication au conducteur de la vitesse maximale autorisée à atteindre. Lorsque le feu de signalisation affiche le premier signal et lorsque la durée pour franchir la distance jusqu’au feu de signalisation à la vitesse maximale autorisée est supérieure à la durée jusqu’au changement de signal, le calculateur peut modifier temporairement la loi de gestion de l’énergie de sorte à forcer un mode de fonctionnement tout électrique pour procéder à un freinage récupératif, et le calculateur peut envoyer une indication au conducteur de relâcher la pédale d’accélérateur. Lorsque le feu de signalisation affiche le deuxième signal, et lorsque la durée jusqu’au changement de signal est inférieure à la durée pour franchir la distance jusqu’au feu de signalisation à la vitesse actuelle du véhicule, le calculateur peut ne pas modifier la loi de gestion de l’énergie et, le calculateur peut envoyer une indication au conducteur de maintenir la vitesse du véhicule inchangée, de sorte que le véhicule franchisse le feu de signalisation alors que celui-ci affichera le premier signal, après un changement depuis le deuxième signal. . Lorsque le feu de signalisation affiche le deuxième signal et lorsque la durée nécessaire au véhicule pour parcourir la distance jusqu’au feu de signalisation en utilisant un frein moteur est inférieure à la durée jusqu’au changement de signal, le calculateur peut modifier la loi de gestion de l’énergie de sorte à forcer un mode tout électrique et adapte le freinage récupératif et, le calculateur peut envoyer une indication au conducteur d’une vitesse conseillée et de lâcher la pédale d’accélérateur, de sorte à minimiser la dépense d’énergie car le véhicule atteindra le feu de signalisation alors que celui-ci affichera le deuxième signal, avant un changement de signal. Lors du franchissement du feu de signalisation, le calculateur peut supprimer les indications au conducteur et la modification temporaire de la loi de gestion de l’énergie prend fin. Lorsque le franchissement de plusieurs feux de signalisation est prévu sur l’itinéraire, le calculateur peut modifier temporairement la loi de gestion de l’énergie lors du passage d’un premier feu de signalisation afin de forcer une décharge de la batterie pour conserver la possibilité de réaliser un freinage récupératif lors du passage des feux de signalisation suivants. L’invention a également pour objet un système de commande d’un véhicule automobile muni d’un groupe motopropulseur hybride d’une interface homme machine pour afficher des informations au conducteur, des moyens de communication avec au moins un feu de signalisation et de moyens de commande configurés pour réaliser le procédé de commande tel que décrit ci-dessus. Un avantage du procédé et du système de commande réside dans la réduction de la consommation énergétique des véhicules hybrides en milieu urbain, lorsque l’on dispose d’une connaissance des changements de feux de signalisation. La loi de gestion du groupe motopropulseur permet d‘optimiser la consommation énergétique en connaissant les actions à réaliser dans un futur proche ainsi que la demande de puissance associée. D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure illustre les principales étapes d’un procédé de commande selon l’invention. Description détaillée On définit deux états d’un feu de signalisation. Un premier état correspond à un passage autorisé. Dans la plupart des pays, cet état correspond à une lumière verte. Un deuxième état correspond à un arrêt obligatoire. Dans la plupart des pays, cet état correspond à une lumière rouge. Les notations suivantes sont définies. : l’état du feu de signalisation : la durée jusqu’au changement de signal : la distance entre le feu de signalisation et le véhicule : la vitesse du véhicule : la vitesse maximale autorisée sur la chaussée utilisée : la durée pour franchir la distance jusqu’au feu de signalisation à la vitesse actuelle du véhicule : la durée pour franchir la distance jusqu’au feu de signalisation à la vitesse maximale autorisée . : la durée nécessaire au véhicule pour parcourir la distance jusqu’au feu de signalisation en utilisant le frein moteur. : la durée nécessaire au véhicule pour parcourir la distance jusqu’au feu de signalisation en roue libre (mode dit de « sailing » en langue anglaise). Les changements d’état du groupe moto-propulseur hybride se font en fonction de la demande du conducteur via la pédale d’accélérateur, la vitesse du véhicule et l’état de la batterie. Le procédé de commande d’un véhicule automobile hybride muni d’un groupe motopropulseur hybride comprenant un moteur thermique et au moins une machine électrique est réalisé par l’intermédiaire d’un calculateur embarqué comprenant une mémoire et un processeur configuré pour exécuter les étapes décrites ci-dessous. Le groupe motopropulseur hybride comprend plusieurs modes de fonctionnement. Dans un premier mode de fonctionnement, seules les machines électriques génèrent un couple à la roue. Le moteur thermique ne participe pas. Dans un véhicule hybride, le moteur thermique est systématiquement coupé. Dans un deuxième mode de fonctionnement le moteur thermique et les machines électriques génèrent un couple à la roue en fonction notamment de la requête du conducteur, de la puissance pouvant être générée par chaque organe, le carburant disponible, l’état de charge de la batterie de traction, d’une manière connue de l’état de la technique. Dans un mode hybride, les machines électriques peuvent être motrices pour apporter une puissance supplémentaire aux roues ou au contraire en génératrice pour recharger les batteries. Dans un troisième mode de fonctionnement, le moteur thermique est le seul à fournir un couple à la roue. C’est notamment le cas lorsque la batterie de traction présente un état de charge trop faible pour permettre l’alimentation des machines électriques. Un état de charge trop faible de la batterie peut également résulter de l’optimisation de l’énergie à bord du véhicule. Le procédé de commande est illustré par la figure et comprend une première étape 1 de détermination des informations relatives aux feux de signalisation. Ces informations sont acquises par l’intermédiaire d’une communication de type véhicule à infrastructure V2I (« véhicule to infrastructure », en langue anglaise). L’état d’un feu de signalisation comprend son état courant (la couleur du feu) E f et le temps restant avant le prochain changement d’état du feu de signalisation T cc . La position géographique du feu de signalisation, et les voies contrôlées peuvent également faire partie de l’état d’un feu de signalisation. La position du feu et la voie concernées sont données pour calculer la distance avec le véhicule et si le véhicule est concerné par la voie qu’il emprunte. Au cours de cette même première étape 1, on détermine les informations à prendre en compte en fonction de la distance entre le véhicule et chaque feu de signalisation, en fonction de la trajectoire planifiée sur un horizon de temps T prédéterminé, par exemple 15s. Dans un mode de réalisation particulier, on tient compte de la trajectoire probable en fonction de la direction de déplacement, et du plan de signalisation autour du véhicule automobile. Au cours d’une deuxième étape 2, on détermine le signal actif affiché par le premier feu de signalisation sur la trajectoire du véhicule. Lorsque le feu de signalisation affiche un premier signal et affichera un deuxième signal dans la durée jusqu’au changement de signal et si , le procédé se poursuit par une troisième étape 3. On estime qu’à la vitesse actuelle V ego , le véhicule franchira le feu de signalisation alors que celui-ci affichera un premier signal, avant un changement vers un deuxième signal. On maintient alors la vitesse véhicule inchangée. On modifie la loi de gestion de l’énergie de sorte à maintenir la vitesse et la puissance nécessaire aux roues. Si le fonctionnement tout électrique répond à cette exigence, le moteur thermique n’est pas démarré. On indique au conducteur de maintenir sa vitesse. Lorsque le feu de signalisation affiche un premier signal et affichera un deuxième signal dans la durée jusqu’au changement de signal et si , le procédé se poursuit par une quatrième étape 4. On estime qu’à la vitesse actuelle, le véhicule atteindra le feu de signalisation alors que celui-ci affichera un deuxième signal. Par contre, en accélérant à la vitesse maximale autorisée, le véhicule franchira le feu de signalisation alors que celui-ci affichera un premier signal, avant un changement vers un deuxième signal. Le mode de fonctionnement tout électrique peut-être insuffisant. On modifie alors la loi de gestion de l’énergie a fin de démarrer le moteur thermique pour fournir une puissance supplémentaire. La loi de gestion de l’énergie est également modifiée de sorte à interdire l’arrêt du moteur thermique. On indique au conducteur la vitesse à atteindre. Lorsque le feu de signalisation affiche un premier signal et affichera un deuxième signal dans la durée jusqu’au changement de signal et si , le procédé se poursuit par une cinquième étape 5. On estime que, même à la vitesse maximale autorisée, le véhicule atteindra le feu de signalisation alors que celui-ci affichera un deuxième signal. On indique alors au conducteur de relâcher la pédale d’accélérateur. Si la batterie de traction n’est pas totalement chargée, on modifie la loi de gestion de l’énergie de sorte que le mode de fonctionnement tout électrique forcé, pour procéder à un freinage récupératif. Lorsque le feu de signalisation affiche un deuxième signal et affichera un premier signal dans la durée jusqu’au changement de signal , et si , le procédé se poursuit par une sixième étape 6. On estime qu’à la vitesse actuelle, le véhicule franchira le feu de signalisation alors que celui-ci affichera un premier signal, après un changement depuis un deuxième signal. On commande alors le maintien de la vitesse du véhicule inchangée et on modifie la loi de gestion de l’énergie de sorte que le mode de fonctionnement du groupe motopropulseur demeure inchangé. Notamment, le mode de fonctionnement peut rester en tout électrique si la puissance fournie est suffisante, sinon le mode de fonctionnement hybride (deuxième mode de fonctionnement) est enclenché. Mode hybride enclenché : démarrage moteur thermique et mode maintenu (pas d’action sur embrayage, boite de vitesses, .) aucun changement sur l’état de la chaîne de traction. Lorsque le feu de signalisation affiche un deuxième signal et affichera un premier signal dans la durée jusqu’au changement de signal , et si , le procédé se poursuit par une septième étape 7. On estime qu’à la vitesse actuelle, le véhicule atteindra le feu de signalisation alors que celui-ci affichera un deuxième signal, avant un changement de signal. Par contre, en passant en mode roue libre (« sailing » en langue anglaise), le véhicule franchira le feu de signalisation alors que celui-ci affichera un premier signal, après un changement de signal. On commande le véhicule de sorte qu’il évolue en mode roue libre. En d’autres termes, si elle était active, l’injection est coupée et le véhicule n’évolue que sous l’effet de sa propre inertie et n’est ralenti que par la traînée aérodynamique, la résistance des pneus et la résistance au roulement du véhicule. On indique au conducteur de lâcher la pédale d’accélérateur. En roue libre sur un véhicule hybride, on coupe le moteur thermique et si possible on désaccouple la ou les machines électriques pour limiter les pertes. On modifie la loi de gestion de l’énergie de sorte que le mode de fonctionnement tout électrique est forcé, le moteur thermique étant alors arrêté. La loi de gestion de l’énergie est également modifiée de sorte à adapter le freinage récupératif pour atteindre la vitesse consigne. Enfin, lorsque la batterie de traction est trop déchargée et que la phase d‘arrêt du moteur thermique est trop courte, alors celui-ci est gardé au ralenti. Il s’agit d’un mode hybride dans lequel la machine électrique est utilisée en mode génératrice. L’arrêt/démarrage du moteur thermique n’est pas rentabilisé s’il est trop court. Lorsque le feu de signalisation affiche un deuxième signal et affichera un premier signal dans la durée jusqu’au changement de signal , et si , le procédé se poursuit par une huitième étape 8. On estime que même en mode frein moteur, le véhicule atteindra le feu de signalisation alors que celui-ci affichera un deuxième signal, avant un changement de signal. On indique au conducteur une vitesse conseillée et de lâcher la pédale d’accélérateur. On modifie la loi de gestion de l’énergie de sorte à imposer un fonctionnement du véhicule en mode tout électrique afin de bénéficier d’un freinage récupératif. Le frein mécanique est alors employé en complément. A l’issue des étapes 3 à 8, le procédé se termine lors d’une neuvième étape 9 lors du franchissement du feu de signalisation, au cours de laquelle on supprime l’information affichée au conducteur et on autorise tous les modes de fonctionnement du groupe motopropulseur hybride. Le procédé reprend ensuite à la première étape 1 en considérant le prochain feu de signalisation. Lorsqu’il y a plusieurs feux de signalisation, on peut modifier la loi de gestion de l’énergie lors du passage d’un premier feu de signalisation afin de forcer une décharge de la batterie pour conserver la possibilité de réaliser un freinage récupératif lors du passage des feux de signalisation suivant. Procédé de commande d’un véhicule automobile muni d’un groupe motopropulseur hybride comprenant un moteur thermique et au moins une machine électrique, régi par une loi de gestion de l’énergie prédéterminée, le véhicule comprenant par ailleurs un calculateur, une interface homme machine pour afficher des informations au conducteur et des moyens de communication avec au moins un feu de signalisation, le procédé comprenant les étapes suivantes : - le calculateur reçoit des informations d’un feu de signalisation, - le calculateur détermine la distance au feu de signalisation, le signal actif affiché par le feu de signalisation parmi un premier signal associé à une autorisation de franchissement et un deuxième signal associé à une interdiction de franchissement, et une durée jusqu’au changement de signal du feu de signalisation en fonction desdites informations reçues, - le calculateur compare la durée jusqu’au changement de signal du feu de signalisation avec une durée pour franchir la distance jusqu’au feu de signalisation, - le calculateur modifie temporairement la loi de gestion de l’énergie en fonction du résultat de la comparaison et envoie une indication au conducteur d’au moins une action à effectuer, en cohérence avec ladite modification de la loi de gestion de l’énergie, de sorte à limiter l’énergie dépensée jusqu’au franchissement du feu de signalisation. Procédé de commande d’un véhicule automobile selon la revendication 1, dans lequel, lorsque le feu de signalisation affiche le deuxième signal et lorsque la durée pour franchir la distance jusqu’au feu de signalisation à la vitesse actuelle du véhicule est inférieure à la durée jusqu’au changement de signal, elle-même inférieure à la durée nécessaire au véhicule pour parcourir la distance jusqu’au feu de signalisation en roue libre, le calculateur modifie temporairement la loi de gestion de l’énergie pour adapter le freinage récupératif en fonction de la distance au feu de signalisation, et le calculateur envoie une indication au conducteur de relâcher la pédale d’accélérateur. Procédé de commande d’un véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, dans lequel, lorsque le feu de signalisation affiche le premier signal et lorsque la durée jusqu’au changement de signal est supérieure à la durée pour franchir la distance jusqu’au feu de signalisation à la vitesse actuelle du véhicule, le calculateur modifie temporairement la loi de gestion de l’énergie de sorte à maintenir la vitesse à la roue requise, de préférence en mode tout électrique, et le calculateur envoie une indication au conducteur de maintenir au moins la vitesse actuelle du véhicule. Procédé de commande d’un véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel, lorsque le feu de signalisation affiche le premier signal et lorsque la durée pour franchir la distance jusqu’au feu de signalisation à la vitesse actuelle du véhicule est supérieure à la durée jusqu’au changement de signal, elle-même supérieure à la durée pour franchir la distance jusqu’au feu de signalisation à la vitesse maximale autorisée, le calculateur modifie temporairement la loi de gestion de l’énergie de sorte que le moteur thermique soit démarré, s’il était arrêté, et maintenu en marche jusqu’au franchissement du feu de signalisation afin de fournir une puissance supplémentaire, et le calculateur envoie une indication au conducteur de la vitesse maximale autorisée à atteindre. Procédé de commande d’un véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel, lorsque le feu de signalisation affiche le premier signal et lorsque la durée pour franchir la distance jusqu’au feu de signalisation à la vitesse maximale autorisée est supérieure à la durée jusqu’au changement de signal, le calculateur modifie temporairement la loi de gestion de l’énergie de sorte à forcer un mode de fonctionnement tout électrique pour procéder à un freinage récupératif, et le calculateur envoie une indication au conducteur de relâcher la pédale d’accélérateur. Procédé de commande d’un véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel, lorsque le feu de signalisation affiche le deuxième signal, et lorsque la durée jusqu’au changement de signal est inférieure à la durée pour franchir la distance jusqu’au feu de signalisation à la vitesse actuelle du véhicule, le calculateur ne modifie pas la loi de gestion de l’énergie et, le calculateur envoie une indication au conducteur de maintenir la vitesse du véhicule inchangée, de sorte que le véhicule franchisse le feu de signalisation alors que celui-ci affichera le premier signal, après un changement depuis le deuxième signal. . Procédé de commande d’un véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel lorsque le feu de signalisation affiche le deuxième signal et lorsque la durée nécessaire au véhicule pour parcourir la distance jusqu’au feu de signalisation en utilisant un frein moteur est inférieure à la durée jusqu’au changement de signal, le calculateur modifie temporairement la loi de gestion de l’énergie de sorte à forcer un mode tout électrique et adapte le freinage récupératif et, le calculateur envoie une indication au conducteur d’une vitesse conseillée et de lâcher la pédale d’accélérateur, de sorte à minimiser la dépense d’énergie car le véhicule atteindra le feu de signalisation alors que celui-ci affichera le deuxième signal, avant un changement de signal. Procédé de commande d’un véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel, lors du franchissement du feu de signalisation, le calculateur supprime les indications au conducteur et la modification temporaire de la loi de gestion de l’énergie prend fin. Procédé de commande d’un véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel, lorsque le franchissement de plusieurs feux de signalisation est prévu sur l’itinéraire, le calculateur modifie temporairement la loi de gestion de l’énergie lors du passage d’un premier feu de signalisation afin de forcer une décharge de la batterie pour conserver la possibilité de réaliser un freinage récupératif lors du passage des feux de signalisation suivants. Système de commande d’un véhicule automobile muni d’un groupe motopropulseur hybride d’une interface homme machine pour afficher des informations au conducteur, des moyens de communication avec au moins un feu de signalisation et de moyens de commande configurés pour réaliser le procédé de commande tel que revendiqué dans les revendications précédentes 1 à 9.