FR3083487A1 - Systeme de commande de production d’electricite - Google Patents

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Abstract

L’objectif est de 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 : L’invention concerne un système de commande de production d’électricité pour un véhicule électrique (10). Le véhicule électrique a un moteur de traction (40), une batterie (50), un générateur (30), un moteur à combustion interne (20) configuré pour entraîner le générateur (30), et un interrupteur (70) pouvant être actionné manuellement par le conducteur du véhicule. Le système de commande de production d’électricité comprend : un dispositif de commande (100) configuré de sorte à lancer le moteur à combustion interne (20) en réponse à une activation manuelle de l’interrupteur (70) ; et un module de détection (51) configuré de façon à détecter le niveau de charge (SOCbatt) de la batterie (50). Si le niveau de charge, (SOCbatt), de la batterie (50) atteint un seuil prédéterminé (SOCth) ou un niveau inférieur alors que le moteur à combustion interne (20) est à l’arrêt, le dispositif de commande (100) lance la conduite du véhicule (10) en mode évacuation afin que le moteur à combustion interne (20) commence à produire de l’électricité. (Fig. 3)

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] Le 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 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 ayant un moteur configuré de façon à déplacer le véhicule, une batterie alimentant en électricité le moteur, un générateur configuré de sorte à produire de l’électricité pour charger la batterie, un moteur à combustion interne configuré pour entraîner le générateur, et un interrupteur pouvant être actionné manuellement par le conducteur du véhicule. Le système de commande de production d’électricité comprend : un dispositif de commande configuré de sorte à mettre en marche le moteur à combustion interne en réponse à une activation manuelle de l’interrupteur ; et un module de détection configuré de façon à détecter le niveau de charge de la batterie. Si le niveau de charge de la batterie atteint un seuil prédéterminé ou un niveau inférieur alors que le moteur à combustion interne est à l’arrêt, le dispositif de commande lance la conduite du véhicule en mode évacuation afin que le moteur à combustion interne commence à produire de l’électricité.
[0007] Selon une variante, en mode évacuation, le véhicule est conduit à une vitesse de véhicule prédéterminée ou à une vitesse inférieure.
[0008] Alternativement ou au surplus, en mode évacuation, le générateur peut continuer à produire une quantité prédéterminée d’électricité qu'il y ait ou non demande du conducteur du véhicule via la pédale d’accélérateur.
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.l [0010] [fig.l] 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 ;
Fig. 3 [0012] [fig-3] est un diagramme de temps d’un exemple de conduite en mode évacuation.
Exposé de l’invention [0013] L’invention concerne un système de commande de production d’électricité pour un véhicule électrique, le véhicule électrique ayant un moteur configuré de façon à déplacer le véhicule, une batterie alimentant en électricité le moteur, un générateur configuré de sorte à produire de l’électricité pour charger la batterie, un moteur à combustion interne configuré pour entraîner le générateur, et un interrupteur pouvant être actionné manuellement par le conducteur du véhicule. Le système de commande de production d’électricité comprend : un dispositif de commande configuré de sorte à mettre en marche le moteur à combustion interne en réponse à une activation manuelle de l’interrupteur ; et un module de détection configuré de façon à détecter le niveau de charge de la batterie. Si le niveau de charge de la batterie atteint un seuil prédéterminé ou un niveau inférieur alors que le moteur à combustion interne est à l’arrêt, le dispositif de commande lance la conduite du véhicule en mode évacuation afin que le moteur à combustion interne commence à produire de Γélectricité. Tel que décrit, 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.
Description des modes de réalisation [0014] En référence aux dessins joints, un système de commande de production d’électricité selon un mode de réalisation est décrit.
[0015] Comme illustré à la Fig. 1, le véhicule électrique, généralement désigné sous le numéro 10, comprend un moteur à combustion interne 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.
[0016] Le moteur 20 est formé d’une pluralité de cylindres. Dans le présent mode de réalisation, 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.
[0017] Le 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.
[0018] Le 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.
[0019] 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.
[0020] 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.
[0021] 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.
[0022] Sont connectés à PUCE 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 démarreur. L’UCE 100 commande le moteur 20, le générateur 30 et le MG 40.
[0023] 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 l’UCE 100 un signal indiquant les résultats de détection.
[0024] 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 véhicule 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 smartphone.
[0025] 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.
[0026] De plus, l’interrupteur 70 consiste en un bouton ou une molette et est en mesure d’ajuster la quantité d’électricité produite.
[0027] 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 SOCbatt 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, l’UCE 100 arrête la production d’électricité du générateur 30 après avoir détecté la désactivation de l’interrupteur 70.
[0028] L’UCE 100 lance la production d’électricité du générateur 30 en mettant le moteur 20 en marche lorsque le SOCbatt de la batterie 50 est inférieur à un seuil prédéterminé SOCth dans le cas où l’interrupteur 70 est désactivé, c’est-à-dire que le moteur 20 est coupé.
[0029] Il convient de noter que le seuil prédéterminé SOCth correspond à un SOC trop faible pour pouvoir conduire en toute sécurité, par exemple le MG 40 ne peut pas appliquer de force motrice assez élevée pour répondre à la demande du conducteur du véhicule via la pédale d’accélérateur 61. Le seuil prédéterminé SOCth est à titre expérimental déterminé et stocké dans la ROM de l’UCE 100.
[0030] Si, avec le SOCbatt de la batterie 50 égal ou inférieur au seuil prédéterminé SOCth, la conduite se poursuit, le SOCbatt diminue encore ce qui augmente la probabilité que le véhicule 10 ne permette plus d’assurer une conduite sécurisée et doive s’arrêter sur la route.
[0031] Afin d’éviter la situation susmentionnée, selon le présent mode de réalisation, la batterie 50 est chargée de sorte à maintenir son SOCbatt assez élevé afin d’évacuer le véhicule 10 en mettant le moteur 20 en marche de sorte que le générateur 30 continue à alimenter en électricité la batterie 50 lorsque, le moteur 20 à l’arrêt, le SOCbatt de la batterie 50 est égal ou inférieur au seuil prédéterminé SOC*.
[0032] L’UCE 100 fait office de module de commande de mode de conduite 102 qui sé lectionne le mode évacuation lorsque, le moteur 20 à l’arrêt, le SOCbatt de la batterie est égal ou inférieur au seuil prédéterminé SOCth.
[0033] En mode évacuation, le véhicule 10 est commandé de façon à être entraîné à une vitesse de véhicule prédéterminée Vth ou une vitesse inférieure. Plus précisément, l’UCE 100 commande la sortie du MG 40 afin de permettre la conduite du véhicule 10 à une vitesse de véhicule prédéterminée Vth ou une vitesse inférieure.
[0034] En mode évacuation, l’UCE 100 régule le moteur 20 de sorte que le générateur 30 peut continuer à produire une quantité prédéterminée d’électricité qu'il y ait ou non demande du conducteur du véhicule via la pédale d’accélérateur 61.
[0035] La quantité d’électricité prédéterminée reste constante afin de maintenir le SOCbatt de la batterie à un niveau où le véhicule 10 peut marcher à vitesse réduite à des fins d’évacuation. Avec cette configuration, la consommation de carburant nécessaire pour que le moteur 20 continue à marcher en mode évacuation est réduite.
[0036] De préférence, l’UCE 100 informe les autres forces en présence que le véhicule 10 est passé en mode évacuation à l’aide des feux de détresse. En outre, l’UCE 100 peut réduire la diminution du SOCbatt de la batterie en suspendant des composants auxiliaires, tels qu’un climatiseur, en mode évacuation.
[0037] En se référant maintenant à la Eig. 2, les procédures engagées par l’UCE 100 sont expliquées.
[0038] L’UCE 100 détermine si oui ou non la condition « absence de production d’électricité et SOCbatt L SOCth » est satisfaite. Si la condition n’est pas satisfaite, une étape de décision SI rejoint un point final où la procédure prend fin.
[0039] Si la condition est satisfaite, l’étape de décision SI rejoint l’étape S2. Lors de l’étape S2, l’UCE 100 permet de conduire le véhicule 10 en mode évacuation.
[0040] Puis, à l’étape S3, l’UCE 100 maintient la vitesse de véhicule V à la vitesse de véhicule prédéterminée Vth ou à une vitesse inférieure et produit de l’électricité qu'il y ait ou non demande du conducteur via la pédale d’accélérateur 61.
[0041] En s’appuyant maintenant sur le diagramme de temps de la Eig. 3, un exemple de conduite en mode évacuation est expliqué.
[0042] Au moment T0, lorsque le SOCbatt de la batterie 50 est égal ou inférieur au seuil prédéterminé SOCth, θη passe en mode évacuation, et la production d’électricité en mode évacuation est donc activée. Ainsi, sans manipulation de l’interrupteur 70, la production d’électricité commence.
[0043] Au même moment que le moment T0, la restriction de vitesse de véhicule en mode évacuation est activée, la restriction de vitesse de véhicule s’appliquant donc. Selon la restriction de vitesse de véhicule en mode évacuation, le véhicule 10 est conduit à la vitesse de véhicule prédéterminée Vth ou à une vitesse inférieure. L’UCE 100 empêche le véhicule 10 d’être conduit à une vitesse supérieure à la vitesse de véhicule prédé6 terminée Vth lorsque la pédale d’accélérateur 61 est largement enfoncée.
[0044] Sous l’influence de la restriction de vitesse de véhicule en mode évacuation, la vitesse de véhicule V commence à diminuer au moment T0 jusqu’à atteindre la vitesse de véhicule prédéterminée Vth au moment Tl.
[0045] Le seuil prédéterminé SOCth correspond à un niveau supérieur à un SOCsh qui indique le niveau auquel l’électricité est fournie à l’intérieur de la batterie 50. Ainsi, si le SOCbatt de la batterie 50 atteint le SOCsh, la batterie 50 correspond au niveau auquel l’électricité est fournie et la batterie 50 ne peut alimenter en électricité le MG4.
[0046] Entre le moment Tl et le moment T2, le véhicule 10 est conduit à la vitesse de véhicule prédéterminée Vth et le SOCbatt de la batterie 50 reste constant car la consommation d’électricité de la batterie 50 compense la fourniture d’électricité par le générateur 30 à la batterie 50. Après le moment T2, la demande du conducteur via la pédale d’accélérateur 61 devient moins importante, la vitesse de véhicule V diminue progressivement et le SOCbatt de la batterie 50 augmente progressivement vers le seuil prédéterminé SOC*.
[0047] Tel que décrit, le système de commande de production d’électricité selon le présent mode de réalisation lance la production d’électricité du générateur 30 en mettant le moteur 20 en marche, même lorsque l’interrupteur 70 n’est pas activé, si la condition SOCbatt = SOC* est satisfaite, alors que, avec l’interrupteur 70 désactivé, le moteur 20 est à l’arrêt. Avec cette configuration, le système de commande de production d’électricité selon le présent mode de réalisation peut empêcher que le SOCbatt de la batterie 50 n’atteigne un niveau ou ne tombe en dessous d’un niveau auquel il est impossible pour le véhicule 10 de se déplacer. 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.
[0048] En outre, le système de commande de production d’électricité selon le présent mode de réalisation peut empêcher la décharge complète de la batterie 50, évitant ainsi à la batterie 50 d’avoir des problèmes.
[0049] De plus, le système de commande de production d’électricité selon le présent mode de réalisation peut réduire la consommation indésirable de carburant par le moteur 20 car l’électricité n’est pas produite, selon la volonté des occupants du véhicule, jusqu’à ce que le SOCbatt de la batterie 50 n’atteigne le seuil prédéterminé SOCth ou ne tombe en dessous de ce seuil à moins que l’interrupteur 70 ne soit activé.
[0050] En outre, le système de commande de production d’électricité selon le présent mode de réalisation peut réduire, en quantité, la décharge de la batterie 50 en mode évacuation car le véhicule 10 est conduit à une vitesse de véhicule prédéterminée Vth ou en dessous de ladite vitesse. De ce fait, le système de commande de production d’électricité selon le présent mode de réalisation peut réduire la quantité de carburant consommé par le moteur 20 en réduisant la quantité d’électricité produite par le générateur 30 en entraînant le moteur 20 en mode évacuation.
[0051] De plus, le système de commande de production d’électricité selon le présent mode de réalisation peut interdire à la vitesse de véhicule V de dépasser la vitesse de véhicule prédéterminée Vth, ce qui pourrait arriver si un conducteur enfonce largement la pédale d’accélérateur 61 en mode évacuation. Cela pousse le conducteur à débuter manuellement la production d’électricité en activant manuellement l’interrupteur 70.
[0052] Enfin, le système de commande de production d’électricité selon le présent mode de réalisation peut garantir un SOC suffisamment élevé afin d’assurer une conduite sécurisée du véhicule 10 à vitesse réduite à des fins d’évacuation tout en empêchant une panne de la batterie 50 car elle peut continuer à produire la quantité prédéterminée d’électricité qu'il y ait ou non demande du conducteur via la pédale d’accélérateur 61 en mode évacuation.
[0053] Bien que l’invention concerne, mais 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. A titre d’exemple, le générateur 30 peut prendre la forme d’un générateur de démarrage faisant office de générateur et de démarreur de moteur bien que, dans la description précédente, le générateur 30 soit fourni séparément d’un démarreur de moteur. De plus, il peut être mis fin à la conduite en mode évacuation lorsque le SOCbatt de la batterie dépasse le seuil prédéterminé SOCth lors de la conduite en mode évacuation. L’ensemble de ces modifications et leurs équivalences sont visées par la présente invention.
- 10 : Véhicule ;
- 20 : Moteur à combustion interne ou moteur ;
- 30 : Générateur ;
- 40 : Moteur ou générateur de moteur ;
- 50 : Batterie ;
- 51 : Module de détection ou capteur de batterie ;
- 60 : Capteur de position d’accélérateur ;
- 61 : Pédale d’accélérateur ;
- 70 : Interrupteur ;
- 100 : Dispositif de commande ou UCE ;
- 101 : Module de commande de production d’électricité ;
- 102 : Module de commande de conduite :
Document brevet 1 : WO 2011/089726 Al

Claims (1)

  1. Revendications [Revendication 1] Système de commande de production d’électricité pour un véhicule électrique (10), le véhicule électrique ayant un moteur (40) configuré de façon à déplacer le véhicule (10), une batterie (50) alimentant en électricité le moteur (40), un générateur (30) configuré de sorte à produire de rélectricité pour charger la batterie (50), un moteur à combustion interne (20) configuré pour entraîner le générateur (30), et un interrupteur (70) pouvant être actionné manuellement par le conducteur du véhicule, le système de commande de production d’électricité comprenant : un dispositif de commande (100) configuré de sorte à mettre en marche le moteur à combustion interne (20) en réponse à une activation manuelle de l’interrupteur (70) ; et un module de détection (51) configuré de façon à détecter le niveau de charge (SOCbatt) de la batterie (50), caractérisé en ce que si le niveau de charge (SOCbatt) de la batterie (50) atteint un seuil prédéterminé (SOCth) ou un niveau inférieur alors que le moteur à combustion interne (20) est à l’arrêt, le dispositif de commande (100) lance la conduite du véhicule (10) en mode évacuation afin que le moteur à combustion interne (20) commence à produire de l’électricité. [Revendication 2] Système de commande de production d’électricité selon la revendication 1, dans lequel, en mode évacuation, le véhicule (10) est conduit à une vitesse de véhicule prédéterminée (Vth) ou à une vitesse inférieure. [Revendication 3] Système de commande de production d’électricité selon la revendication 1 ou 2, dans lequel, en mode évacuation, le générateur (30) peut continuer à produire une quantité prédéterminée d’électricité qu'il y ait ou non demande du conducteur du véhicule via la pédale d’accélérateur (61).
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