TITRE : VÉHICULE À GMP ÉLECTRIQUE ET À AUTONOMIE DÉTERMINÉE EN FONCTION DE CONSOMMATIONS PONDÉRÉES, ET PROCÉDÉ ASSOCIÉ

5 La présente invention revendique la priorité de la demande française N ° 2000740 déposée le 25/01/2020 dont le contenu (te<te, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.

Domaine technique de l’invention 0 L’invention concerne les véhicules comprenant un groupe motopropulseur (ou GMP) tout électrique, et plus précisément la détermination de l’autonomie de tels véhicules.

Etat de la technique 5 Certains véhicules, éventuellement de type automobile, comprennent un groupe motopropulseur (ou GMP) tout électrique, c’est-à-dire comportant au moins une machine motrice électrique, et des équipements électriques consommateurs d’énergie électrique.

On entend ici par « machine motrice électrique » une machine électrique0 produisant notamment du couple pour les déplacements de son véhicule à partir de l’énergie stockée dans une batterie rechargeable.

Dans la plupart des véhicules définis ci-avant un calculateur est chargé de déterminer l’autonomie restante. Pour ce faire, il cumule généralement dans un intervalle de temps glissant la puissance consommée instantanément par5 le GMP et par les équipements électriques en fonctionnement (notamment la climatisation, le chauffage, les éclairages intérieur et extérieur, le dégivrage, ...) afin de déterminer l’énergie consommée. Puis, il divise cette dernière par la distance parcourue par le véhicule pendant cet intervalle de temps afin de déterminer une consommation d’énergie (par kilomètre). Enfin, il divise la0 quantité d’énergie électrique disponible dans la batterie par cette consommation d’énergie afin de déterminer une autonomie qui représente le nombre de kilomètres que le véhicule va pouvoir parcourir si ses conditions d’utilisation (façon de conduire, trafic, type de route empruntée, confort thermique, ...) demeurent similaires à celles en cours.

5 Actuellement, afin d’éviter d’avoir des fluctuations trop importantes de l’autonomie affichée, la consommation d’énergie déterminée est filtrée. Ce filtrage est réglé et fixé (éventuellement par le conducteur) afin d’avoir une valeur moyenne soit depuis la dernière recharge de la batterie, soit depuis le début de la phase de roulage en cours, soit encore depuis les X dernières0 minutes. Le calculateur détermine donc une autonomie en utilisant une consommation d’énergie qui est filtrée en fonction du réglage, mais indépendamment de l’état de charge de la batterie. Il en résulte une dynamique de filtrage très lente et donc pouvant être contraire à l’attente des conducteurs dans certaines situations de vie de leur véhicule. En effet, ces derniers5 souhaitent très généralement que la dynamique de filtrage s’adapte à l’urgence d’avoir une autonomie fiable et conforme aux conditions d’utilisation en cours de leur véhicule. Ce souhait résulte du fait que plus la batterie est déchargée, plus le conducteur va avoir tendance à adapter sa façon de conduire pour que cela induise une réduction de la consommation d’énergie électrique et ainsi0 une augmentation de l’autonomie, ce qui n’apparaît pas dans l’autonomie qui est déterminée par le calculateur.

L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation.

Présentation de l’invention 5 Elle propose notamment à cet effet un véhicule comprenant une machine motrice, électrique et consommant de l’énergie électrique, stockée dans une batterie rechargeable et ayant un état de charge en cours, pour fournir du couple pour le déplacer, et des équipements électriques consommant de l’énergie électrique stockée dans cette batterie. 0 Ce véhicule se caractérise par le fait qu’il comprend au moins un calculateur qui détermine :

- une première consommation d’énergie en fonction d’une première énergie consommée pendant une première durée venant de se terminer et d’une première distance parcourue pendant cette première durée,

- une seconde consommation d’énergie en fonction d’une seconde énergie consommée pendant une seconde durée, strictement supérieure à cette première durée, et venant de se terminer, et d’une seconde distance parcourue

5 pendant cette seconde durée,

- une moyenne pondérée de ces première et seconde consommations d’énergie en fonction de l’état de charge en cours de la batterie, et

- une autonomie du véhicule égale à une énergie stockée dans la batterie divisée par cette moyenne pondérée de consommation d’énergie. 0 Grâce à cette détermination d’une moyenne pondérée entre la seconde consommation d’énergie (« lente ») et la première consommation d’énergie (« rapide ») qui dépend de l’état de charge en cours de la batterie, le conducteur dispose d’une valeur d’autonomie stable lorsque l’état de charge est élevé et d’une valeur d’autonomie notablement plus précise et réactive5 lorsque l’état de charge est faible.

Le véhicule selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :

- son calculateur peut utiliser une première durée qui est comprise entre cinq minutes et trente minutes ; 0 - son calculateur peut utiliser une première durée égale à dix minutes ;

- son calculateur peut utiliser une seconde durée ayant débuté lors d’une dernière recharge de la batterie ;

- son calculateur peut déterminer la première énergie consommée pendant la première durée en fonction d’une première puissance électrique consommée5 pour déplacer le véhicule et par les équipements électriques en fonctionnement, et la première consommation d’énergie en divisant la première énergie consommée par la première distance parcourue ;

- son calculateur peut déterminer la seconde énergie consommée pendant la seconde durée en fonction d’une seconde puissance électrique consommée0 pour déplacer le véhicule, et la seconde consommation d’énergie en divisant la seconde énergie consommée par la seconde distance parcourue ;

- son calculateur peut, par exemple, déterminer, d’une part, des premier et second coefficients de pondération correspondant à l’état de charge en cours dans une table stockée et établissant une correspondance entre des paires de premier et second coefficients de pondération de consommation et des états de charge de la batterie, et, d’autre part, la moyenne pondérée en effectuant un rapport entre une somme de la première consommation d’énergie multipliée

5 par ce premier coefficient de pondération déterminé et la seconde consommation d’énergie multipliée par ce second coefficient de pondération déterminé et une somme des premier et second coefficients de pondération déterminés ;

- il peut être de type automobile. 0 L’invention propose également un procédé destiné à déterminer l’autonomie d’un véhicule comprenant une machine motrice, électrique et consommant de l’énergie électrique, stockée dans une batterie rechargeable et ayant un état de charge en cours, pour fournir du couple pour le déplacer, et des équipements électriques consommant de l’énergie électrique stockée dans la5 batterie.

Ce procédé de contrôle se caractérise par le fait qu’il comprend une étape dans laquelle on détermine :

- une première consommation d’énergie en fonction d’une première énergie consommée pendant une première durée venant de se terminer et d’une0 première distance parcourue pendant cette première durée,

- une seconde consommation d’énergie en fonction d’une seconde énergie consommée pendant une seconde durée, strictement supérieure à la première durée, et venant de se terminer et d’une seconde distance parcourue pendant cette seconde durée, 5 - une moyenne pondérée des première et seconde consommations d’énergie en fonction de l’état de charge en cours, et

- une autonomie du véhicule égale à une énergie stockée dans la batterie divisée par cette moyenne pondérée de consommation d’énergie.

L’invention propose également un produit programme d’ordinateur comprenant0 un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement, est propre à mettre en oeuvre un procédé de détermination d’autonomie du type de celui présenté ci-avant pour déterminer l’autonomie d’un véhicule comprenant une machine motrice, électrique et consommant de l’énergie électrique, stockée dans une batterie rechargeable et ayant un état de charge en cours, pour fournir du couple pour le déplacer, et des équipements électriques consommant de l’énergie électrique stockée dans cette batterie.

5 Brève description des figures

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels :

[Fig. 1] illustre schématiquement et fonctionnellement, dans une vue de dessus, un exemple de réalisation d’un véhicule selon l’invention, 0 [Fig. 2] illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de réalisation d’un calculateur chargé de déterminer l’autonomie, et [Fig. 3] illustre schématiquement un exemple d’algorithme mettant en oeuvre un procédé de détermination d’autonomie selon l’invention. 5 Description détaillée de l’invention

L’invention a notamment pour but de proposer un véhicule V comprenant un groupe motopropulseur (ou GMP) tout électrique et associé à une batterie BR rechargeable, et dans lequel l’autonomie av est déterminée en fonction de consommations d’énergie pondérées tenant compte de l’état de charge en0 cours ec de cette batterie BR.

Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule V est de type automobile. Il s’agit par exemple d’une voiture, comme illustré sur la figure 1 . Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout type de véhicule comprenant un GMP tout électrique. Ainsi, elle5 concerne les véhicules terrestres (véhicules utilitaires, camping-cars, minibus, cars, camions, motocyclettes, engins de voirie, engins de chantier, engins agricoles, engins de loisir (motoneige, kart), engins à chenille(s), et engins d’exploration à équipage), les bateaux et les aéronefs, par exemple.

Il est rappelé que l’on entend ici par « machine motrice électrique » une0 machine électrique produisant notamment du couple pour les déplacements de son véhicule à partir de l’énergie stockée dans une batterie rechargeable.

On a schématiquement représenté sur la figure 1 un véhicule V, selon l’invention, comprenant une chaîne de transmission à GMP tout électrique et un calculateur CA propre à déterminer l’autonomie av.

Comme illustré non limitativement, le GMP du véhicule V comprend au moins une machine motrice MM électrique, associée à une batterie BR rechargeable,

5 et un dispositif de couplage DC. De plus, la chaîne de transmission comprend notamment, en complément de son GMP, un arbre moteur AM et un arbre de transmission AT.

La machine motrice MM électrique est chargée de produire du couple sur ordre d’un calculateur de supervision du GMP (non illustré), à partir de l’énergie qui0 est stockée dans la batterie de stockage BR. Elle (MM) délivre ce couple sur l’arbre moteur AM qui est aussi couplé au dispositif de couplage DC. Ce couple est ici produit pour un train de roues motrices (ici le premier train T1 ) qui est couplé au dispositif de couplage DC via l’arbre de transmission AT. Le couple produit est donc ici transmis au premier train T1 lorsque le dispositif de5 couplage DC couple l’arbre moteur AM à l’arbre de transmission AT.

Dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 1 le premier train T 1 est situé à l’avant du véhicule V, et de préférence, et comme illustré, couplé à l’arbre de transmission AT via un différentiel (ici avant) D1 . Mais dans une variante ce train T1 pourrait être celui référencé T2 qui est situé à l’arrière du0 véhicule V.

Le dispositif de couplage DC peut, par exemple, être une boîte de démultiplication de régime d’arbre. Mais il pourrait aussi s’agir d’un crabot ou d’un embrayage.

De préférence, et comme illustré non limitativement sur la figure 1 , le premier5 train T1 est couplé à l’arbre de transmission AT via un différentiel D1 .

La batterie BR, rechargeable, est par exemple de type basse tension (typiquement 220 V ou 400 V ou encore 600 V). Mais elle pourrait aussi être de type moyenne tension ou très basse tension (typiquement 48V).

Cette batterie BR alimente aussi, comme illustré non limitativement sur la figure0 1 , des équipements électriques du véhicule V qui sont, par exemple, connectés à un réseau de bord RB. A cet effet, la batterie BR est, ici, couplé au réseau de bord RB via un convertisseur CV de type DC/DC, ainsi qu’éventuellement via un module de distribution d’énergie MDE.

Le calculateur CA comprend au moins un processeur PR, par exemple de signal numérique (ou DSP (« Digital Signal Processor »)), et au moins une mémoire vive MD.

5 Le processeur PR peut comprendre des circuits intégrés (ou imprimés), ou bien plusieurs circuits intégrés (ou imprimés) reliés par des connections filaires ou non filaires. On entend par circuit intégré (ou imprimé) tout type de dispositif apte à effectuer au moins une opération électrique ou électronique.

La mémoire vive MD stocke des instructions pour la mise en oeuvre par le0 processeur PR d’une partie au moins du procédé de détermination d’autonomie décrit plus loin et des opérations décrites ci-dessous.

Le calculateur CA est agencé de manière à effectuer des opérations consistant, tout d’abord, à déterminer des première c1 et seconde c2 consommations d’énergie. La première consommation d’énergie c1 est déterminée en fonction5 d’une première énergie e1 consommée dans le véhicule V pendant une première durée d1 venant de se terminer et d’une première distance 11 parcourue par le véhicule V pendant cette première durée d1 . La seconde consommation d’énergie c2 est déterminée en fonction d’une seconde énergie e2 consommée pendant une seconde durée d2, strictement supérieure à la0 première durée d1 , et venant de se terminer, et d’une seconde distance I2 parcourue pendant cette seconde durée d2.

La première consommation d’énergie c1 correspond donc en quelque sorte à une consommation d’énergie « rapide » ou « à brève échéance », tandis que la seconde consommation d’énergie c2 correspond en quelque sorte à une5 consommation d’énergie « lente » ou « à moyenne ou longue échéance ».

Les première 11 et seconde I2 distances peuvent, par exemple, être fournies au calculateur CA, directement ou indirectement (par exemple via un réseau de communication embarqué (éventuellement multiplexé)), par un ordinateur de bord OB équipant le véhicule V. 0 Le calculateur CA est également agencé de manière à effectuer des opérations consistant à déterminer une moyenne pondérée mpc des première c1 et seconde c2 consommations d’énergie en fonction de l’état de charge en cours ec de la batterie BR. L’état de charge en cours ec peut, par exemple, être fourni au calculateur CA, directement ou indirectement (par exemple via le réseau de communication embarqué), par l’ordinateur de bord OB.

De plus, le calculateur CA est également agencé de manière à effectuer des

5 opérations consistant à déterminer une autonomie av du véhicule V qui est égale à l’énergie (restante) es stockée dans la batterie BR divisée par la moyenne pondérée de consommation d’énergie mpc (soit av = es / mpc). L’énergie (restante) stockée es peut, par exemple, être fournie au calculateur CA, directement ou indirectement (par exemple via le réseau de0 communication embarqué), par l’ordinateur de bord OB.

On détermine ainsi une moyenne pondérée entre la consommation d’énergie lente c2 et la consommation d’énergie rapide c1 qui dépend de l’état de charge en cours ec de la batterie BR. Par conséquent, lorsque l’état de charge ec est élevé on fournit une valeur d’autonomie av qui est stable car le conducteur n’a5 pas besoin de précision, et pour ce faire on utilise une pondération qui privilégie la consommation d’énergie lente c2. En revanche, lorsque l’état de charge ec est faible on fournit une valeur d’autonomie av qui est notablement plus précise et réactive car le conducteur a besoin de précision, et pour ce faire on utilise une pondération qui privilégie la consommation d’énergie rapide c1 . 0 Par exemple, le calculateur CA peut utiliser une première durée d1 qui est comprise entre cinq minutes et trente minutes. A titre d’exemple illustratif et donc non limitatif, le calculateur CA peut utiliser une première durée d1 qui est égale à dix minutes.

Egalement par exemple, le calculateur CA peut utiliser une seconde durée d25 qui a débuté lors de la dernière recharge de la batterie BR. Mais en variante la seconde durée d2 pourrait avoir débuté au début de la phase de roulage en cours, ou depuis une remise à zéro d’une temporisation par le conducteur, ou encore depuis les X dernières heures, par exemple.

On notera que le calculateur CA peut être agencé de manière à effectuer des0 opérations consistant à déterminer la première énergie e1 , qui a été consommée pendant la première durée d1 , en fonction de la première puissance électrique pe1 qui a été consommée pour déplacer le véhicule V et par les équipements électriques en fonctionnement (du réseau de bord RB (et notamment ceux qui servent à chauffer ou refroidir le GMP ou l’habitacle du véhicule V) pendant la première durée d1 . Dans ce cas, le calculateur CA est aussi agencé de manière à effectuer des opérations consistant à déterminer la première consommation d’énergie c1 en divisant la première énergie

5 consommée e1 par la première distance parcourue 11 (soit c1 = e1 / 11).

La première énergie e1 est l’intégrale (ou le cumul) de la première puissance électrique pe1 sur toute la première durée d1. Les premières puissances électriques instantanées et successives, qui au final constituent ensemble la première puissance électrique pe1 , peuvent, par exemple, être fournies au0 calculateur CA, directement ou indirectement (par exemple via le réseau de communication embarqué), par l’ordinateur de bord OB.

On notera également que le calculateur CA peut être agencé de manière à effectuer des opérations consistant à déterminer la seconde énergie e2, qui a été consommée pendant la seconde durée d2, en fonction de la seconde5 puissance électrique pe2 qui a été consommée pour déplacer le véhicule V pendant cette seconde durée d2. Dans ce cas, le calculateur CA est aussi agencé de manière à effectuer des opérations consistant à déterminer la seconde consommation d’énergie c2 en divisant la seconde énergie consommée e2 par la seconde distance parcourue I2 (soit c2 = e2 / 12). 0 La seconde énergie e2 est l’intégrale (ou le cumul) de la seconde puissance électrique pe2 sur toute la seconde durée d2. Les secondes puissances électriques instantanées et successives, qui au final constituent ensemble la seconde puissance électrique pe2, peuvent, par exemple, être fournies au calculateur CA, directement ou indirectement (par exemple via le réseau de5 communication embarqué), par l’ordinateur de bord OB.

On notera également que le calculateur CA peut être agencé de manière à effectuer des opérations consistant à déterminer des premier cp1 et second cp2 coefficients de pondération qui correspondent à l’état de charge en cours ec dans une table (ou cartographie) qu’il stocke et qui établit une0 correspondance entre des paires de premier et second coefficients de pondération de consommation et des états de charge de la batterie BR. Dans ce cas, le calculateur CA peut, par exemple, être agencé de manière à effectuer des opérations consistant à déterminer la moyenne pondérée mpc en effectuant le rapport entre la première somme s1 de la première consommation d’énergie c1 multipliée par le premier coefficient de pondération cp1 déterminé et la seconde consommation d’énergie c2 multipliée par le second coefficient de pondération cp2 déterminé (soit s1 = c1 ^* cp1 + s2 ^* cp2), et la seconde

5 somme s2 des premier cp1 et second cp2 coefficients de pondération déterminés (soit s2 = cp1 + cp2). On a alors mpc = s1 / s2 = (c1 ^* cp1 + s2 ^* cp2) / (cp1 + cp2). On comprendra que lorsque la seconde somme s2 des coefficients de pondération est systématiquement égale à un (1 ), on n’a pas besoin de la déterminer, tout comme on n’a pas besoin de déterminer le rapport0 s1/s2 (puisque mpc = s1 ).

La table de correspondance (ou cartographie) est, par exemple, préalablement déterminée en laboratoire ou en usine.

On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 1 le calculateur CA (qui comprend au moins le processeur PR et la mémoire vive5 MD) est indépendant de l’ordinateur de bord OB. Mais dans une variante de réalisation non illustrée le calculateur CA pourrait faire partie de l’ordinateur de bord OB.

On notera également, comme illustré non limitativement sur la figure 2, que le calculateur CA peut aussi comprendre, en complément de sa mémoire vive0 MD et son processeur PR, une mémoire de masse MM, notamment pour le stockage de la table de correspondance (ou cartographie), des premières et secondes puissances instantanées, des première 11 et seconde I2 distances, des états de charge en cours ec, des énergies (restantes) stockées es, et de données intermédiaires intervenant dans tous ses calculs et traitements. Par5 ailleurs, le calculateur CA peut aussi comprendre une interface d’entrée IE pour la réception d’au moins les premières et secondes puissances instantanées, les première 11 et seconde I2 distances, les états de charge en cours ec, et les énergies (restantes) stockées es, pour les utiliser dans des calculs ou traitements, éventuellement après les avoir mis en forme et/ou démodulés0 et/ou amplifiés, de façon connue en soi, au moyen d’un processeur de signal numérique PR’. De plus, le calculateur CA peut aussi comprendre une interface de sortie IS, notamment pour délivrer l’autonomie av déterminée.

L’invention peut aussi être considérée sous la forme d’un procédé de détermination d’autonomie destiné à être mis en oeuvre dans le véhicule V. Ce procédé de détermination d’autonomie peut être mis en oeuvre au moins partiellement par le calculateur CA (comprenant au moins le processeur PR et la mémoire vive MD), décrit ci-avant.

5 Ce procédé de détermination d’autonomie comprend une étape 10-30 décrite ci-après en référence à l’exemple d’algorithme schématiquement illustré sur la figure 3.

Dans cette étape 10-30 on commence par déterminer dans une sous-étape 10, d’une part, une première consommation d’énergie c1 en fonction d’une0 première énergie e1 consommée pendant une première durée d1 qui vient de se terminer et d’une première distance 11 parcourue pendant cette première durée d1 , et, d’autre part, une seconde consommation d’énergie c2 en fonction d’une seconde énergie e2 consommée pendant une seconde durée d2, strictement supérieure à la première durée d1 , et qui vient de se terminer, et5 d’une seconde distance I2 parcourue pendant cette seconde durée d2.

Puis, dans une sous-étape 20 on détermine une moyenne pondérée mpc des première c1 et seconde c2 consommations d’énergie en fonction de l’état de charge en cours ec de la batterie BR.

Puis, dans une sous-étape 30 on détermine une autonomie av du véhicule V0 qui est égale à l’énergie es stockée dans la batterie BR divisée par cette moyenne pondérée de consommation d’énergie mpc (soit av = es / mpc).

On notera également qu’une ou plusieurs sous-étapes de l’étape du procédé de détermination d’autonomie peuvent être effectuées par des composants différents. Ainsi, le procédé de détermination d’autonomie peut-être mis en5 oeuvre par une pluralité de processeurs de signal numérique, mémoire vive, mémoire de masse, interface d’entrée, interface de sortie.

On notera également que l’invention propose aussi un produit programme d’ordinateur (ou programme informatique) comprenant un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement de type circuits0 électroniques (ou hardware), comme par exemple le processeur PR, est propre à mettre en oeuvre le procédé de détermination d’autonomie décrit ci-avant pour déterminer l’autonomie av du véhicule V.