Conception des lois de commande optimales pour l'amélioration de l'efficacité globale d'une chaîne de traction automobile

Conception of optimal control laws to improve the global efficiency of an automotive drivetrain

• Auteur / Autrice : Paul Boucharel
• Direction : Jean Faucher, Maurice Fadel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Systèmes automatiques
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Automobiles -- Groupes motopropulseurs

Consommation d'énergie

Algorithmes optimaux

Modèles mathématiques

Véhicules électriques

Mots clés libres

Batterie 42V

Résumé

L'objectif premier des travaux thèse est de réduire la consommation d'essence d’un véhicule hybride parallèle en réponse à une requête du conducteur. Après modélisation des transferts énergétiques au sein du véhicule, des algorithmes de contrôle locaux ont été développés pour déterminer le rapport de boîte et la répartition optimale de couple entre les motorisations en minimisant un critère incluant les aspects de consommation et d'agrément de conduite. Un second point consiste à déterminer les comportements optimaux d'un véhicule sur un trajet connu a priori. Une optimisation globale permettant de déterminer la consommation minimale a été développée. L'analyse des résultats permet alors, avec un système de navigation, d’améliorer les algorithmes locaux pour mieux gérer les changements de rapport et le niveau de charge de la batterie. Pour valider cette approche, des tests de prototypage rapide et des test sur véhicule ont été réalisés.

The main aim of the study is to determine the minimal fuel consumption of a parallel hybrid vehicle that fulfill the driver's request. First, a model representing the energy flows inside the vehicle was set. Then local control algorithms were developed to determine the optimal gear ratio and torque repartition between the motors by minimizing a criterion including consumption and driveability aspects. A second point of the thesis consists in extracting the optimal behavior of the car on a planned trip. A global optimization that computes the minimal consumption on the planned trip was developed. Considering a vehicle with a navigation system, the analysis of the results allows to improve the gear ratio and the battery charging management of the local algorithms. Fast prototyping tests and vehicle tests were made to validate this approach.