Brevet FR2902672A3 — publié le 20071228

FR 2902672 A3 20071228 FR 0605594 A 20060622 .R442.12FR.11 DA dépôt 1 L'invention concerne un procédé de mesure de caractéristiques électriques, notamment courant et/ou tension, provenant d'un générateur Très Haute Tension (THT), particulièrement adapté à une utilisation en combinaison avec une charge applicative à masse diffuse comme un dispositif de post-traitement électrostatique disposé dans la ligne d'échappement d'un véhicule automobile. L'invention porte aussi sur un générateur THT en tant que tel incluant des moyens de mesure ainsi que sur un dispositif complet avec charge applicative incluant un tel générateur. L'invention porte ainsi sur un dispositif post-traitement électrostatique incluant un tel générateur THT avec moyen de mesure et un véhicule automobile incluant un tel dispositif. La figure 1 illustre un filtre électrostatique de l'art antérieur disposé dans la ligne d'échappement d'un véhicule automobile, tel que décrit par exemple dans la demande de brevet français FR2839903. Ce filtre comprend une enceinte 1 cylindrique comportant à l'une de ses extrémités une entrée 2 des gaz d'échappement et à l'autre extrémité une sortie 3 de ces gaz d'échappement. Un filament métallique 4 maintenu par des blocs 5, 6 de centrage et d'isolation s'étend axialement entre les deux extrémités 2, 3 de l'enceinte 1. Le bloc 6 est partiellement en céramique pour supporter le filament 4 et l'isoler d'une autre partie du bloc qui est métallique. Le filament 4 est entouré par une cellule de filtrage 7 constituée par un réseau de fils ou fibres métalliques définissant une multitude d'orifices de passages radiaux pour les gaz d'échappement. En outre, le filament 4 est relié à un générateur haute tension 8 apte à créer entre ce filament 4 et la cellule 7, qui est reliée à la masse 9, un champ électrostatique. Les gaz d'échappement qui traversent radialement la cellule 7 sont ionisés au préalable au voisinage du filament 4. Cette ionisation génère la présence d'électrons et d'ions positifs et négatifs qui, en s'attachant aux particules de suie de l'écoulement vont favoriser leur capture sur les fibres de la cellule 7. II est très utile de réaliser une ou plusieurs mesures des caractéristiques du générateur THT, une mesure de ses .R442.12FR. 1 1 DA dépôt 2 grandeurs électriques de courant et avantageusement tension sur sa sortie, pour mettre en place un mécanisme d'asservissement ou simplement pour son diagnostic. La figure 2 représente un schéma électrique classique de la mesure de ces grandeurs électriques dans l'art antérieur. Pour cela, un premier moyen de mesure de la tension 12 est disposé entre la sortie 11 du générateur THT et la masse 9, de manière intercalée entre le générateur THT 8 et la charge applicative 10. Un tel moyen de mesure de la tension 12 peut consister en un diviseur de tension résistif ou capacitif, ou tout moyen existant dans l'art antérieur. De plus, un second moyen de masure du courant 13, qui peut être un shunt ou un capteur magnétique ou toute autre solution de l'art antérieur, est disposé entre la sortie de la charge applicative 10 et la masse 9. L'inconvénient de cette solution est qu'elle n'est pas adaptée à une utilisation du générateur THT dans le cadre d'un dispositif de post- traitement électrostatique tel que décrit précédemment en relation avec la figure 1 car dans un tel dispositif, la masse est diffuse du fait de la liaison directe au châssis du véhicule et donc à la masse 9 de la cellule métallique 7 du dispositif. La mesure du courant ne peut donc pas s'effectuer comme proposé par le schéma de la figure 2. La figure 3 illustre de manière plus représentative la configuration électrique dans le cas d'un générateur THT 8 associé à une charge applicative 10 à masse diffuse 9. Dans un tel schéma, la charge applicative 10 est directement liée à la masse 9 et le générateur THT présente une liaison à une masse distincte 14. L'état de la technique n'apporte donc aucune solution pour le contrôle du courant et éventuellement de la tension d'un générateur THT dans le cas de ses applications dans des dispositifs à charge diffuse.25 .R442.12FR.1 I DA dépôt 3 L'objet de la présente invention consiste à améliorer les solutions de l'état de la technique. Un objet de l'invention est de proposer une solution de mesure du courant et avantageusement de la tension d'un générateur THT pour une telle application. L'invention repose sur un procédé de diagnostic d'un générateur Très Haute Tension THT, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de mesure de son courant de sortie sur sa liaison à la masse. 10 Ce procédé de diagnostic d'un générateur Très Haute Tension THT peut aussi comprendre une étape de mesure de sa tension. L'invention porte aussi sur un générateur Très Haute Tension THT générant une très haute tension en sortie et comprenant une liaison à la masse, caractérisé en ce 15 qu'il comprend un moyen de mesure de courant sur sa liaison à la masse. Ce générateur THT peut aussi comprendre un moyen de maure de tension. Ce moyen de mesure de tension peut être disposé entre sa sortie très haute tension et la masse et son moyen de mesure du courant entre la sortie à la masse du générateur THT et sa masse. 20 En variante, le moyen de mesure de tension peut être disposé entre un point de potentiel intermédiaire de mesure du courant et la sortie très haute tension et le moyen de mesure du courant peut être disposé entre le point de potentiel intermédiaire de mesure du courant et sa liaison à la masse. Le moyen de mesure de tension peut être un diviseur de tension disposé entre sa sortie très haute tension et un point de tension de référence positive afin de permettre une mesure positive de tension à partir d'une THT négative, et le moyen de mesure du courant être disposé sur sa liaison à la masse. 25 30 .R442.12FR.11 DA dépôt 4 L'invention porte aussi sur un dispositif post-traitement électrostatique pour véhicule comprenant un générateur THT tel que décrit précédemment pour son alimentation électrique. Le dispositif post-traitement électrostatique pour véhicule peut comprendre une enceinte cylindrique comportant à l'une de ses extrémités une entrée des gaz d'échappement et à l'autre extrémité une sortie de ces gaz d'échappement, un filament métallique s'étendant axialement entre les deux extrémités de l'enceinte, entouré par une cellule de filtrage constituée par un réseau de fils ou fibres métalliques définissant une multitude d'orifices de passages radiaux pour les gaz d'échappement, et relié au générateur THT apte à créer entre ce filament et la cellule de filtrage qui est reliée à la masse, un champ électrostatique. Enfin, l'invention porte sur un véhicule automobile comprenant un dispositif post- traitement électrostatique tel que décrit précédemment. Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes d'exécution particuliers faits à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : La figure 1 représente une vue en coupe d'un dispositif de post-traitement électrostatique destiné à la ligne d'échappement d'un véhicule selon l'art antérieur ; la figure 2 représente un schéma électrique de l'art antérieur pour le contrôle d'un 25 générateur THT ; la figure 3 représente un schéma électrique d'une configuration d'un générateur THT combiné avec une charge applicative à masse diffuse ; la figure 4 représente un schéma électrique d'une première variante de l'invention 30 la figure 5 représente un schéma électrique d'une seconde variante de l'invention ; .R442.12FR.1 I DA dépôt 5 la figure 6 représente un schéma électrique d'une troisième variante de l'invention la figure 7 représente schématiquement le moyen de mesure de la tension de la troisième variante de l'invention ; les figures 8a et 8b représentent schématiquement les courbes de tension en rapport avec la troisième variante de l'invention. Le concept de l'invention consiste à mesurer directement le courant fourni par le générateur THT et non pas celui traversant la charge applicative. Pour cela, une telle mesure du courant fourni par le générateur THT est nwcuré directement sur son unique liaison à la masse. En remarque, une solution de mesure du courant entre le générateur THT 8 et la borne d'entrée de la charge 10 ne conviendrait pas ou mal car les composants électroniques existants, shunt résistif, capteurs magnétiques..., ne supportent pas les configurations à très haute tension. Ainsi, l'invention porte sur un procédé de contrôle d'un générateur THT qui comprend une étape de mesure de son courant sur sa liaison à la masse. 20 Avantageusement, ce procédé comprend aussi une étape de mesure de sa tension. Les figures 4 à 6 illustrent trois variantes de réalisation de l'invention. Selon la première variante de réalisation représentée sur la figure 4, le moyen de 25 maure de la tension 12 est placé entre la sortie haute tension 11 du générateur THT 8 et sa masse 14 alors que le moyen de mesure du courant 13 est disposé entre la sortie à la masse du générateur THT 8 et cette masse 14. Selon la seconde variante représentée sur la figure 5, le moyen de mocure de la 30 tension 12 est disposé entre un point de potentiel 15 de mesure du courant et la .R442.12FR. 1 1 DA dépôt 6 sortie 11 très haute tension du générateur 8. Le moyen de mesure du courant 13 est disposé entre le potentiel intermédiaire 15 et la masse 14. L'avantage de la première variante est que la mesure de la tension est directe. Au contraire, la seconde variante mesure le courant de l'application ainsi que celui utile à la mesure de la tension. De même, la maure de la tension n'est pas immédiate. Toutefois, les mesures obtenues par cette seconde variante présentent peu d'erreur et cette variante présente l'avantage de permettre de détecter une éventuelle défaillance du moyen de mesure de la tension 12 par des surcourants par exemple. La figure 6 illustre une troisième variante de réalisation. Cette variante permet une conversion de la tension THT négative en une valeur positive, proche d'une fourchette allant de 0 à 5 V ou de 0 à 10 V, qui représente les valeurs habituelles rencontrées dans des applications automobiles. Pour cela, le moyen de mesure de tension 12 est placé entre la THT négative et une tension de référence 16 qui est choisie positive. Ce moyen de mesure de tension repose sur un diviseur de tension, illustré sur la figure 7, qui se compose de deux résistances 18 et 19 permettant de définir une valeur de tension intermédiaire 17, positive, représentée sur la figure 8b, directement liée à la valeur de la très haute tension négative 11, représentée sur la figure 8a. Un exemple de fonctionnement d'un tel dispositif pourrait consister à utiliser une première résistance THT 18 de 100 MQ, une seconde résistance 19 de 100 kSZ, entre la THT de 5 kV et la tension de référence 16 de 5 V. Dans cette variante, le moyen de mesure du courant 13 est disposé comme pour les autres variantes sur la sortie à la masse du générateur THT 8. L'invention a été illustrée schématiquement et porte ainsi sur un générateur THT 8 amélioré comportant un premier moyen de mesure du courant 13 et avantageusement un second moyen de mesure de sa tension. Cela rend par .R442.12FR.11 DA dépôt 7 exemple possible la réalisation d'un asservissement du dispositif sur la base de la mesure du courant, tout en effectuant un diagnostic de la tension. Sur les illustrations 4 à 6, la charge applicative 10 pourrait être de toute nature. Toutefois, le générateur THT décrit est particulièrement adapté à une application avec une charge applicative 10 avec une masse diffuse, comme notamment dans un dispositif de post-traitement électrostatique d'un véhicule automobile. Ainsi, l'invention concerne aussi un dispositif applicatif complet avec un tel générateur THT, comme un dispositif de post-traitement électrostatique d'un véhicule automobile, et un véhicule automobile intégrant un tel dispositif. Revendications 1. Procédé de diagnostic d'un générateur Très Haute Tension (THT), caractérisé en ce qu'il comprend une étape de mesure de son courant de sortie sur sa liaison à 5 la masse (14). 2. Procédé de diagnostic d'un générateur Très Haute Tension (THT), selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend aussi une étape de mesure de sa tension. 3. Générateur Très Haute Tension (THT) générant une très haute tension en sortie (11) et comprenant une liaison à la masse (14), caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de mure de courant (13) sur sa liaison à la masse (14). 15 4. Générateur Très Haute Tension (THT) selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de mesure de tension (12). 5. Générateur Très Haute Tension (THT) selon la revendication 4, caractérisé en ce que son moyen de mesure de tension (12) est disposé entre sa sortie très haute 20 tension (11) et la masse (14) et en ce que son moyen de mesure du courant (13) oct disposé entre la sortie à la masse du générateur THT (8) et sa masse (14). 6. Générateur Très Haute Tension (THT) selon la revendication 4, caractérisé en ce que son moyen de mesure de tension (12) est disposé entre un point de 25 potentiel intermédiaire (15) de mesure du courant et la sortie très haute tension (11) et en ce que le moyen de mesure du courant (13) est disposé entre le point de potentiel intermédiaire (15) de mesure du courant et sa liaison à la masse (14). 7. Générateur Très Haute Tension (THT) selon la revendication 4, caractérisé en 30 ce que son moyen de mesure de tension (12) est un diviseur de tension disposé 10.R442.12FR.11 DA dépôt 9 entre sa sortie très haute tension (11) et un point de tension de référence (16) positive afin de permettre une mesure positive de tension (17) à partir d'une THT négative, et en ce que son moyen de mesure du courant (13) est disposé sur sa liaison à la masse (14). 8. Dispositif post-traitement électrostatique pour véhicule comprenant un générateur THT (8) selon l'une des revendications 3 à 7 pour son alimentation électrique. 10 9. Dispositif post-traitement électrostatique pour véhicule selon la revendication précédente comprenant une enceinte (1) cylindrique comportant à l'une de ses extrémités une entrée (2) des gaz d'échappement et à l'autre extrémité une sortie (3) de ces gaz d'échappement, un filament métallique (4) s'étendant axialement entre les deux extrémités (2, 3) de l'enceinte (1), entouré par une cellule de filtrage 15 (7) constituée par un réseau de fils ou fibres métalliques définissant une multitude d'orifices de passages radiaux pour les gaz d'échappement, et relié au générateur THT (8) apte à créer entre ce filament (4) et la cellule de filtrage (7) qui est reliée à la masse (9), un champ électrostatique. 20 10. Véhicule automobile comprenant un dispositif post-traitement électrostatique selon l'une des revendications 8 ou 9.5