Brevet FR3104210A1 — publié le 20210611

L’invention concerne un procédé permettant de limiter la production de polluants, notamment de particules fines, d’un moteur thermique de véhicule hybride, lors de la phase de démarrage, ledit moteur thermique présentant un couple de fonctionnement et une quantité maximale de polluants à rejeter prédéterminée, ledit procédé comprenant au moins les étapes suivantes : une étape d’obtention d’au moins un paramètre intrinsèque audit moteur thermique présentant une influence sur ladite quantité de polluants rejetés (3, 4), une étape d’obtention d’une courbe présentant la quantité de polluants rejetés (3, 4) en fonction dudit couple de fonctionnement et dudit au moins paramètre intrinsèque, une étape d’obtention du couple maximal de fonctionnement dudit moteur thermique, une étape de limitation du couple de fonctionnement dudit moteur thermique. Figure 2 PROCEDE POUR LIMITER LA QUANTITE DE POLLUANTS REJETES PAR UN MOTEUR THERMIQUE DE VEHICULE HYBRIDE L’invention se rapporte à un procédé destiné à être mis en œuvre par un véhicule hybride comprenant un moteur thermique et un moteur électrique. Le procédé permet de réduire la production de particules polluantes, notamment de particules fines. Il est connu de l’état de la technique que les véhicules hybrides comportent un moteur thermique pouvant être du type essence ou diesel, associé à une deuxième motorisation utilisant une source d'énergie auxiliaire, pouvant être électrique, fonctionnant sans émission de gaz polluants. De tels véhicules se rechargent en électricité, notamment, lors du roulage afin de réduire les consommations d'énergie et les émissions de gaz polluants. Traditionnellement, la structure de motorisation d’un véhicule hybride comprend, au moins, un moteur thermique, un moteur électrique, un embrayage et une boîte de vitesses reliée aux roues, cet ensemble étant relié au moyen d’un arbre primaire. Optionnellement, un moteur électrique de démarrage complète la structure de motorisation du véhicule hybride afin de démarrer le moteur thermique. La combustion du mélange air et carburant est réalisée dans la chambre de combustion lorsque la compression des gaz est maximale, le piston est alors au point mort haut. Certains véhicules hybrides sont rechargeables en électricité et fonctionnent selon divers modes. Par exemple, on connaît un premier mode associant les deux motorisations, un second mode utilisant uniquement le moteur thermique ou un troisième mode utilisant uniquement le moteur électrique. Pour ce dernier mode le moteur thermique est alors complètement arrêté. A la demande du conducteur, il est parfois nécessaire de démarrer le moteur thermique, notamment quand la batterie n’est plus suffisamment chargée. Pour atteindre l’accélération demandée par le conducteur, différentes phases se succèdent. Lorsque le démarrage du moteur thermique est amorcé, l’embrayage est ouvert et le moteur thermique est démarré. Puis, dans une phase devant être la plus rapide possible, le système de transmission de puissance et de pilotage du véhicule hybride pilote le moteur thermique afin d’accélérer son régime, également dénommé vitesse de rotation, et ainsi lui permettre finalement d’égaliser le régime de l’arbre primaire. Pour ce faire le mouvement de l’un des pistons du moteur thermique est initié par la combustion d’un mélange air et carburant, appelé aussi mélange gazeux. Un autre piston se déplace et réalise ainsi une compression du mélange gazeux. Lorsque la compression est maximum, la position du piston est alors appelée point mort haut. Un capteur point mort haut permet de déterminer la position du piston. Puis la détente a lieu, le moteur thermique est accéléré. Les soupapes d’échappement sont alors ouvertes et les gaz brûlés sont détendus. En fin de démarrage du moteur thermique, l’embrayage est fermé. Le régime du moteur thermique est alors le même que celui de l’arbre primaire. C’est lors de la phase de montée en régime du moteur thermique, et lors de la fermeture de l’embrayage, que les émissions de polluants sont les plus élevées. Dans le cas de démarrage du moteur thermique, il est fréquent que sa température soit proche, voire identique, à la température extérieure au véhicule hybride. Ainsi, les émissions de polluants, et plus particulièrement les émissions de particules fines, sont augmentées. Les émissions de polluants comportent, notamment, des particules fines, des hydrocarbures imbrûlés, du monoxyde d'azote, ou encore des oxydes d'azote. Ces émissions de polluants sont traitées par des systèmes de post traitement tels que les catalyseurs agissant comme des filtres. Ces catalyseurs traitent la production des émissions de polluants, notamment lors du démarrage du moteur thermique. Ils sont une première solution afin d’éviter le rejet d’une partie de ces particules polluantes dans l’atmosphère. Le document FR 2 994 920 divulgue une autre solution de réduction des émissions de polluants. Il s’agit d’un procédé d'optimisation du roulage électrique et d'amorçage du système de dépollution d'un moteur thermique, pour un véhicule hybride comprenant une deuxième motorisation alimentée par une réserve d'énergie auxiliaire renouvelable, et un moteur thermique de traction comportant au moins un système de dépollution des gaz d'échappement nécessitant une mise en température pour amorcer son fonctionnement, ce véhicule mettant en œuvre une stratégie de traction donnant un premier seuil nominal de traction optimisé en énergie, qui maintient une traction par la deuxième motorisation si le conducteur demande une puissance inférieure à ce seuil afin d'optimiser la consommation d'énergie, caractérisé en ce qu'il établit une stratégie de dépollution donnant un deuxième seuil d'amorçage du système de dépollution, défini par rapport à ce premier seuil nominal de traction et au niveau d'énergie restant dans la réserve d'énergie auxiliaire, qui favorise le roulage avec cette énergie en ne demandant pas de démarrage du moteur thermique pour le besoin d'amorçage, si la stratégie de traction ne le demande pas, ou si la demande de puissance du conducteur est inférieure à ce deuxième seuil d'amorçage, qui permet d’anticiper les besoins de démarrage du moteur thermique, et d’ajuster un seuil d’amorçage du système de dépollution. Ce procédé permet d’avoir un meilleur filtrage des polluants. Un autre document FR 2 855 215 divulgue une autre solution de réduction des émissions de polluants. Il s’agit d’un procédé de mise en œuvre d'un moteur à combustion interne équipé d'un compresseur électrique et d'un moteur à combustion interne, le compresseur électrique étant activé pendant la phase de démarrage du moteur à combustion interne et pendant la phase de réchauffage d'un dispositif de traitement des gaz d'échappement, notamment un catalyseur, l'activation du compresseur électrique étant effectuée uniquement pour augmenter le débit massique d'air alimentant le moteur à combustion interne. Ce procédé permet également d’avoir une meilleure filtration des polluants. Un autre document FR 2 992 348 décrit un procédé de réduction des niveaux d'émission de polluants d'un véhicule automobile comprenant une phase de fonctionnement dans laquelle des gaz d'échappement d'un moteur thermique sont dirigés vers une turbine d'un turbocompresseur du moteur thermique de sorte que le fonctionnement du turbocompresseur est optimisé en fonction de la sollicitation du moteur thermique. Le procédé comporte une phase d'initialisation dans laquelle un système de post-traitement des gaz d'échappement, situé en aval de la turbine selon le sens d'écoulement des gaz d'échappement, fonctionne dans un mode dégradé, ladite phase d'initialisation comprenant le recouvrement au moins partiel des étapes suivantes : une limitation des pertes thermiques provenant des gaz d'échappement générées entre le moteur thermique et le système de post-traitement par modification de l'écoulement des gaz d'échappement, un apport de couple à un élément de la chaîne de traction du véhicule, notamment un élément de la chaîne de traction formé par le moteur thermique, distinct du turbocompresseur, et un système, combiné au composant d'apport de couple, configuré pour limiter les pertes thermiques induites par le turbocompresseur lorsque le système de post-traitement est dans un mode de fonctionnement dégradé. L’inconvénient principal de ces solutions est qu’on ne réduit pas à la source la production des polluants. En effet, ces solutions consistent en un traitement des émissions de polluants effectué par des systèmes de dépollution classiques ou par la modification de l’écoulement des gaz ou par l’ajout de systèmes, tels qu’un compresseur électrique. Ces systèmes de dépollution présentent en outre une masse embarquée supplémentaire. De surcroît, ils sont complexes à mettre en œuvre. Le but de l’invention est donc de pallier les inconvénients de l’art antérieur en proposant un procédé améliorant la phase de démarrage d’un moteur thermique de véhicule hybride et permettant de réduire la production de polluants rejetés par ledit moteur thermique. Pour ce faire, l’invention a notamment pour objet un procédé pour limiter la quantité de polluants, notamment de particules fines, rejetés par un moteur thermique de véhicule hybride, lors de la phase de démarrage dudit moteur thermique, ledit moteur thermique présentant un couple de fonctionnement et une quantité maximale de polluants à rejeter prédéterminée, ledit procédé mettant en œuvre un ordinateur et comprenant les étapes suivantes : - une étape a) d’obtention d’au moins un paramètre intrinsèque audit moteur thermique présentant une influence sur ladite quantité de polluants rejetés ; - une étape b) d’obtention d’au moins une courbe présentant la quantité de polluants rejetés en fonction dudit couple de fonctionnement et dudit au moins paramètre intrinsèque; - une étape c) de détermination d’un couple maximal de fonctionnement dudit moteur thermique à partir de ladite courbe et de la quantité maximale de polluants à rejeter ; - une étape d) de limitation du couple de fonctionnement dudit moteur thermique audit couple maximal de fonctionnement afin de limiter la quantité de polluants rejetés par ledit moteur thermique à ladite quantité maximale de polluants à rejeter. De préférence ledit procédé comporte une étape de mesure de la température d’eau dudit moteur thermique réalisée avant l’étape a), ledit au moins paramètre intrinsèque étant la température d’eau dudit moteur thermique. De préférence ledit moteur thermique comporte au moins un piston, la position dudit au moins piston étant déterminée par un capteur point mort haut , ledit procédé comportant en outre une étape de mesure de la position dudit au moins piston réalisée avant l’étape a), ledit au moins paramètre intrinsèque étant la position dudit au moins piston . De préférence ledit procédé comporte une étape de mesure d’un temps d’utilisation dudit moteur thermique avant son dernier arrêt réalisée avant l’étape a), ledit au moins paramètre intrinsèque étant ledit temps d’utilisation. De préférence ledit procédé comporte une étape de mesure d’un temps d’arrêt dudit moteur thermique avant ladite phase de démarrage et réalisée avant l’étape a), ledit au moins paramètre intrinsèque étant ledit temps d’arrêt. De préférence ledit procédé comporte une étape de mesure de la richesse des gaz dudit moteur thermique lors de ladite phase de démarrage et réalisée avant l’étape a), ledit au moins paramètre intrinsèque étant ladite richesse des gaz. De manière préférée, ledit moteur thermique est du type essence ou diesel. De préférence, ladite position dudit au moins piston est obtenue en continu dès le début de ladite phase de démarrage dudit moteur thermique. De manière préférée, le couple maximal de fonctionnement dudit moteur thermique est inférieur ou égal à 300 N.m. De préférence, ledit couple de fonctionnement est inférieur ou égal à 150 N.m. L’invention concerne également un système de traitement de données comprenant un processeur configuré pour mettre en œuvre les étapes a) à d) du procédé. L’invention se rapporte en outre à un produit de type programme d’ordinateur, comprenant au moins une séquence d’instructions stockée et lisible par un processeur et qui, une fois lue par ce processeur, provoque la réalisation des étapes a) à d) du procédé. L’invention concerne aussi un support lisible par un ordinateur comportant le produit de type programme d’ordinateur. On décrira ci-après, à titre d’exemples non limitatifs, des formes d’exécution de la présente invention, en référence aux figures annexées sur lesquelles : est un graphique représentant le couple du moteur thermique en fonction du temps ; est un graphique représentant la quantité de polluants rejetés en fonction du temps ; est un graphique représentant la température d’eau du moteur thermique en fonction du temps ; En référence à la figure 1, il est représenté en fonction du temps, le couple de fonctionnement C, en N.m, du moteur thermique MT en fonction du temps. La courbe 1, représentée par un trait plein, illustre l’évolution dudit couple de fonctionnement C lorsque le procédé de l’invention, décrit ci-après, n’est pas mis en œuvre. La courbe 2, représentée par des pointillés, illustre l’évolution dudit couple de fonctionnement C lorsque le procédé de l’invention est mis en œuvre. La courbe 2 atteint son maximum c’est-à-dire un couple de fonctionnement C maximum correspondant à l’accélération ACC de régime du moteur thermique demandée par le conducteur, plus tardivement que le couple de fonctionnement C maximum de la courbe 1, car le procédé de l’invention a pour avantage de ralentir l’accélération ACC de régime du moteur thermique MT. La courbe 2 présente un couple de fonctionnement maximum C inférieur au couple de fonctionnement maximum de la courbe 1, le procédé de l’invention ayant pour effet de limiter le couple de fonctionnement C dudit moteur thermique MT. En référence à la figure 2, il est représenté en fonction du temps, la quantité de polluants rejetés, en ppm/cm3, en fonction du temps. La courbe 3, représentée par un trait plein, illustre la quantité de polluants rejetés lorsque le procédé de l’invention n’est pas mis œuvre, tandis que la courbe 4, représentée par des pointillés, illustre la quantité de polluants rejetés lorsque le procédé de l’invention est mis en œuvre. Lorsque le procédé de l’invention est mis en œuvre, la quantité de polluants rejetés ne dépasse pas une quantité maximale de polluants QTEM à rejeter. Cette quantité maximale de polluants QTEM à rejeter est prédéterminée, par exemple par le fabricant du véhicule hybride. En référence maintenant à la figure 3, il est représenté en fonction du temps, la température d’eau TEAU, en °C, dudit moteur thermique MT en fonction du temps. Les courbes 5 et 6, représentées respectivement en trait plein et en pointillés, illustrent l’évolution de la température d’eau TEAU dudit moteur thermique MT lorsque le procédé selon l’invention n’est pas mis en œuvre et lorsque le procédé selon l’invention est mis en œuvre. Avantageusement, le procédé selon l’invention ralentit la montée en température d’eau du moteur thermique. L’avantage de la solution est de limiter la quantité de polluants rejetés dans l’environnement extérieur du véhicule pour ne pas dépasser une quantité maximale de polluants QTEM, en ajustant l’accélération ACC de régime dudit moteur thermique MT ainsi que le couple de fonctionnement C dudit moteur thermique MT. Typiquement, lors du démarrage dudit moteur thermique MT, le couple de fonctionnement C atteint 200 N.m en 2 secondes. Avec le procédé de l’invention, le couple de fonctionnement C atteint 150 N.m en 15 secondes. Grâce à l’application d’un couple de fonctionnement C limité et d’une accélération ACC de régime maîtrisée, la quantité maximale de polluants QTEM à rejeter n’est pas dépassée. Le procédé selon l’invention exploite la courbe CQTE présentant la quantité de polluants rejetés en fonction dudit couple de fonctionnement C et d’au moins un paramètre intrinsèque, ce paramètre pouvant être le temps d’arrêt TARR dudit moteur thermique MT, la température d’eau TEAU dudit moteur thermique MT, le temps maximal TMAX de limitation du couple de fonctionnement C, la position point mort haut PPMH du piston, la durée d’utilisation TUARR dudit moteur thermique MT avant son dernier arrêt ou la richesse des gaz RG du mélange air carburant. Chaque paramètre intrinsèque a une influence sur la quantité de polluants rejetés. Le procédé selon l’invention exploite également une courbe CPMH définissant le seuil SPMH de la position point mort haut PPMH d’au moins un piston PIST mesurée par le capteur CAP de point mort haut en fonction de la température d’eau TEAU dudit moteur thermique MT, du temps d’arrêt moteur TARR dudit moteur thermique MT, et de la durée d’utilisation TUARR dudit moteur thermique MT avant son dernier arrêt. Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, la position point mort haut PPMH et la température d’eau TEAU sont mesurées en continue. Le procédé détermine ensuite une valeur d’un facteur BOOL, soit égal à 1 soit égal à 0. Lorsque le facteur BOOL est égal à 1, le couple de fonctionnement C est modifié par la détermination d’un couple de fonctionnement C limité, si le facteur BOOL est égal à 0, le couple de fonctionnement C n’est pas limité. Lorsque la position point mort haut PPMH dépasse le seuil SPMH alors le facteur BOOL est égal à 0, si le temps maximal TMAX de limitation du couple est dépassé alors le facteur BOOL est égal à 0. Dans un mode de réalisation de l’invention, le temps maximal TMAX d’application du couple de fonctionnement C ne dépasse pas 15 secondes. Ensuite, on obtient une courbe CACC donnant l’accélération ACC de régime en fonction de la température d’eau TEAU dudit moteur thermique MT et du régime dudit moteur thermique MT. Cette courbe est déterminée au préalable par des essais qui ont permis de définir des valeurs d’accélération à ne pas dépasser en fonction de la quantité maximale de polluants QTEM à rejeter et de la température d’eau. Grâce à cette courbe CACC et à la mesure de la température d’eau TEAU, l’accélération ACC de régime dudit moteur thermique MT est définie. Il est aussi obtenu le couple maximal de fonctionnement CMF en fonction de la courbe CQTE et de la quantité maximale de polluants QTEM à rejeter. Le couple de fonctionnement C dudit moteur thermique ne dépasse pas le couple maximal de fonctionnement CMF pendant ladite phase de démarrage du moteur et tant que le facteur BOOL est égal à 1. Dans un mode particulier de réalisation de l’invention le couple maximal de fonctionnement CMF dudit moteur thermique MT est inférieur ou égale à 300 N.m. Dans un autre mode particulier de réalisation de l’invention, le couple de fonctionnement C, un fois limité, est inférieur ou égal à 150 N.m. Une fois que le couple de fonctionnement C limité est atteint, ou que le temps maximal TMAX de limitation du couple est dépassé, la phase de démarrage est terminée et l’embrayage fermé. Le procédé de l’invention, tel que décrit précédemment, peut être répété jusqu’à ce que le facteur BOOL soit égal à 0. La présente invention peut s’appliquer aux véhicules hybrides comportant un moteur thermique MT de type essence ou diesel. Dans un mode de réalisation, le procédé selon l’invention met en œuvre un ordinateur, tel qu’un calculateur. La présente invention peut être mise en œuvre au moyen d’un système de traitement de données comprenant un processeur configuré pour mettre en œuvre toutes les étapes du procédé. En outre un produit de type programme d’ordinateur comprenant au moins une séquence d’instructions stockée et lisible par un processeur et qui, une fois lue par ce processeur, provoque la réalisation des étapes du procédé. Un support lisible par un ordinateur comporte ledit produit de type programme d’ordinateur. Procédé pour limiter la quantité de polluants, notamment de particules fines, rejetés par un moteur thermique (MT) de véhicule hybride, lors de la phase de démarrage dudit moteur thermique (MT), ledit moteur thermique (MT) présentant un couple de fonctionnement (C) et une quantité maximale de polluants (QTEM) à rejeter prédéterminée, ledit procédé mettant en œuvre un ordinateur et comprenant les étapes suivantes : une étape a) d’obtention d’au moins un paramètre intrinsèque (TARR, TEAU, TMAX, PPMH, TUARR, RG) audit moteur thermique (MT) présentant une influence sur ladite quantité de polluants rejetés ; une étape b) d’obtention d’au moins une courbe (CQTE) présentant la quantité de polluants rejetés en fonction dudit couple de fonctionnement (C) et dudit au moins paramètre intrinsèque (TARR, TEAU, TMAX, PPMH, TUARR, RG) ; une étape c) de détermination d’un couple maximal de fonctionnement (CMF) dudit moteur thermique à partir de ladite courbe (CQTE) et de la quantité maximale de polluants à rejeter (QTEM) prédéterminée ; une étape d) de limitation du couple de fonctionnement (C) dudit moteur thermique audit couple maximal de fonctionnement (CMF) afin de limiter la quantité de polluants rejetés par ledit moteur thermique (MT) à ladite quantité maximale de polluants à rejeter (QTEM) prédéterminée. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu’il comporte en outre une étape de mesure de la température d’eau (TEAU) dudit moteur thermique (MT) réalisée avant l’étape a), ledit au moins paramètre intrinsèque étant la température d’eau (TEAU) dudit moteur thermique (MT). Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit moteur thermique (MT) comporte au moins un piston (PIST), la position dudit au moins piston (PPMH) étant déterminée par un capteur point mort haut (CAP), ledit procédé comportant en outre une étape de mesure de la position dudit au moins piston (PPMH) réalisée avant l’étape a), ledit au moins paramètre intrinsèque étant la position dudit au moins piston (PPMH). Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu’il comporte en outre une étape de mesure d’un temps d’utilisation (TUARR) dudit moteur thermique avant son dernier arrêt réalisée avant l’étape a), ledit au moins paramètre intrinsèque étant ledit temps d’utilisation (TUARR). Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu’il comporte en outre une étape de mesure d’un temps d’arrêt (TARR) dudit moteur thermique (MT) avant ladite phase de démarrage et réalisée avant l’étape a), ledit au moins paramètre intrinsèque étant ledit temps d’arrêt (TARR). Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu’il comporte en outre une étape de mesure de la richesse des gaz (RG) dudit moteur thermique (MT) lors de ladite phase de démarrage et réalisée avant l’étape a), ledit au moins paramètre intrinsèque étant ladite richesse des gaz (RG). Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit moteur thermique est du type essence ou diesel. Système de traitement de données comprenant un processeur configuré pour mettre en œuvre les étapes a) à d) du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7. Produit de type programme d’ordinateur, comprenant au moins une séquence d’instructions stockée et lisible par un processeur et qui, une fois lue par ce processeur, provoque la réalisation des étapes a) à d) du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7. Support lisible par un ordinateur comportant le produit de type programme d’ordinateur selon la revendication 9.