Brevet FR3126731A1 — publié le 20230310

L’invention concerne un procédé d’alimentation d’un dispositif de chauffage pour un véhicule automobile, ledit véhicule automobile comprenant : un réseau électrique, un catalyseur comprenant un dispositif de chauffage électrique relié au réseau électrique, une batterie reliée électriquement au réseau électrique, une machine électrique reliée électriquement au réseau électrique, ledit procédé, comprenant les étapes: de détection (E10) d’une demande d’activation du dispositif de chauffage, d’activation (E11) du mode générateur de la machine électrique, d’émission (E15) d’une instruction de délivrance de tension à la machine électrique afin d’alimenter le réseau électrique, de détection (E20) d’une demande de désactivation du dispositif de chauffage, de désactivation (E25) du mode générateur de la machine électrique et une étape de déconnexion (E26) du dispositif de chauffage. Figure pour l’abrégé: Fig. 2 Procédé d’alimentation d’un dispositif de chauffage pour catalyseur L’invention concerne le domaine des véhicules automobiles hybrides ou thermiques, comprenant un dispositif de dépollution comprenant un dispositif de chauffage, et plus précisément, un procédé d’alimentation électrique du dispositif de chauffage. De manière connue, un véhicule automobile thermique ou hybride, comprend un catalyseur, autrement appelé « pot catalytique », permettant de dépolluer les gaz d’échappement émis par le moteur thermique du véhicule. Le catalyseur peut notamment être un catalyseur chauffé électriquement, communément appelé « EHC » pour « Electrical Heated Catalyst » en langue anglaise. Ce type de catalyseur comprend un dispositif de chauffage permettant d’augmenter rapidement la température dans le catalyseur. Le dispositif de chauffage comprend notamment une résistance. Toujours de manière connue, un tel véhicule comprend également une batterie et une machine électrique, plus précisément une machine à courant continu. La machine à courant continu est apte à fonctionner selon deux modes de fonctionnement : un mode de fonctionnement moteur, dans lequel la machine à courant continu convertit de l’énergie électrique en énergie mécanique afin de démarrer le moteur, et un mode de fonctionnement générateur, dans lequel la machine électrique convertit l’énergie mécanique de rotation du moteur en énergie électrique stockée dans la batterie. Notamment, la machine à courant continu et la batterie permettent d’alimenter en énergie électrique le réseau électrique du véhicule, afin d’alimenter, en tension continue, divers équipements du véhicule, comme par exemple des convertisseurs de tension continue-continue ou le dispositif de chauffage du catalyseur. Plus précisément, le dispositif de chauffage est relié au réseau électrique via un dispositif de commande spécifique, configuré pour relier ou non le dispositif de chauffage au réseau électrique. L’état de charge de la batterie est variable, par exemple entre 36 et 52 V, donc la tension fournie par la batterie dans le réseau électrique varie également. Ainsi, lorsque le dispositif de chauffage est alimenté en énergie électrique, la puissance fournie par le dispositif de chauffage varie également. Par exemple, pour un dispositif de chauffage comprenant une résistance dont la valeur est de 0,29 Ohm, la puissance fournie par le dispositif de chauffage peut varier entre 4500 W à 9300 W. Or, cela risque d’endommager les différents composants comme le dispositif de chauffage lui-même ou encore le réseau électrique du véhicule ou la batterie. Une première solution consiste à augmenter la valeur de la résistance du dispositif de chauffage. Cependant, lorsque la tension fournie dans le dispositif de chauffage est faible, notamment aux environs de 36 V, alors le dispositif de chauffage ne reçoit pas suffisamment d’énergie électrique pour fonctionner correctement. Dans une deuxième solution, un dispositif de modulation de largeur d’impulsion est connecté entre le dispositif de commande du dispositif de chauffage et le dispositif de chauffage. Le dispositif de modulation de largeur d’impulsion permet d’adapter la tension fournie par le réseau électrique en fonction de la tension nécessaire pour faire fonctionner correctement le dispositif de chauffage. Cependant, cette solution ajoute des problématiques d’ondulations de courant et de compatibilité électromagnétique. De plus, le dispositif de modulation de largeur d’impulsion peut entraîner un vieillissement prématuré de la batterie. Dans une autre solution encore, un convertisseur de tension continu-continu est connecté entre le réseau électrique et le dispositif de chauffage. Le convertisseur est apte à adapter la tension fournie par le réseau électrique en fonction de la tension nécessaire pour faire fonctionner correctement le dispositif de chauffage. De plus, l’ajout d’un dispositif de modulation de largeur d’impulsion ou d’un convertisseur de tension continu-continu augmente le coût de fabrication du dispositif de chauffage et l’encombrement dans le véhicule. Il existe donc le besoin d’une solution permettant de remédier au moins en partie à ces inconvénients. A cette fin, l’invention concerne un procédé d’alimentation d’un dispositif de chauffage pour un véhicule automobile à moteur thermique, ledit véhicule comprenant : un réseau électrique, un catalyseur apte à dépolluer les gaz d’échappement émis par le moteur thermique et comprenant un dispositif de chauffage électrique relié au réseau électrique, une batterie reliée électriquement au réseau électrique, apte à fonctionner selon un mode de décharge, dans lequel la batterie fournit de l’énergie électrique au réseau électrique, et selon un mode de charge, dans lequel la batterie se charge à partir de l’énergie électrique fournie par le réseau électrique, une machine électrique reliée électriquement au réseau électrique, apte à fonctionner selon un mode dit « générateur », dans lequel la machine électrique fournit de l’énergie électrique au réseau électrique, et selon un mode dit « moteur », dans lequel la machine électrique convertit l’énergie électrique fournie par le réseau électrique en une énergie mécanique, ledit procédé, mis en œuvre par l’unité de contrôle, comprenant les étapes : de détection d’une demande d’activation du dispositif de chauffage, d’activation du dispositif de chauffage, après l’étape de détection d’une demande d’activation, d’activation du mode générateur de la machine électrique après l’activation du dispositif de chauffage, de réception de la valeur du courant aux bornes de la batterie après activation du dispositif de chauffage, de déconnexion de la batterie du réseau électrique lorsque la valeur du courant reçue est nulle, d’émission d’une instruction de délivrance de tension à la machine électrique afin d’alimenter le réseau électrique, après déconnexion de la batterie, de détection d’une demande de désactivation du dispositif de chauffage, de réception de la valeur de tension dans la batterie, après l’étape de détection d’une demande de désactivation du dispositif de chauffage, d’émission d’une instruction de délivrance de tension à la machine électrique, dans laquelle l’instruction émise indique à la machine électrique de fournir une tension au réseau électrique égale à la valeur de la tension reçue, de réception périodique de la valeur de la tension dans le réseau électrique, de connexion de la batterie au réseau électrique lorsque une valeur de la tension dans le réseau électrique reçue est égale à la valeur de la tension dans la batterie, de désactivation du mode générateur de la machine électrique et une étape de déconnexion du dispositif de chauffage, suite à l’étape de connexion de la batterie. Ainsi, en connectant la machine électrique au réseau et en émettant des instructions en tension à ladite machine électrique, le procédé permet d’adapter la tension dans le réseau en fonction des besoins d’alimentation du dispositif de chauffage ou en fonction de la tension aux bornes de la batterie. Plus précisément, lorsque le dispositif de chauffage est connecté au réseau électrique, seule la machine électrique alimente le réseau électrique, et non la batterie. De cette façon, le procédé permet de commander la tension émise par la machine électrique afin que celle-ci fournisse la tension au réseau nécessaire afin d’alimenter correctement le dispositif de chauffage. Il n’y a donc pas de surtensions ou de sous-tensions émises dans le dispositif de chauffage. A l’inverse, lorsque le dispositif de chauffage doit être déconnecté du réseau électrique et que seule la machine électrique alimente le réseau électrique, le procédé permet d’adapter la tension fournie par la machine électrique, de sorte que la tension dans le réseau soit égale à la tension aux bornes de la batterie. Ainsi, lorsque la batterie est reconnectée au réseau, il n’y a pas de variation de tension, prévenant ainsi un vieillissement prématuré de la batterie dû à des différences de tension entre le réseau et la tension aux bornes de la batterie. De préférence, le procédé comprend après l’étape d’activation du mode générateur de la machine électrique, une étape d’émission d’une instruction de délivrance de tension à la machine électrique, de sorte que le courant aux bornes de la batterie soit nul. Ainsi, la machine électrique adapte la tension fournie au réseau électrique de sorte que le courant aux bornes de la batterie devienne nulle afin de déconnecter la batterie du réseau électrique. L’invention concerne également un produit programme d’ordinateur remarquable en ce qu’il comporte un ensemble d’instructions de code de programme qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ou plusieurs processeurs, configurent le ou les processeurs pour mettre en œuvre un procédé tel que présenté précédemment. L’invention concerne également une unité de contrôle électronique pour véhicule automobile à moteur thermique, ledit véhicule automobile comprenant : - un réseau électrique, - un catalyseur apte à dépolluer les gaz d’échappement émis par le moteur thermique et comprenant un dispositif de chauffage électrique relié au réseau électrique, - une batterie reliée électriquement au réseau électrique, apte à fonctionner selon un mode de décharge, dans lequel la batterie fournit de l’énergie électrique au réseau électrique, et selon un mode de charge, dans lequel la batterie se charge à partir de l’énergie électrique fournie par le réseau électrique, - une machine électrique reliée électriquement au réseau électrique, apte à fonctionner selon un mode dit « générateur », dans lequel la machine électrique fournit de l’énergie électrique au réseau électrique, et selon un mode dit « moteur », dans lequel la machine électrique convertit l’énergie électrique fournie par le réseau électrique en une énergie mécanique, ladite unité de contrôle étant reliée électriquement au dispositif de chauffage électrique, à la batterie et à la machine électrique, et étant configurée pour mettre en œuvre le procédé tel que présenté précédemment. Ainsi, l’unité de contrôle est apte à connecter la machine électrique au réseau et à adapter la tension fournie par ladite machine électrique en fonction des besoins d’alimentation du dispositif de chauffage ou en fonction de la tension aux bornes de la batterie. Il n’est de plus pas nécessaire d’ajouter un élément supplémentaire pour adapter la tension fournie par la machine électrique. L’invention concerne également un véhicule automobile à moteur thermique comprenant : un réseau électrique, un catalyseur apte à dépolluer les gaz d’échappement émis par le moteur thermique et comprenant un dispositif de chauffage électrique une batterie reliée électriquement au réseau électrique, apte à fonctionner selon un mode de décharge, dans lequel la batterie fournit de l’énergie électrique au réseau électrique, et selon un mode de charge, dans lequel la batterie se charge à partir de l’énergie électrique fournie par le réseau électrique, une machine électrique reliée électriquement au réseau électrique, apte à fonctionner selon un mode dit « générateur », dans lequel la machine électrique fournit de l’énergie électrique au réseau électrique, et selon un mode dit « moteur », dans lequel la machine électrique convertit l’énergie électrique fournie par le réseau électrique en une énergie mécanique, une unité de contrôle électronique telle que présentée précédemment. De préférence, le véhicule comprend un dispositif de mesure apte à mesurer la valeur de la tension et du courant aux bornes de ladite batterie et à transmettre, notamment à intervalle de temps régulier, à l’unité de contrôle chaque valeur de tension et de courant mesurée. Le dispositif de mesure permet ainsi de donner des indications à l’unité de contrôle concernant la batterie. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : La illustre une forme de réalisation du véhicule selon l’invention, La illustre une forme de réalisation du procédé selon l’invention. Procédé d’alimentation d’un dispositif de chauffage (21) pour un véhicule (1) automobile à moteur thermique (M), ledit véhicule (1) comprenant : un réseau électrique (10), un catalyseur (20) apte à dépolluer les gaz d’échappement émis par le moteur thermique (M) et comprenant un dispositif de chauffage (21) électrique relié au réseau électrique (10), une batterie (30) reliée électriquement au réseau électrique (10), apte à fonctionner selon un mode de décharge, dans lequel la batterie (30) fournit de l’énergie électrique au réseau électrique (10), et selon un mode de charge, dans lequel la batterie (30) se charge à partir de l’énergie électrique fournie par le réseau électrique (10), une machine électrique (40) reliée électriquement au réseau électrique (10), apte à fonctionner selon un mode dit « générateur », dans lequel la machine (40) fournit de l’énergie électrique au réseau électrique (10), et selon un mode dit « moteur », dans lequel la machine électrique (40) convertit l’énergie électrique fournie par le réseau électrique (10 ) en une énergie mécanique, ledit procédé, comprenant les étapes: de détection (E10) d’une demande d’activation du dispositif de chauffage (21), d’activation (E11) du dispositif de chauffage (21), après l’étape de détection (E10) d’une demande d’activation, d’activation (E12) du mode générateur de la machine électrique (40) après l’activation du dispositif de chauffage (21), de réception (E13) de la valeur du courant (i 30 ) aux bornes de la batterie (30) après activation du dispositif de chauffage (21), de déconnexion (E14) de la batterie (30) du réseau électrique (10) lorsque la valeur du courant (i30) reçue est nulle, d’émission (E15) d’une instruction de délivrance de tension à la machine électrique (40) afin d’alimenter le réseau électrique (10), après déconnexion de la batterie (30), de détection (E20) d’une demande de désactivation du dispositif de chauffage (21), de réception (E21) de la valeur de tension (V 30 ) dans la batterie (30), après l’étape de détection (E20) d’une demande de désactivation du dispositif de chauffage (21), d’émission d’une instruction (E22) de délivrance de tension à la machine électrique (40), dans laquelle l’instruction émise indique à la machine électrique (40) de fournir une tension (V 40 ) au réseau électrique (10) égale à la valeur de la tension (V 30 ) reçue, de réception (E23) périodique de la valeur de la tension (V 10 ) dans le réseau électrique (10), de connexion (E24) de la batterie (30) au réseau électrique (10) lorsque une valeur de la tension (V10) dans le réseau électrique (10) reçue est égale à la valeur de la tension (V30) dans la batterie (30), de désactivation (E25) du mode générateur de la machine électrique (40) et une étape de déconnexion (E26) du dispositif de chauffage (21), suite à l’étape de connexion (E24) de la batterie (30). Procédé selon la revendication précédente, comprenant, après l’étape d’activation (E12) du mode générateur de la machine électrique (40), une étape d’émission d’une instruction de délivrance de tension à la machine électrique (40), de sorte que le courant (I 30 ) en sortie de la batterie (30) soit nulle. Produit programme d’ordinateur caractérisé en ce qu’il comporte un ensemble d’instructions de code de programme qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ou plusieurs processeurs, configurent le ou les processeurs pour mettre en œuvre un procédé selon l’une quelconques des revendications précédentes. Unité de contrôle (50) électronique pour véhicule (1) automobile à moteur thermique (M), ledit véhicule (1) automobile comprenant : un réseau électrique (10), un catalyseur (20) apte à dépolluer les gaz d’échappement émis par le moteur thermique (M) et comprenant un dispositif de chauffage (21) électrique relié au réseau électrique (10), une batterie (30) reliée électriquement au réseau électrique (10), apte à fonctionner selon un mode de décharge, dans lequel la batterie (30) fournit de l’énergie électrique au réseau électrique (10), et selon un mode de charge, dans lequel la batterie (30) se charge à partir de l’énergie électrique fournie par le réseau électrique (10), une machine électrique (40) reliée électriquement au réseau électrique (10), apte à fonctionner selon un mode dit « générateur », dans lequel la machine électrique (40) fournit de l’énergie électrique au réseau électrique (10), et selon un mode dit « moteur », dans lequel la machine électrique (40) convertit l’énergie électrique fournie par le réseau électrique (10) en une énergie mécanique, ladite unité de contrôle (50) étant reliée électriquement au dispositif de chauffage (21) électrique, à la batterie (30) et à la machine électrique (40), et étant configurée pour mettre en œuvre le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 2. Véhicule (1) automobile à moteur thermique (M) comprenant : un réseau électrique (10), un catalyseur (20) apte à dépolluer les gaz d’échappement émis par le moteur thermique (M) et comprenant un dispositif de chauffage (21) électrique relié au réseau électrique (10), une batterie (30) reliée électriquement au réseau électrique (10), apte à fonctionner selon un mode de décharge, dans lequel la batterie (30) fournit de l’énergie électrique au réseau électrique (10), et selon un mode de charge, dans lequel la batterie (30) se charge à partir de l’énergie électrique fournie par le réseau électrique (10), une machine électrique (40) reliée électriquement au réseau électrique (10), apte à fonctionner selon un mode dit « générateur », dans lequel la machine électrique (40) fournit de l’énergie électrique au réseau électrique (10), et selon un mode dit « moteur », dans lequel la machine électrique (40) convertit l’énergie électrique fournie par le réseau électrique (10) en une énergie mécanique, une unité de contrôle (50) selon la revendication précédente. Véhicule (1) selon la revendication précédente comprenant un dispositif de mesure (31) apte à mesurer la valeur de la tension et du courant aux bornes de ladite batterie (30) et à transmettre à l’unité de contrôle (50) chaque valeur de tension et de courant mesurée.