Brevet FR3151352A1 — publié le 20250124

Un aspect de l’invention concerne un procédé 100 d’augmentation de la température d’un catalyseur des gaz d’échappement pour un véhicule automobile hybride, le véhicule comportant un réseau de bord alimenté électriquement par une batterie de servitude et un convertisseur DC/DC, le procédé 100 comportant les étapes, exécutées par un calculateur 12 du véhicule, de : Détecter 101 une demande de démarrage d’un moteur thermique ; Si la température dudit catalyseur est inférieure à une température seuil de fonctionnement, connecter électriquement 102 un dispositif de chauffage électrique du catalyseur, le dispositif de chauffage électrique appartenant au réseau de bord ; Déconnecter électriquement 104 au moins un composant électrique du réseau de bord ; Lorsque la température du catalyseur est égale ou supérieure à la température seuil de fonctionnement, démarrer 105 le moteur thermique ; Déconnecter électriquement 106 le dispositif de chauffage électrique du catalyseur. Figure 3 PROCEDE D’AUGMENTATION DE LA TEMPÉRATURE D’UN CATALYSEUR DES GAZ D’ECHAPPEMENT Un aspect de l’invention se rapporte à un procédé d’augmentation de la température d’un catalyseur des gaz d’échappement pour un véhicule automobile muni d’un moteur à combustion interne. Cet aspect de l’invention trouve une application particulièrement intéressante dans les véhicules hybrides équipés d’un catalyseur des gaz échappement embarquant un dispositif de chauffage électrique. Dans les véhicules automobiles équipés d’un moteur à combustion interne, le traitement des gaz d’échappement est un enjeu majeur. L’objet de ce traitement est de réduire les émissions de divers polluants issus du fonctionnement du moteur à combustion interne. Typiquement, dans un véhicule automobile muni d’un moteur à combustion interne, le traitement des gaz d’échappement est réalisé par un catalyseur dont le rôle est de transformer les constituants les plus toxiques des gaz d’échappement en éléments moins toxiques. Les réactions chimiques qui se produisent au sein du catalyseur entraînent une dépollution qui est plus ou moins efficace en fonction de la température du catalyseur. Afin d’augmenter la rapidité de montée en température du moteur et donc du catalyseur, il est connu du document US-B2-7367179 de diminuer le rendement du moteur à combustion interne en appliquant une charge supplémentaire, par exemple, deux bougies de préchauffage. Si cette solution permet d’augmenter plus rapidement la température du catalyseur, celle-ci n’est pas encore satisfaisante. Afin d’optimiser la dépollution des gaz d’échappement, il est également connu d’intégrer au véhicule un dispositif de chauffage électrique du catalyseur. Ce dispositif de chauffage vise à permettre d’atteindre rapidement la température de fonctionnement du catalyseur avant un démarrage du moteur à combustion interne. Afin d’augmenter la température du catalyseur dans un bref délai, le dispositif de chauffage électrique consomme une puissance électrique très élevée (quelques kW) qui est fournie entièrement ou partiellement par un réseau de bord 12V. Il est connu de surdimensionner la batterie de servitude de type 12V ainsi que le convertisseur DC/DC du véhicule pour permettre la fourniture d’une telle puissance électrique. Ce surdimensionnement engendre un encombrement important et des coûts élevés. Le but de l'invention est notamment de proposer un procédé d’augmentation de la température d’un catalyseur des gaz d’échappement permettant d’éviter un tel surdimensionnement. Dans ce contexte, l’invention se rapporte ainsi, dans son acceptation la plus large, à un procédé d’augmentation de la température d’un catalyseur des gaz d’échappement pour un véhicule automobile hybride, le véhicule automobile hybride comportant un réseau de bord alimenté électriquement par une batterie de servitude et un convertisseur DC/DC, le procédé comportant les étapes, exécutées par un calculateur du véhicule, de : Détecter une demande de démarrage d’un moteur thermique du véhicule ; Si la température du catalyseur est inférieure à une température seuil de fonctionnement, connecter électriquement un dispositif de chauffage électrique du catalyseur, le dispositif de chauffage électrique appartenant au réseau de bord ; Déconnecter électriquement au moins un composant électrique du réseau de bord, ledit composant électrique étant différent du dispositif de chauffage électrique ; Lorsque la température du catalyseur est égale ou supérieure à la température seuil de fonctionnement, démarrer le moteur thermique ; Déconnecter électriquement le dispositif de chauffage électrique du catalyseur. Pour la suite de la description, le terme « connecter » signifie que le dispositif de chauffage électrique ou un composant électrique est traversé par un courant électrique fourni par la batterie de servitude ainsi que par le convertisseur DC/DC et est en fonctionnement. A l’inverse, le terme « déconnecter » signifie que le dispositif de chauffage électrique ou un composant électrique n’est pas traversé par un courant électrique et ne fonctionne pas. Comme au moins un composant électrique est déconnecté lors de l’alimentation électrique du dispositif de chauffage électrique, la consommation électrique globale du réseau de bord est maintenue à un niveau acceptable ne nécessitant pas de surdimensionner la batterie de servitude, ni même d’ailleurs le convertisseur DC/DC. Ce composant électrique peut par exemple être formé par un dispositif de chauffage d’un siège du véhicule. Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, le procédé selon l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles. Selon un aspect non limitatif de l’invention, successivement à l’étape de déconnecter électriquement le dispositif de chauffage électrique du catalyseur, le procédé comporte une étape de connecter électriquement au moins un composant électrique précédemment déconnecté électriquement. Selon un aspect non limitatif de l’invention, successivement à l’étape de connecter électriquement le dispositif de chauffage électrique du catalyseur, le procédé comporte une étape de déterminer la tension aux bornes de la batterie de servitude, si la tension déterminée est inférieure à une tension seuil, des composants électriques du réseau de bord sont déconnectés électriquement l’un après l’autre jusqu’à ce que ladite tension déterminée soit supérieure ou égale à ladite tension seuil. Selon un aspect non limitatif de l’invention, la tension seuil est comprise entre 12V et 13V. Selon un aspect non limitatif de l’invention, la température seuil de fonctionnement est comprise entre 150 et 250 degrés Celsius. Selon un aspect non limitatif de l’invention, le composant électrique déconnecté électriquement participe au confort des passagers du véhicule. Selon un aspect non limitatif de l’invention, le composant électrique est formé par un dispositif de chauffage d’un siège du véhicule, un dispositif de chauffage du volant du véhicule, un chauffage d’air électrique de l’habitacle du véhicule, un pulseur d’air habitacle du véhicule, un groupe moto-ventilateur du véhicule ou un pare-brise chauffant du véhicule. Selon un aspect non limitatif de l’invention, un composant électrique est : Déconnecté électriquement par l’ouverture d’un relais d’alimentation électrique du composant électrique, et Connecté électriquement par la fermeture du relais d’alimentation électrique du composant électrique. Selon un aspect non limitatif de l’invention, le dispositif de chauffage électrique du catalyseur est : Connecté électriquement par la fermeture d’un relais d’alimentation électrique du dispositif de chauffage électrique, et Déconnecté électriquement par l’ouverture du relais d’alimentation électrique du dispositif de chauffage électrique. Un autre aspect de l’invention se rapporte à un calculateur de véhicule automobile hybride, le calculateur étant remarquable en ce qu’il est construit et agencé pour exécuter les étapes du procédé selon l’un quelconque des aspects de l’invention précités. L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. illustre, de façon schématique, un véhicule hybride automobile comportant un calculateur selon un aspect de l’invention. illustre, de façon schématique, un procédé d’augmentation de la température d’un catalyseur des gaz d’échappement pour un véhicule automobile hybride selon un aspect de l’invention. illustre, de façon schématique, un procédé d’augmentation de la température d’un catalyseur des gaz d’échappement pour un véhicule automobile hybride selon un autre aspect de l’invention. Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatives de l’invention. Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique. La illustre un véhicule 1 automobile hybride. Le véhicule 1 comporte un réseau de bord 2 alimenté électriquement par une batterie de servitude 3 et un convertisseur DC/DC 4. Le convertisseur DC/DC 4 est un convertisseur de courant continu-continu agencé pour convertir un courant haute tension, par exemple de 400V, en provenance d’une batterie de traction 5 du véhicule 1 en un courant de servitude, par exemple de 12V, et alimenter électriquement la batterie de servitude 3 et le réseau de bord 2 du véhicule. Un tel convertisseur de courant continu-continu étant couramment désigné par l'homme du métier par convertisseur DC/DC pour « Direct Current/Direct Current » en anglais. Le réseau de bord 2 comporte un dispositif de chauffage électrique 6 d’un catalyseur 7 des gaz d’échappement que comporte le véhicule 1. Le dispositif de chauffage électrique 6 peut être connecté et déconnecté électriquement du réseau de bord 2 par un relais 8. Le réseau de bord 2 comporte en outre des composants électriques formés par exemple par un dispositif de chauffage d’un siège du véhicule 9 1 , un dispositif de chauffage du volant du véhicule 9 2 , un chauffage d’air électrique de l’habitacle 9 3 , un pulseur d’air habitacle 9 4 , un groupe moto-ventilateur 9 5 ou un pare-brise chauffant 9 6 . Chaque composant électrique peut être connecté et déconnecté électriquement du réseau de bord 2 par un relais 10. Le véhicule 1 comporte en outre un moteur thermique 11 et un calculateur 12 pouvant par exemple être formé par une unité de contrôle véhicule (plus connue sous l’acronyme VCU pour Vehicle Control Unit en anglais). Le calculateur 12 est construit et agencé pour exécuter les étapes du procédé 100 d’augmentation de la température d’un catalyseur des gaz d’échappement pour un véhicule hybride selon l’invention. Le procédé 100 comporte une étape de détecter 101 une demande de démarrage du moteur thermique 11 du véhicule 1. Cette détection peut être exécutée par la réception d’un signal reflétant une demande de démarrage devant se produire prochainement. De façon non limitative, ce signal peut être un signal de commande d’ouverture d’un ouvrant du véhicule généré par un appui sur une télécommande ou par l’appui sur un bouton d’une application mobile. Ce signal peut également être généré par l’appui sur un bouton de démarrage du véhicule. Successivement à cette étape de détecter 101 une demande de démarrage du moteur thermique 11, si la température du catalyseur 7 est inférieure à une température seuil de fonctionnement, le procédé 100 comporte une étape de connecter électriquement 102 le dispositif de chauffage électrique 6 du catalyseur 7. La température peut être mesurée au moyen d’un capteur de température (non illustré) disposé à proximité du dispositif de chauffage électrique 6 puis transmise au calculateur 12. Selon une mise en œuvre non limitative, la température seuil de fonctionnement est comprise entre 150 et 250 degrés Celsius, typiquement 200 degrés Celsius. Le dispositif de chauffage électrique 6 du catalyseur 7 est connecté électriquement au réseau de bord 2 par la fermeture du relais 8 d’alimentation électrique du dispositif de chauffage électrique 6. Dès lors que ce relais 8 est fermé, le dispositif de chauffage électrique 6 est alimenté électriquement par la batterie de servitude 3 et le convertisseur DC/DC 4 du véhicule 1. Successivement à l’étape de connecter électriquement 102 le dispositif de chauffage électrique 6 du catalyseur 7, le procédé 100 comporte une étape de déterminer 103 la tension aux bornes de la batterie de servitude 3 alimentant électriquement le réseau de bord 2. La tension aux bornes de la batterie de servitude 3 peut être mesurée par un système de contrôle batterie (non illustré) (plus connu sous l’acronyme BMS pour Battery Management System en anglais). Cette tension peut ensuite être transmise au calculateur 12. Si la tension déterminée est inférieure à une tension seuil, le procédé 100 comporte une étape de déconnecter électriquement 104 des composants électriques 9 1 , 9 2 , 9 3 , 9 4 , 9 5 , 9 6 du réseau de bord 2 l’un après l’autre jusqu’à ce que la tension déterminée soit supérieure ou égale à la tension seuil. Autrement dit, les composants électriques 9 1 , 9 2 , 9 3 , 9 4 , 9 5 , 9 6 sont désactivés jusqu’à ce que la charge électrique globale du réseau de bord 2 soit supportable par la batterie de servitude 3, tout en sachant que l’alimentation électrique du dispositif de chauffage électrique 6 du catalyseur 7 est, quant à elle, maintenue. Selon une mise en œuvre non limitative, la tension seuil est comprise entre 12V et 13V, typiquement 12,8 V. Selon une mise en œuvre non limitative, le composant électrique déconnecté électriquement participe au confort des passagers du véhicule. Il peut par exemple être formé par un dispositif de chauffage d’un siège du véhicule 9 1 , un dispositif de chauffage du volant du véhicule 9 2 , un chauffage d’air électrique de l’habitacle 9 3 , un pulseur d’air habitacle 9 4 , un groupe moto-ventilateur 9 5 ou un pare-brise chauffant 9 6 . Chaque composant électrique est déconnecté électriquement du réseau de bord 2, et plus particulièrement de la batterie de servitude 3, par l’ouverture d’un relais 10 d’alimentation électrique dudit composant électrique. Dès lors que ce relais 10 est ouvert, le composant électrique correspondant se trouve isolé électriquement du réseau de bord 2 du véhicule 1. Il n’est donc plus alimenté électriquement par la batterie de servitude 3. Lorsque la température du catalyseur 7 est égale ou supérieure à la température seuil de fonctionnement, le procédé 100 comporte une étape de démarrer 105 le moteur thermique 11. Comme le catalyseur 7 a atteint sa température de fonctionnement, il est effectivement en mesure d’assurer pleinement sa fonction de traitement des gaz d’échappement. Lorsque le moteur thermique 11 est démarré, le procédé 100 comporte une étape déconnecter électriquement 106 le dispositif de chauffage électrique 6 du catalyseur 7. Le dispositif de chauffage électrique 6 du catalyseur 7 est déconnecté électriquement du réseau de bord 2 par l’ouverture du relais 8 d’alimentation électrique du dispositif de chauffage électrique 6. Dès lors que ce relais 8 est ouvert, le dispositif de chauffage électrique 6 se trouve isolé électriquement du réseau de bord 2 et n’est plus alimenté électriquement. Successivement à l’étape de déconnecter électriquement 106 le dispositif de chauffage électrique du catalyseur, le procédé 100 comporte une étape de connecter électriquement 107 le au moins un composant électrique précédemment déconnecter électriquement. Chaque composant électrique est connecté électriquement au réseau de bord 2 par la fermeture du relais 10 d’alimentation électrique dudit composant électrique. Dès lors que ce relais 10 est fermé, le composant électrique correspondant se trouve connecté électriquement au réseau de bord 2. La illustre une mise en œuvre différente d’un procédé 100 d’augmentation de la température du catalyseur 7 des gaz d’échappement pour un véhicule 1 hybride selon l’invention. Le procédé 100 comporte une étape de détecter 101 une demande de démarrage du moteur thermique 11 du véhicule 1. Successivement à cette étape de détecter 101 une demande de démarrage le moteur thermique 11, si la température du catalyseur 7 est inférieure à une température seuil de fonctionnement, le procédé 100 comporte une étape de connecter électriquement 102 le dispositif de chauffage électrique 6 du catalyseur 7 au réseau de bord 2. Le procédé 100 comporte en outre une étape de déconnecter électriquement 104 au moins un des composants électriques 9 1 , 9 2 , 9 3 , 9 4 , 9 5 , 9 6 du réseau de bord 2 du véhicule 1. Selon ce mode de réalisation, l’étape de déterminer 103 la tension aux bornes de la batterie de servitude 3 n’est pas exécutée. Dans ce cas, au moins un des composants électriques 9 1 , 9 2 , 9 3 , 9 4 , 9 5 , 9 6 du réseau de bord 2 est déconnecté électriquement du réseau de bord 2 successivement à l’étape de connecter électriquement 102 le dispositif de chauffage électrique 6 du catalyseur 7. Le au moins un composant électrique devant être déconnecté électriquement peut être préenregistré dans le calculateur 12. Lorsque la température du catalyseur 7 est égale ou supérieure à la température seuil de fonctionnement, le procédé 100 comporte une étape de démarrer 105 le moteur thermique 11, puis une étape de déconnecter électriquement 106 le dispositif de chauffage électrique 6 du catalyseur 7. Procédé (100) d’augmentation de la température d’un catalyseur (7) des gaz d’échappement pour un véhicule (1) automobile hybride, ledit véhicule (1) comportant un réseau de bord (2) alimenté électriquement par une batterie de servitude (3) et un convertisseur DC/DC (4), ledit procédé (100) comportant les étapes, exécutées par un calculateur (12) dudit véhicule (1), de : Détecter (101) une demande de démarrage d’un moteur thermique (11) dudit véhicule (1) ; Si la température dudit catalyseur (7) est inférieure à une température seuil de fonctionnement, connecter électriquement (102) un dispositif de chauffage électrique (6) dudit catalyseur (7), ledit dispositif de chauffage électrique (6) appartenant audit réseau de bord (2) ; Déconnecter électriquement (104) au moins un composant électrique (9 1 , 9 2 , 9 3 , 9 4 , 9 5 , 9 6 ) dudit réseau de bord (2), ledit composant électrique (9 1 , 9 2 , 9 3 , 9 4 , 9 5 , 9 6 ) étant différent dudit dispositif de chauffage électrique (6) ; Lorsque la température dudit catalyseur (7) est égale ou supérieure à la température seuil de fonctionnement, démarrer (105) ledit moteur thermique (11) ; Déconnecter électriquement (106) ledit dispositif de chauffage électrique (6) dudit catalyseur (7). Procédé (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, successivement à l’étape de déconnecter électriquement (106) le dispositif de chauffage électrique (6) du catalyseur (7), le procédé (100) comporte une étape de connecter électriquement (107) le au moins un composant électrique (9 1 , 9 2 , 9 3 , 9 4 , 9 5 , 9 6 ) précédemment déconnecté électriquement. Procédé (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, successivement à l’étape de connecter électriquement (102) le dispositif de chauffage électrique (6) du catalyseur (7), le procédé (100) comporte une étape de déterminer (103) la tension aux bornes de la batterie de servitude (3), si la tension déterminée est inférieure à une tension seuil, des composants électriques (9 1 , 9 2 , 9 3 , 9 4 , 9 5 , 9 6 ) du réseau de bord (2) sont déconnectés électriquement l’un après l’autre jusqu’à ce que ladite tension déterminée soit supérieure ou égale à ladite tension seuil. Procédé (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la tension seuil est comprise entre 12V et 13V. Procédé (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la température seuil de fonctionnement est comprise entre 150 et 250 degrés Celsius. Procédé (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le composant électrique (9 1 , 9 2 , 9 3 , 9 4 , 9 5 , 9 6 ) déconnecté électriquement participe au confort des passagers du véhicule (1). Procédé (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le composant électrique est formé par un dispositif de chauffage d’un siège (9 1 ) du véhicule (1), un dispositif de chauffage du volant (9 2 ) dudit véhicule (1), un chauffage d’air électrique de l’habitacle (9 3 ) dudit véhicule (1), un pulseur d’air habitacle (9 4 ) dudit véhicule (1), un groupe moto-ventilateur (9 15 ) dudit véhicule (1) ou un pare-brise chauffant (9 6 ) dudit véhicule (1). Procédé (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’un composant électrique (9 1 , 9 2 , 9 3 , 9 4 , 9 5 , 9 6 ) est : Déconnecté électriquement par l’ouverture d’un relais (10) d’alimentation électrique dudit composant électrique, et Connecté électriquement par la fermeture dudit relais (10) d’alimentation électrique dudit composant électrique. Procédé (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage électrique (6) du catalyseur (7) est : Connecté électriquement par la fermeture d’un relais (8) d’alimentation électrique dudit dispositif de chauffage électrique (6), et Déconnecté électriquement par l’ouverture dudit relais (8) d’alimentation électrique dudit dispositif de chauffage électrique (6). Calculateur (12) de véhicule (1) automobile hybride, caractérisé en ce qu’il est construit et agencé pour exécuter les étapes du procédé (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes.