FR2950593A1

FR2950593A1 - Procede de prechauffage du catalyseur d'un prolongateur d'autonomie et dispositif correspondant

Info

Publication number: FR2950593A1
Application number: FR0956693A
Authority: FR
Inventors: Fahri Keretli
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2009-09-28
Filing date: 2009-09-28
Publication date: 2011-04-01
Anticipated expiration: 2029-09-28
Also published as: FR2950593B1

Abstract

Procédé de gestion du fonctionnement d'un dispositif catalyseur (25) monté dans la ligne d'échappement (29) d'un prolongateur d'autonomie (2) comprenant une génératrice (21) et un moteur thermique auxiliaire (23), et équipant un véhicule (1) muni d'une machine de propulsion électrique (3) comprenant une source de courant électrique (4) et une unité de contrôle (11) Dans ce procédé, on détermine le niveau de charge (SOC) de la source de courant (31); on calcule un instant de démarrage (t3, t2) du moteur thermique auxiliaire (23) du prolongateur d'autonomie (33, 36); et on programme (35, 38) une phase de préchauffage du dispositif catalyseur (25) avant ledit instant de démarrage (t3, t2) du moteur thermique auxiliaire (23).

Description

DEMANDE DE BREVET PJ-09-0062 PH-09-0158 B09-0832FR AXC/AR

Société par actions simplifiée dite : RENAULT s.a.s. Procédé de préchauffage du catalyseur d'un prolongateur d'autonomie et dispositif correspondant Invention de : Fahri KERETLI

Procédé de préchauffage du catalyseur d'un prolongateur d'autonomie et dispositif correspondant La présente invention concerne, d'une manière générale, les véhicules à propulsion électrique munis d'un dispositif de prolongation d'autonomie et en particulier la gestion du préchauffage du catalyseur des prolongateurs d'autonomie de ces véhicules. Les prolongateurs d'autonomie, aussi appelés "range extender" selon un terme anglo-saxon connu de l'homme du métier, sont utilisés dans les véhicules automobiles munis d'une batterie et d'un dispositif de propulsion électrique. Le principe du prolongateur d'autonomie est d'utiliser un moteur thermique auxiliaire conventionnel entraînant une génératrice électrique. De la sorte, quand cela est nécessaire la batterie est rechargée et/ou une partie de la puissance motrice ainsi que celle des accessoires est fournie. L'autonomie électrique est ainsi augmentée. Cependant, de par la présence d'un moteur à combustion, les véhicules munis de ce type de système présentent l'inconvénient d'émettre des gaz polluants (HC, CO, NOx). De ce fait, la traversée de zones à accès restreints (zones dans lesquelles sont acceptés uniquement les véhicules émettant une très faible quantité de gaz polluants) serait interdite à ces véhicules quand le prolongateur d'autonomie est en fonctionnement.

Il est connu de l'état de la technique l'utilisation de dispositifs catalyseurs ou de pots catalytiques pour limiter la quantité de gaz polluants émis. Cependant, un catalyseur n'est efficace que lorsqu'il a atteint une température d'amorçage de l'ordre de 300°C. En phase de démarrage d'un moteur thermique, un catalyseur conventionnel n'atteint que rarement la température à laquelle il est efficace, c'est-à-dire la température d'amorçage. La dépollution avec un catalyseur simple est donc relativement limitée et la traversée de zones à accès restreints serait toujours interdite au véhicule avec un prolongateur d'autonomie en fonctionnement équipé d'un tel catalyseur. La demande de brevet FR 2 878 899 décrit le préchauffage d'un catalyseur pour augmenter son efficacité. Le préchauffage y est réalisé une fois pour toute à l'initiative de l'utilisateur avant le démarrage du moteur thermique auxiliaire. Cependant, dans le cas d'un véhicule muni d'un prolongateur d'autonomie, les instants de démarrage du moteur thermique auxiliaire peuvent être nombreux au cours du trajet et sont en tout état de cause inconnus de l'utilisateur. D'autre part, la durée de préchauffage dépend de la température courante du catalyseur du prolongateur d'autonomie, celle-ci varie au cours du trajet. La présente invention a pour objet de permettre à un véhicule équipé d'un prolongateur d'autonomie de traverser des zones à accès restreints avec une émission réduite de gaz polluants.

Un autre objet de l'invention est de faciliter la mise en conformité d'un véhicule équipé d'un prolongateur d'autonomie aux normes sur les émissions de gaz polluants. Selon un premier aspect, il est proposé un procédé de gestion du fonctionnement d'un dispositif catalyseur monté dans la ligne d'échappement d'un prolongateur d'autonomie comprenant une génératrice et un moteur thermique auxiliaire, et équipant un véhicule muni d'une machine de propulsion électrique comprenant une source de courant électrique et une unité de contrôle. Selon une caractéristique générale de ce procédé, on détermine le niveau de charge de la source de courant; on calcule un instant de démarrage du moteur thermique auxiliaire du prolongateur d'autonomie; et on programme une phase de préchauffage du dispositif catalyseur avant ledit instant de démarrage du moteur thermique auxiliaire. Ainsi, à l'instant où le prolongateur d'autonomie est démarré le catalyseur est déjà à une température de fonctionnement appropriée, par exemple supérieure à environ 300°C et de préférence entre 300°C et 400°C. Les réactions chimiques permettant de réduire les gaz polluants émis par le prolongateur sont donc favorisées. Les émissions de gaz polluants sont considérablement réduites. Selon un mode de mise en oeuvre, on détermine la durée de préchauffage jusqu'à la température d'amorçage du dispositif catalyseur en fonction de la température actuelle du dispositif catalyseur et dans ce procédé on programme la phase de préchauffage avant ledit instant de démarrage du moteur thermique auxiliaire en tenant compte de ladite durée de préchauffage. Au moment du démarrage du moteur thermique auxiliaire du prolongateur d'autonomie le catalyseur est à sa température d'amorçage, son efficacité est maximum. La durée de préchauffage du catalyseur est précisément calculée, il n'y pas de pertes d'énergie dues à un préchauffage trop long. Selon un autre mode de mise en oeuvre, on calcule ledit instant de démarrage du moteur thermique auxiliaire en calculant l'instant où le niveau de charge de la source de courant atteint un seuil. Le calcul de l'instant de démarrage est donc très simple et ainsi l'ensemble du procédé ne demande pas de ressources de calcul importantes, un simple calculateur est suffisant.

Selon un mode de mise en oeuvre supplémentaire, le véhicule est muni d'un système de navigation où est programmée une destination finale de l'utilisateur, et on reçoit de la part dudit système de navigation des informations de puissance consommée vers ladite destination finale et on calcule ledit instant de démarrage du moteur thermique auxiliaire en déterminant la durée de fonctionnement du prolongateur d'autonomie permettant de compenser le déficit d'énergie entre un niveau de charge à ladite destination finale et ledit seuil. Le préchauffage du catalyseur est donc possible que la destination soit renseignée ou pas.

Selon un autre mode de mise en oeuvre, on répète au moins une fois au cours d'un fonctionnement du véhicule les étapes de détermination du niveau de charge, de calcul d'un instant de démarrage du moteur thermique auxiliaire et de programmation d'une phase de préchauffage du dispositif catalyseur.

Toutes les évolutions de consommation d'énergie peuvent donc être prise en compte. Selon un autre aspect, il est proposé un véhicule muni d'une machine de propulsion électrique équipé d'une source de courant électrique, d'un dispositif de prolongation d'autonomie comprenant une génératrice et un moteur thermique auxiliaire avec une ligne d'échappement, et d'une unité de contrôle comprenant des moyens de détermination du niveau de charge de ladite source de courant Selon une caractéristique générale de ce véhicule, un dispositif catalyseur est monté dans ladite ligne d'échappement et est muni d'un moyen de préchauffage, l'unité de contrôle comportant des moyens de calcul d'un instant de démarrage du moteur thermique auxiliaire du dispositif de prolongation d'autonomie et des moyens de programmation du préchauffage dudit dispositif catalyseur avant ledit instant de démarrage du moteur thermique auxiliaire. Selon un mode de réalisation, le dispositif catalyseur comprend des moyens de détermination de la température actuelle du dispositif catalyseur, dans lequel l'unité de contrôle comprend des moyens de calcul de la durée de préchauffage à partir de ladite température actuelle jusqu'à une température d'amorçage du dispositif catalyseur et dans lequel lesdits moyens de programmation comprennent des moyens de calcul de la différence entre l'instant de démarrage du moteur thermique auxiliaire et ladite durée de préchauffage. Selon un autre mode de réalisation, lesdits moyens de calcul d'un instant de démarrage du moteur auxiliaire comprennent des moyens de calcul d'un instant où le niveau de charge de la source de courant atteint un seuil. Selon un mode de réalisation supplémentaire, le véhicule comprend en outre un système de navigation capable de recevoir une destination finale de l'utilisateur et capable de communiquer à ladite unité de contrôle des informations de puissance consommée vers ladite destination finale et dans lequel lesdits moyens de calcul d'un instant de démarrage comprennent des moyens de calcul du déficit d'énergie entre un niveau de charge à ladite destination finale et ledit seuil et des moyens de calcul de la durée de fonctionnement du prolongateur d'autonomie permettant de compenser ledit déficit. L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple non limitatif et illustré par les dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente schématiquement un véhicule électrique comportant un prolongateur d'autonomie ; - la figure 2 représente plus en détail le catalyseur muni d'un moyen de préchauffage ; - la figure 3 représente une courbe d'évolution du pourcentage de charge de la batterie en fonction du temps et les événements associés lorsque la destination d'arrivée du véhicule est programmée ; - la figure 4 représente une courbe d'évolution pourcentage de charge de la batterie en fonction du temps et les événements associés lorsque la destination d'arrivée du véhicule n'est pas programmée ; - la figure 5 représente sous forme d'un ordinogramme le fonctionnement de l'unité de contrôle. Sur la figure 1 sont illustrés schématiquement les principaux composants d'un véhicule à propulsion électrique 1 muni d'un prolongateur d'autonomie 2. I1 comporte une batterie de traction 4 jouant le rôle de source de courant et un moteur électrique 3. Le moteur 3, la batterie 4 et le prolongateur d'autonomie 2 sont reliés via un premier réseau électrique 5. Le véhicule 1 comporte deux roues avant 6a, 6b montées sur un essieu avant 6e et deux roues arrière 6c, 6d montées sur un essieu arrière 6f. Le moteur 3 est couplé à un réducteur 7 suivi d'un différentiel 8 sur l'essieu 6e avant. Dans l'exemple illustré le véhicule 1 est donc un véhicule à traction avant, mais bien entendu l'invention s'applique également à un véhicule à propulsion arrière ou à un véhicule à quatre roues motrices.

Le véhicule 1 est, par ailleurs, doté d'un système de freinage à récupération d'énergie composé d'une centrale de récupération 9 reliée via des liaisons électriques 10 à plusieurs unités électromécaniques 9a, 9b, 9c, 9d. Les unités 9a, 9b, 9c, 9d sont respectivement montées sur chacune des quatre roues 6a à 6d. Le véhicule 1 comprend également une unité de contrôle 11 reliée via des fils électriques d'échange d'informations 12 à un système de navigation 13, à la batterie 4, au prolongateur d'autonomie 2 et au moteur électrique 3. Le véhicule 1 comprend, en outre, des dispositifs auxiliaires haute tension 15 par exemple un compresseur électrique de climatisation et des dispositifs auxiliaires basse tension tels que des lève-vitres, le système de navigation 13, des feux de route et de signalisation etc.... Les dispositifs auxiliaires basse tension sont reliés via un second réseau électrique 17 et un convertisseur de tension 14 au premier réseau électrique 5. Le prolongateur d'autonomie 2 peut également être relié au premier réseau électrique 5 via un troisième réseau électrique 18 et un convertisseur de tension continue 16. Le prolongateur d'autonomie 2 comporte une génératrice 21 couplée via un arbre de transmission mécanique 22 à un moteur auxiliaire 23. Le moteur 23 est un moteur thermique classique par exemple diesel ou à essence. I1 est muni d'un collecteur d'échappement 24, d'un dispositif catalyseur 25 pour traiter les gaz d'échappement et d'un silencieux 28 le tout étant monté dans une ligne d'échappement 29.

Dans le véhicule électrique 1, l'énergie mécanique du moteur thermique auxiliaire 23 est transférée à la génératrice 21 via l'arbre de transmission 22. La génératrice 21 alimente alors la batterie 4 via le troisième réseau électrique 18, le convertisseur 16 et le premier réseau électrique 5. Le convertisseur de tension continue 16 adapte la tension électrique délivrée par la génératrice 21 à la tension du premier réseau électrique. Le moteur thermique auxiliaire 23 du prolongateur d'autonomie 2 est démarré par l'unité de contrôle 11. Pour décider de ce démarrage, l'unité de contrôle 11 tient compte du niveau de charge de la batterie 4 et des consommations prévues si le trajet a été programmé. A cet égard, l'unité de contrôle 11 coopère avec le système de navigation 13 dans lequel l'utilisateur peut programmer sa destination. Le système de navigation 13 est capable de calculer un trajet entre deux positions, par exemple la destination et la position actuelle du véhicule. A cet égard, le système de navigation 13 est classiquement muni d'un dispositif GPS (Global Positioning System) capable de déterminer la position actuelle du véhicule. L'unité de contrôle 11 contrôle en outre le préchauffage du dispositif catalyseur 25 grâce à un programme de gestion d'énergie implémenté dans l'unité de contrôle 11. Sur la figure 2, sont représentés schématiquement les principaux composants du dispositif catalyseur 25 muni d'un moyen de préchauffage. Le dispositif catalyseur 25 peut par exemple être un catalyseur à trois voies si le moteur thermique auxiliaire 23 est un moteur à essence. I1 comprend un capteur de température 27 et un bloc monolithique 26 réalisé en un matériau conducteur résistif sur lequel est branché le réseau haute tension 5. Le monolithe 26 peut générer de la chaleur lorsqu'il est traversé par un courant électrique afin de préchauffer le catalyseur. I1 peut, par exemple, être réalisé sous la forme d'un alliage métallique. . Sur les figures 3 et 4 sont illustrés les phases de démarrage du moteur thermique auxiliaire et de préchauffage du catalyseur en fonction de l'évolution du pourcentage de charge de la batterie et du temps. Ces événements sont contrôlés par l'unité de contrôle 11, elle- même exécutant le programme de gestion d'énergie. Sur la figure 3 est représentée une courbe de l'évolution du pourcentage de la charge (noté SOC, State Of Charge selon un terme anglo-saxon connu de l'homme du métier) de la source de courant en ordonnée, en fonction du temps t en abscisse. Dans la situation illustrée figure 3, la destination du véhicule est connue. Elle a, par exemple, été préalablement programmée par l'utilisateur dans le système de navigation 13. Le système de navigation 13 est alors capable de calculer le trajet du véhicule depuis la position actuelle vers la destination programmée. Le trajet est ensuite subdivisé en plusieurs tronçons Tri par l'unité de contrôle 11. À chacun de ces tronçons Tri est associée une puissance électrique moyenne consommée par le véhicule et une durée de parcours. Cette puissance et cette durée permettent de simuler l'évolution du pourcentage de charge de la batterie en fonction du temps sur le trajet parcouru. Pour cette simulation, le pourcentage de charge initial (SOC initial) et l'instant initial du trajet (t0) sont également pris en considération. La puissance moyenne et la durée sur chacun des tronçons sont calculées par l'unité de contrôle 11 en fonction d'informations sur les tronçons de trajet reçues du système de navigation. Ces informations sont par exemple: la vitesse moyenne de roulage sur le tronçon, la pente du tronçon, la longueur du tronçon. Dans le cas illustré sur la figure 3, le trajet après subdivision comporte trois tronçons (Tri, Tr2, Tr3). A chaque tronçon est associée une puissance électrique moyenne consommée (Pmoyl, Pmoy2, Pmoy3) et une durée de parcours (tl-t0, t4-tl, t5-t4). Le tronçon Tr2 présente une puissance électrique moyenne consommée Pmoy2 supérieure à celle des deux autres tronçons (Pmoy2> à Pmoyl et Pmoy3). Le tronçon Tr2 correspond par exemple à une partie du trajet réalisée sur une route montagneuse, tandis que les deux autres tronçons Trl et Tr3 correspondent par exemple aux parties du trajet en ville et sur autoroute respectivement. Par ailleurs, l'instant initial du trajet est t0 et le pourcentage de charge de la source de courant à cet instant est SOC initial.

I1 est alors possible de calculer par exemple à chaque instant ti, l'évolution simulée du pourcentage de charge SOC de la batterie 4 en fonction du temps t sans intervention du prolongateur d'autonomie 2. Cette simulation est représentée sur la figure 3 en trait plein. Comme on peut le voir, cette évolution comporte plusieurs phases de décroissance linéaire. Au cours du premier tronçon la pente est assez prononcée puisque la puissance consommée Pmoyl est assez importante, correspondant par exemple à la puissance consommée lors d'un trajet en ville avec de multiples phases d'accélération. Puis au temps tl, sur le tronçon Tr2, le véhicule, réalise un trajet sur une route montagneuse. La puissance consommée augmente donc sensiblement et le pourcentage de charge décroît suivant une pente plus prononcée. Enfin au temps t4, le véhicule suit un trajet sur le tronçon Tr3 sur lequel la puissance consommée est moins importante, par exemple un trajet sur une autoroute. La pente de diminution du pourcentage de charge est moins importante. A la fin du dernier tronçon Tr3, Le pourcentage de charge finale (SOC final) au temps t5 est inférieur au seuil "SOC mini autorisé" correspondant à un seuil minimal autorisé.

Un démarrage du moteur thermique auxiliaire 23 du prolongateur d'autonomie 2 est donc nécessaire avant le temps t5. Un nouveau calcul de l'évolution du pourcentage de charge est alors effectué en prenant en compte le démarrage du moteur thermique auxiliaire. Ce calcul est également réalisé à chaque instant ti. Le résultat de ce calcul, c'est-à-dire, l'évolution simulée du pourcentage de charge SOC de la batterie 4 en fonction du temps t avec intervention du prolongateur d'autonomie 2 est représentée en traits pointillés à partir de l'instant t2. C'est en effet à ce moment que l'évolution avec prolongateur d'autonomie se distingue de celle sans prolongateur. Comme on peut le voir, l'évolution du pourcentage de charge SOC avec prolongateur comporte également plusieurs phases de décroissance linéaire. A l'instant t2, le préchauffage est allumé par l'unité de contrôle 11. Le préchauffage entraîne un surplus de consommation qui se manifeste par une pente un peu plus prononcée entre les instants t2 et t3. Puis à l'instant t3 le moteur thermique auxiliaire 23 est démarré par l'unité de contrôle 11. Son fonctionnement permet un 'apport d'énergie électrique fourni par la génératrice 21. Le pourcentage de charge de la batterie 4 décroît alors suivant une pente moins prononcée que le pourcentage de charge sans intervention du prolongateur et ce sur le même trajet Tr2 (courbe en pointillés). Puis sur le dernier tronçon Tr3 sur lequel la puissance consommée est moins importante, le pourcentage de charge SOC décroît suivant une pente moins prononcée. Finalement, grâce à la mise en route du prolongateur d'autonomie 2, le pourcentage de charge SOC à l'instant t5 est égal ou supérieur au seuil "SOC mini autorisé". L'instant t2 de préchauffage doit intervenir de manière suffisamment antérieure à l'instant t3 de démarrage du prolongateur d'autonomie pour permettre la mise en température du catalyseur et ainsi limiter les émissions de gaz polluants. Le préchauffage se poursuit entre les instants t2 et t3. Le choix de la durée de préchauffage dépend notamment de la nature du catalyseur et de sa température courante, il peut aisément être déterminé (cf. Formule 2 et 3 ci après). Les courbes représentées correspondent à une évolution simulée calculée l'instant initial du trajet t0. Cette simulation peut être régulièrement mise à jour au cours du trajet, en choisissant par exemple un instant de calcul de la simulation ti qui correspond à l'instant actuel. Sur la figure 4 est représentée une courbe d'évolution du pourcentage de charge de la batterie SOC en fonction du temps lorsque la destination du véhicule n'est pas connue par l'unité de contrôle 11. Sur cette courbe, similaire à la courbe illustrée figure 3 le pourcentage de charge SOC est représenté en ordonnée, en fonction du temps indiqué en abscisse. Cette courbe est composée de deux parties: - une première s'étendant de l'instant t0 à l'instant ti qui correspond à une évolution mesurée du pourcentage de charge de la source de courant ; - une deuxième s'étendant de l'instant ti à l'instant t3 qui correspond à une évolution simulée du pourcentage de charge. Cette simulation est réalisée par l'unité de contrôle 1l à l'instant ti en tenant compte du pourcentage de charge mesuré à l'instant ti (SOCti) et d'une puissance moyenne consommée sur une fenêtre temporelle comprenant l'instant ti. C'est au cours de cette deuxième partie que se trouve l'instant t2 de démarrage du moteur thermique auxiliaire. L'instant t2 est calculé comme étant l'instant auquel le pourcentage de charge simulé atteint un seuil (SOC seuil). En d'autre termes, l'instant t2 est déterminé par anticipation à tout instant ti par extrapolation à partir d'une puissance moyenne consommée sur une durée comprenant l'instant ti. Cette anticipation permet la programmation du préchauffage du catalyseur 25 à l'instant tl après l'instant ti et avant l'instant t2. Le préchauffage se poursuit du temps tl au temps t2. L'évolution du pourcentage de charge simulé c'est-à-dire correspondant à la deuxième partie de la courbe comporte plusieurs phases de décroissance linéaire. Entre ti et tl, la pente est dans la continuité de la pente observée sur la première partie de la courbe, avant l'instant ti. A l'instant tl, la pente s'accentue sensiblement. Cette accentuation correspond à la puissance du préchauffage qui s'ajoute à la puissance moyenne consommée. Puis, à l'instant t2, le moteur thermique auxiliaire est démarré, la puissance fournie par le prolongateur d'autonomie compense celle consommée sur le trajet. Ainsi, le pourcentage de charge reste constant, égal à SOC seuil. La simulation, débutée à l'instant initial du trajet t0, est réalisée à tout instant ti. Elle est régulièrement mise à jour au cours du trajet, en choisissant par exemple un instant de calcul ti qui correspond à l'instant actuel. Sur la figure 5, est illustré sous la forme d'un ordinogramme l'enchaînement des actions de l'unité de contrôle 11 exécutant le programme de gestion d'énergie.

Tout d'abord, il est déterminé si la destination du véhicule est programmée ou non. Dans le cas où la destination est programmée, le trajet peut être calculé par le système de navigation 13. L'unité de contrôle 11 calcule le pourcentage de charge de la batterie en fin de parcours (SOCfina.l) (étape 31 sur la figure 5). Pour cela, elle réalise le calcul suivant:

SOCfina1=SOCt,ù((tl-ti).Pmoyl+(t4-tl).Pmoy2+(t5-t4).Pmoy3)/Ebatterie (Formule 1) dans la formule 1, Ebatterie correspond à l'énergie totale utile de la batterie, ti correspond à un instant se situant entre t0 (instant initial) et l'instant actuel, SOCti correspond au pourcentage de charge à cet instant ti. La formule 1 donne en particulier avec ti=t0 SOCfinal=SOCinitialû((tl-t0).Pmoyl+(t4-tl).Pmoy2+(t5-t4).Pmoy3) /Ebatterie Le pourcentage de charge de la source de courant en fin de parcours (SOCfinal) est alors comparé au pourcentage de charge minimum requis (SOCmini) (étape 32 sur la figure 5).

Si cette comparaison met en évidence un pourcentage de charge en fin de parcours trop faible, le calcul de l'instant t3 de démarrage du moteur thermique auxiliaire du prolongateur d'autonomie (étape 33 sur la figure 5) peut être réalisé. Pour cela, la formule 2 est utilisée :

t3=t5-[(Pmoyl.(tl-ti)+Pmoy2.(t4-tl)+Pmoy3.(t5-t4)+ Epréchauffage(tl))-(SOCti-SOCmini)•Ebatterie]/PPA (Formule 2)

qui donne en particulier avec ti=t0

t3=t5-[(Pmoyl.(tl-t0)+Pmoy2.(t4-tl)+Pmoy3.(t5-t4)+ Epréchauffage(t0))-(SOCinitial-SOCmini)•Ebatterie]/PPA

La formule 2 est déterminée en supposant une durée de fonctionnement du prolongateur d'autonomie (t5-t3) suffisamment longue pour compenser le déficit (A sur la figure 3) de l'énergie par 25 rapport au seuil (SOC mini autorisé sur la figure 3) de la source de courant. Dans cette formule 2: -PPA correspond à la puissance électrique que peut fournir à la batterie jouant le rôle de source de courant la génératrice 21 du prolongateur d'autonomie. 30 -Epréchauffage(ti) correspond à l'énergie qui est consommée lors du préchauffage du catalyseur calculée à l'instant ti. 20 Pour calculer Epréchauffage, la formule 3 est utilisée:

Epréchauffage(ti)=M*Cp*(Tamorçage-T(ti)) (Formule 3) dans laquelle: -M correspond à la masse du monolithe 26 du dispositif catalyseur 25 - Cp correspond à la chaleur spécifique du monolithe 26 - Tamorçage est la température d'amorçage du dispositif catalyseur 25 (par exemple 300°C). -T(ti) est la température du dispositif catalyseur à l'instant ti. Celle-ci est déterminée par le capteur de température 27. I1 est alors possible à l'unité de contrôle 11 de déterminer la durée du préchauffage Dpréchauffage(ti) calculée à l'instant ti (étape 34 sur la figure 5) avec la formule 4: Dpréchauffage(ti)=Epréchauffage(ti)/Ppréchauffage (Formule 4) dans cette formule: Ppréchauffage correspond à la puissance électrique transmise par le réseau haute tension au monolithe 26 du dispositif catalyseur 25.

Finalement, l'instant de programmation du préchauffage (étape 35 sur la figure 5) peut se calculer avec la formule 5:

t2=t3-Dpréchauffage (Formule 5) Les formules utilisées permettent de simuler à plusieurs instants l'évolution du pourcentage de charge et d'estimer les instants de préchauffage et de démarrage du moteur auxiliaire du prolongateur. En réalisant les calculs à un instant ti=instant actuel on obtient une réactualisation de t2 et t3 en fonction des évolutions de la consommation et de la température du dispositif catalyseur 25.

Dans le cas où la destination n'est pas programmée par l'utilisateur, à partir d'une simulation de l'évolution du pourcentage de charge il est déterminé un temps futur t2 à partir duquel le prolongateur d'autonomie doit être mis en route (étape 36 sur la figure 5). Ce calcul peut être réalisé à tout instant ti se situant entre tO (instant initial) et l'instant actuel. Le temps t2 calculé correspond à l'instant où le pourcentage de charge de la batterie devrait atteindre SOCseuil si la consommation actuelle se poursuit. Pour ce calcul la formule suivante est utilisée: t2=[(SOCti-SOCseuil)•Ebatterie-Epréchauffage(ti)]/PmOy+ti (Formule 6) Dans cette formule: - Pmoy correspond à une estimation de la puissance moyenne consommée entre l'instant ti et t2, cette estimation pouvant par exemple être réalisée sous la forme d'une moyenne sur une fenêtre temporelle glissante. Celle-ci est, par exemple, délimitée par un instant précédent l'instant ti et l'instant ti. - SOCseuil correspond à un seuil en pourcentage de charge en dessous duquel la batterie ne doit pas descendre. -Epréchauffage(ti) correspond à l'énergie calculée à l'instant ti qui est consommée lors du préchauffage du catalyseur. Pour son calcul, comme précédemment, la formule 3 est utilisée. I1 est alors possible de déterminer la durée du préchauffage (étape 37 sur la figure 5) avec la formule 4.

Finalement, l'instant de programmation du préchauffage tl peut se calculer (étape 38 sur la figure 5) facilement, suivant la formule 7 similaire à la formule 5:

t1= t2-Dpréchauffage (Formule 7) Ces calculs peuvent être réactualisés tout au long du fonctionnement du véhicule en choisissant par exemple ti=instant actuel. L'invention telle qu'elle a été décrite permet une réduction sensible des gaz polluants des véhicules électriques lors du fonctionnement de leur prolongateur d'autonomie. L'émission globale de gaz polluants est donc également très faible, puisqu'ils n'émettent aucun gaz polluant lorsque le prolongateur d'autonomie n'est pas en fonctionnement.

I1 a été décrit une programmation permettant, que la destination soit connue ou pas, un préchauffage du catalyseur grâce à une prévision des instants de démarrage du moteur thermique auxiliaire du prolongateur d'autonomie. Cette prévision est réitérée tout au long du trajet pour prendre en compte toutes les évolutions de consommation d'énergie (arrêt du véhicule dans le trafic, allumage d'un accessoire, refroidissement par convection naturelle du monolithe, etc....).

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé de gestion du fonctionnement d'un dispositif catalyseur (25) monté dans la ligne d'échappement (29) d'un prolongateur d'autonomie (2) comprenant une génératrice (21) et un moteur thermique auxiliaire (23), et équipant un véhicule (1) muni d'une machine de propulsion électrique (3) comprenant une source de courant électrique (4) et une unité de contrôle (11) caractérisé en ce que: on détermine le niveau de charge (SOC) de la source de courant on calcule un instant de démarrage (t3, t2) du moteur thermique auxiliaire (23) du prolongateur d'autonomie (33, 36); et on programme (35, 38) une phase de préchauffage du dispositif catalyseur (25) avant ledit instant de démarrage (t3, t2) du 15 moteur thermique auxiliaire (23).
2. Procédé de gestion selon la revendication 1, dans lequel on détermine la durée de préchauffage (34, 37) jusqu'à la température d'amorçage du dispositif catalyseur (25) en fonction de la température actuelle du dispositif catalyseur (25) et dans lequel on programme (35, 20 38) la phase de préchauffage avant ledit instant de démarrage (t3, t2) du moteur thermique auxiliaire (23) en tenant compte de ladite durée de préchauffage (t3-t2, t2-tl).
3. Procédé de gestion selon la revendication 1 ou 2 dans lequel on calcule ledit instant de démarrage (t2) du moteur thermique 25 auxiliaire (23) en calculant l'instant (t2) où le niveau de charge (SOC) de la source de courant (4) atteint un seuil (SOC mini autorisé, SOC seuil).
4. Procédé de gestion selon la revendication 1 ou 2 dans lequel le véhicule est muni d'un système de navigation (13) où est 30 programmée une destination finale de l'utilisateur, dans lequel on reçoit de la part dudit système de navigation des informations de puissance consommée vers ladite destination finale et on calcule ledit instant de démarrage (t3) du moteur thermique auxiliaire (23) endéterminant (33) la durée de fonctionnement (t5-t3) du prolongateur d'autonomie (2) permettant de compenser le déficit d'énergie (A) entre un niveau de charge à ladite destination finale (SOC final) et ledit seuil (SOC mini autorisé).
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel on répète au moins une fois au cours d'un fonctionnement du véhicule les étapes de détermination (31) du niveau de charge (SOC), de calcul d'un instant de démarrage (t3, t2) du moteur thermique auxiliaire (23) et de programmation (35, 38) d'une phase de préchauffage du dispositif catalyseur (25).
6. Véhicule (1) muni d'une machine de propulsion électrique (3) équipé d'une source de courant électrique (4), d'un dispositif de prolongation d'autonomie (2) comprenant une génératrice (21) et un moteur thermique auxiliaire (23) avec une ligne d'échappement (29), et d'une unité de contrôle (11) comprenant des moyens de détermination (31) du niveau de charge (SOC) de ladite source de courant (4) caractérisé en ce qu'un dispositif catalyseur (25) est monté dans ladite ligne d'échappement (29) et est muni d'un moyen de préchauffage (26), l'unité de contrôle comportant des moyens de calcul (33, 36) d'un instant de démarrage (t3, t2) du moteur thermique auxiliaire (23) du dispositif de prolongation d'autonomie (2) et des moyens de programmation (35, 38) du préchauffage dudit dispositif catalyseur (25) avant ledit instant de démarrage (t3, t2) du moteur thermique auxiliaire (23).
7. Véhicule selon la revendication 6 dans lequel le dispositif catalyseur comprend des moyens de détermination (27) de la température actuelle du dispositif catalyseur (25), dans lequel l'unité de contrôle (11) comprend des moyens de calcul de la durée de préchauffage à partir de ladite température actuelle jusqu'à une température d'amorçage du dispositif catalyseur (25) et dans lequel lesdits moyens de programmation comprennent des moyens de calcul de la différence entre l'instant de démarrage (t3,t2) du moteur thermique auxiliaire (23) et ladite durée de préchauffage (t3-t2, t2-tl).
8. Véhicule selon l'une des revendications 6 ou 7 dans lequel lesdits moyens de calcul d'un instant de démarrage (t2) du moteur auxiliaire (23) comprennent des moyens de calcul d'un instant (t2) où le niveau de charge (SOC) de la source de courant (4) atteint un seuil (SOC seuil).
9. Véhicule selon l'une des revendications 6 ou 7 comprenant en outre un système de navigation (13) capable de recevoir une destination finale de l'utilisateur et capable de communiquer à ladite unité de contrôle (11) des informations de puissance consommée vers ladite destination finale et dans lequel lesdits moyens de calcul d'un instant de démarrage (t3) comprennent des moyens de calcul du déficit d'énergie (A) entre un niveau de charge à ladite destination finale (SOC final) et ledit seuil (SOC mini autorisé) et des moyens de calcul de la durée (t5-t3) de fonctionnement du prolongateur d'autonomie (2) permettant de compenser ledit déficit.