FR2987587A1 - Procede de gestion d'une installation d'entrainement - Google Patents

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Abstract

Procédé de gestion d'une installation d'entraînement (10), notamment d'un véhicule automobile comportant un moteur thermique (12) et au moins une autre unité motrice (28) qui n'est pas un moteur thermique (12), les gaz d'échappement étant traités par un système de post-traitement (16). Selon le procédé on vérifie si le moteur thermique (12) se trouve à un point de fonctionnement avantageux pour le post-traitement, et si le moteur thermique (12) ne s'y trouve pas, on déplace le point de fonctionnement du moteur thermique (12) en utilisant l'autre unité motrice (28) dans une plage définie comme avantageuse pour le post-traitement .

Description

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un procédé de gestion d'une installation d'entraînement, notamment d'un véhicule automobile comportant un moteur thermique et au moins une autre unité motrice qui n'est pas un moteur thermique, les gaz d'échappement du moteur thermique étant traités par un système de post-traitement des gaz d'échappement. L'invention se rapporte également à une installation de régulation et de commande pour la mise en oeuvre d'un tel procédé et un programme d'ordinateur pour l'application du procédé. Etat de la technique Il est connu notamment que les véhicules Diesel équipés d'un système de post-traitement des gaz d'échappement, ont par exemple un catalyseur SCR (catalyseur de réduction catalytique sélec- ts tive). Cela permet de réduire les oxydes d'azote (NOx) contenus dans les gaz d'échappement. Selon l'état de fonctionnement du moteur thermique du véhicule, la température des gaz d'échappement et du catalyseur SCR ainsi que d'autres paramètres, on aura une réduction plus ou moins poussée des oxydes d'azote appelés "conversion NOx". 20 Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour objet un procédé de gestion d'une installation d'entraînement, notamment d'un véhicule automobile du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu' - on vérifie si le moteur thermique se trouve à un point de fonction- 25 nement défini comme avantageux pour le post-traitement des gaz d'échappement, et - si l'on constate que le moteur thermique ne se trouve pas à un point de fonctionnement défini comme avantageux pour le post-traitement des gaz d'échappement, on déplace le point de fonctionnement du 30 moteur thermique en utilisant l'autre unité motrice dans une plage définie comme avantageuse pour le post-traitement des gaz d'échappement. Le procédé selon l'invention a l'avantage que dans le cas d'un véhicule équipé à entraînement hybride, on pourra réduire parti- 35 culièrement bien les oxydes d'azote NOx des gaz d'échappement émis par le moteur thermique, ce qui signifie que la conversion NOx sera rendue maximale. On pourra par exemple régler d'une manière optimale la température de fonctionnement du système de post-traitement des gaz d'échappement, notamment celle du catalyseur, celle du moteur thermique et/ou la fraction des émissions brutes d'oxydes d'azote NOx dans les gaz d'échappement. Un point de fonctionnement "avantageux" au sens de l'in- vention, est celui pour lequel les grandeurs de fonctionnement, notamment le couple et/ou la vitesse de rotation du moteur thermique et/ou les grandeurs de fonctionnement du système de post-traitement des gaz d'échappement, ont des valeurs donnant des émissions brutes NOx particulièrement basses (en amont du catalyseur réduisant les oxydes d'azote) et/ou une teneur NOx particulièrement basse dans les gaz d'échappement en aval du catalyseur et/ou une montée particulière- ment rapide jusqu'à la température de fonctionnement du catalyseur. Au moins de temps en temps et selon des critères prédéfinis, on aura un compromis sélectionné des grandeurs de fonctionnement pour un point de fonctionnement avantageux. Il est connu qu'en dessous d'une température de fonctionnement spécifique, les caractéristiques de con- version NOx du catalyseur sont mauvaises. Dans le cas le plus simple, le point de fonctionnement "avantageux", est défini par un paramètre de fonctionnement qui est dans une certaine relation avec une valeur limite fixée. En particulier, selon l'invention, on utilise au moins une autre unité motrice pour modifier le point de fonctionnement du moteur thermique. Par exemple, à l'aide de cette autre unité motrice, on pourra soulager le moteur thermique si cette unité motrice est utilisée pour l'assister. Cela permet d'utiliser pratiquement le mode de charge maximale qui correspond de manière générale à un point de fonctionnement non avantageux. De même en fonction du mode de réalisation respectif de l'autre unité motrice, cette unité pourra fonctionner pour soulager en plus le moteur thermique ce qui évite ainsi un mode de fonctionnement à charge faible du moteur thermique qui correspond également à un point de fonctionnement non avantageux.
Selon un développement du procédé, la plage des points de fonctionnement définis comme avantageux pour le post-traitement des gaz d'échappement du moteur thermique, est donnée par au moins un champ de caractéristiques et des valeurs limites, et au moins un champ de caractéristiques est défini par la pression moyenne effective dans la chambre de combustion (cylindre de la chambre de combustion) du moteur thermique et la vitesse de rotation (régime) du moteur thermique ou par des grandeurs équivalentes. La pression moyenne effective caractérise principalement le couple du moteur thermique. Par exemple, à l'aide du champ de caractéristiques, on aura une relation tridimensionnelle entre la pression moyenne, la vitesse de rotation et la conversion NOx dans le catalyseur. De même, à l'aide du champ de caractéristiques (ou d'un autre champ de caractéristiques), on pourra avoir une relation tridimensionnelle entre la pression moyenne, la vi- tesse de rotation et la température du catalyseur et/ou des gaz d'échappement. Les paramètres de fonctionnement essentiels du moteur thermique, seront mis dans un rapport particulièrement approprié pour exécuter le procédé. Les champs de caractéristiques conviennent tout particulièrement pour décrire les grandeurs caractérisant le moteur thermique et le système de post-traitement des gaz d'échappement. Suivant une autre caractéristique, pour déterminer le point de fonctionnement défini comme avantageux pour le post-traitement des gaz d'échappement, on tient compte d'au moins l'une des grandeurs d'entrée suivantes : - Température des gaz d'échappement ; - Débit volumique des gaz d'échappement ; - Concentration des hydrocarbures dans les gaz d'échappement ; - Concentration des oxydes d'azote dans les gaz d'échappement en amont du système de post-traitement des gaz d'échappement ; - Concentration des oxydes d'azote dans les gaz d'échappement en aval du système de post-traitement des gaz d'échappement ; - Rapport de NO2 de NOx dans les gaz d'échappement ; - Enthalpie des gaz d'échappement ; - Etat de fonctionnement du système de post-traitement des gaz d'échappement ; - Demande du conducteur ; - Rapport de vitesses passé ; et/ou - Etat de charge d'un accumulateur d'énergie. En complément de ces grandeurs, on peut également uti- liser la quantité d'agent réducteur introduite dans le système de post- traitement des gaz d'échappement et/ou la qualité du mélange (répartition) de l'agent réducteur dans les gaz d'échappement pour définir en plus le point de fonctionnement avantageux. En outre, le point de fonctionnement défini comme avantageux, peut dépendre du mode de réali- lo sation du moteur thermique et/ou du système de post-traitement des gaz d'échappement, par exemple de la technique du catalyseur. En tenant compte d'au moins une et de préférence plusieurs des grandeurs décrites, on peut déterminer le point de fonctionnement défini comme avantageux, notamment par rapport à la conversion NOx du catalyseur. 15 Cela se fait de préférence en utilisant les données enregistrées dans le champ de caractéristiques. Suivant une autre caractéristique, le moteur thermique est un moteur Diesel et le système de post-traitement des gaz d'échappement est un catalyseur SCR. Les moteurs Diesel des gaz ont, de façon 20 générale, une teneur particulièrement élevée en oxydes d'azote NOx dans les émissions brutes de gaz d'échappement et un catalyseur SCR permet de réduire très fortement la teneur en oxydes d'azote dans les gaz d'échappement. Le procédé selon l'invention, peut s'appliquer d'une ma- 25 nière particulièrement efficace, si l'autre unité motrice est alimentée en énergie par un accumulateur supplémentaire, électrique, hydraulique ou thermique, notamment un moteur électrique et un moteur hydraulique. Le moteur électrique peut très simplement être branché en plus lorsque le véhicule est en mode de roulage ou encore il peut être coupé 30 et commuté tout aussi simplement entre le mode moteur et le mode gé- nérateur. En mode générateur, on pourra charger de préférence la batterie ou accumulateur d'énergie électrique du véhicule, ce qui permet de solliciter en plus le moteur thermique qui fonctionne à faible charge et le faire passer à un point de fonctionnement plus avantageux.
Suivant une autre caractéristique, le moteur thermique est commandé et/ou régulé pour que le couple et/ou la vitesse de rotation du moteur thermique correspondent de préférence sensiblement à une valeur moyenne. De façon préférentielle l'expression "valeur moyenne du couple" signifie que le couple se situe dans une plage com- prise entre environ 20 `)/0 et 50 `)/0 du couple maximum du moteur thermique. L'expression "valeur moyenne de la vitesse de rotation" signifie que la vitesse de rotation se situe sensiblement entre 20 `)/0 et 80 `)/0 de la vitesse de rotation maximale du moteur thermique. Ainsi, pour un couple et une vitesse de rotation ayant respectivement une valeur moyenne, on pourra optimiser la température de fonctionnement du catalyseur SCR et aussi rendre maximale la conversion NOx faite par le système de post-traitement des gaz d'échappement. Suivant une autre caractéristique, en utilisant au moins l'une des grandeurs d'entrée, on détermine une grandeur caractérisant la demande du conducteur et/ou une grandeur caractérisant le rapport de charge du moteur thermique et du moteur électrique, et - on transmet la ou les grandeurs obtenues à une installation de commande et/ou de régulation du moteur thermique et du moteur électrique. Ainsi, en tenant compte du couple demandé actuellement par le conducteur du point de fonctionnement actuel du moteur thermique et du moteur électrique ainsi que d'autres grandeurs de l'installation de commande et/ou de régulation, pourra placer le point de fonctionnement du moteur thermique dans la plage considérée comme avantageuse pour le post-traitement des gaz d'échappement à l'aide du moteur électrique. En complément, on prédéfinit une limite inférieure et une limite supérieure pour limiter le couple demandé par le conducteur ou la "demande de couple" qui en est déduite par l'installation de com- mande et/ou de régulation. Ainsi, en fonction de la situation de roulage respectif, on pourra limiter le couple demandé par le conducteur, le cas échéant, à un niveau intéressant. Selon un développement de l'invention, pour un couple relativement faible et/ou une vitesse de rotation faible du moteur ther- mique, on fait fonctionner le moteur électrique comme générateur pour solliciter en plus le moteur thermique et le placer dans la plage des points de fonctionnement, souhaitée. Le moteur thermique pourra fonctionner grâce à cette "demande de charge" dans une plage plus avanta- geuse du couple et de la vitesse de rotation et augmenter ainsi la conversion NOx dans le catalyseur. L'énergie électrique obtenue ainsi, servira de préférence pour charger la batterie associée au moteur électrique. De façon correspondante, pour un couple relativement élevé et/ou une vitesse de rotation élevée du moteur thermique, l'autre unité motrice, c'est-à-dire le moteur électrique pourra fonctionner comme moteur pour soulager le moteur thermique et le placer dans la plage des points de fonctionnement, souhaitée. On évitera ainsi les "points de charge élevés" du moteur thermique associés à une faible conversion NOx dans le catalyseur grâce à l'utilisation complémentaire de l'autre unité motrice. Ainsi, dans le cas du moteur électrique, l'énergie accumulée précédemment lorsque le moteur fonctionne en générateur, pourra servir avantageusement à l'entraînement. L'utilisation complémentaire du moteur électrique permet par exemple d'éviter les teneurs NOx, élevées, pendant un fonctionnement en-dehors de la plage de réglage applicable pour la recirculation des gaz d'échappement du moteur thermique. De même, selon l'invention, le moteur thermique pourra être complètement coupé pendant une certaine durée et le ou les mo- teurs électriques seront utilisés seuls dans l'installation d'entraînement. Le procédé selon l'invention, s'applique d'une manière particulièrement simple et sûre si l'on utilise les données enregistrées en mémoire et/ou au moins un champ de caractéristiques et/ou une opération mathématique. Cela se fait par exemple dans l'installation de commande et/ou de régulation avec notamment un programme d'ordi- nateur programmé pour gérer l'installation d'entraînement selon l'invention. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de procédé de gestion d'une installa- tion d'entraînement, notamment d'un véhicule automobile représenté schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels les éléments identiques ou de même fonction portent les mêmes références. Ainsi : - la figure 1 montre une installation d'entraînement d'un véhicule au- tomobile comprenant un moteur thermique, une transmission, un système de post-traitement des gaz d'échappement et un moteur électrique, - la figure 2 montre un diagramme donnant la conversion des oxydes d'azote NOx en fonction de la vitesse de rotation et d'une pression moyenne effective, - la figure 3 montre un diagramme de la température d'un catalyseur SCR en fonction de la vitesse de rotation et la pression moyenne effective, et - la figure 4 montre un ordinogramme pour la mise en oeuvre du pro- cédé de gestion de l'installation d'entraînement selon l'invention. Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 montre une installation d'entraînement 10 d'un véhicule non détaillé. Dans la partie supérieure gauche, la figure montre schématiquement un moteur à combustion interne ou moteur thermique 12 relié par une conduite d'échappement 14 pour fournir les gaz d'échappement à un système de post-traitement des gaz d'échappement 16. Le moteur thermique 12 de l'exemple est un moteur Diesel. Le système de post-traitement des gaz d'échappement 16 est représenté dans la partie inférieure du dessin et les gaz d'échappement traversent ce système pratiquement de la gauche vers la droite selon le dessin. Le système de post-traitement des gaz d'échappement 16 comporte à cet effet et selon le sens de passage des gaz d'échappement, un catalyseur d'oxydation Diesel 18, un filtre à particules Diesel 20, une installation d'alimentation 22 pour introduire une solution aqueuse d'urée 24 et un catalyseur SCR 26 (le catalyseur SCR est un catalyseur de réduction catalytique sélective). Dans la partie intermédiaire à gauche du dessin, on a représenté un moteur électrique 28 ainsi qu'une transmission 30. Le moteur électrique 28 échange de l'énergie électrique avec une batterie 34 par l'intermédiaire d'une ligne électrique 32. La transmission 30 est couplée au moteur thermique 12 par un arbre 36 et au moteur élec- trique 28 par un arbre 38. A gauche dans dessin de la transmission 30, on a représenté schématiquement les roues motrices 40a, 40b du véhicule ; ces roues sont couplées à la transmission 30 chacune par un arbre 42a, 42b.
Le système de post-traitement des gaz d'échappement 16 du moteur thermique 12 comporte en outre une sonde Lambda 62 en amont du catalyseur d'oxydation Diesel 18 ainsi qu'un capteur NOx 64 en amont et en aval du catalyseur SCR 26. Le système de post-traitement des gaz d'échappement 16 est complété par quatre capteurs de température 66 en différents endroits du système de post-traitement des gaz d'échappement 16. La solution d'urée 24 est contenue dans un réservoir 68 pour alimenter l'installation d'alimentation 22 par une conduite 70. Une installation de commande et/ou de régulation 44 est représentée dans la partie médiane supérieure du dessin. Cette installa- tion comporte un programme d'ordinateur 46 et une mémoire de données 48. La mémoire de données 48 comporte au moins un champ de caractéristiques 49. L'installation de commande et/ou de régulation 44 est reliée par des lignes électriques 50 et 52 aux composants du moteur thermique 12 ainsi que par des lignes électriques 54, 56 aux compo- sants du système de post-traitement des gaz d'échappement 16. L'installation de commande et/ou de régulation 44 est aussi reliée par des lignes électriques 58 au moteur électrique 28 et par des lignes électriques 60 à la batterie 34. Les lignes électriques 50, 52, 54, 56, 58, 60 représentent un éventuel nombre plus important de liai- sons électriques non détaillées à la figure 1. Les signaux de la pédale d'accélérateur 57, ceux de la pédale de frein 59 et ceux de la pédale d'embrayage 61, sont transmis à l'installation de commande et/ou de régulation 44.
Une grandeur 63 caractérisant la demande du conduc- teur est obtenue à partir de la position de la pédale d'accélérateur 57, le cas échéant en plus de la position de la pédale de frein 59 et de la pédale d'embrayage 61 ainsi que du rapport de vitesses de la boîte de vitesses 30.
Une grandeur 120 (voir figure 4) est transmise qui caractérise le rapport de charge entre le moteur thermique 12 et le moteur électrique 28. Le rapport de charge se définit par exemple comme quotient entre la puissance mécanique actuelle fournie par le moteur 28 et la puissance mécanique actuelle fournie par le moteur thermique 12, la somme de ces puissances assurant l'entraînement du véhicule. L'installation de commande et/ou de régulation 44 détermine les grandeurs 63 et 120 et assure la commande ou la régulation du moteur thermique 12 et du moteur électrique 28. Mais les grandeurs 63 et 120 peuvent éga- lement être obtenues dans une unité distincte qui les transmet ensuite à l'installation de commande et/ou de régulation 44. En fonctionnement de l'installation d'entraînement 10 ou du véhicule qu'elle équipe, l'installation de commande et/ou de régulation 44 gère le moteur thermique 12, le moteur électrique 28 et le sys- tème de post-traitement des gaz d'échappement 16. L'installation de commande et/ou de régulation 44 exploite à cet effet la position actuelle de la pédale d'accélérateur 57, celle de la pédale de frein 59, celle de la pédale d'embrayage 61 ainsi qu'un ensemble d'autres états de fonctionnement et/ou de signaux. Cela concerne notamment le moteur ther- mique 12 ou les composants du moteur thermique 12, le moteur électrique 28, la batterie 34, la transmission 30, les roues motrices 40a, 40b ainsi que les signaux fournis par les capteurs décrits ci-dessus équipant le système de post-traitement des gaz d'échappement 16. L'installation de commande et/ou de régulation 44 peut accéder en lec- ture et en écriture à la mémoire de données 48 ; en utilisant les don- nées enregistrées et/ou le champ de caractéristiques 49 et/ou les opérations mathématiques, elles commandent et/ou régulent le moteur thermique 12, le moteur électrique 28 et le système de post-traitement des gaz d'échappement 16.
La figure 2 montre un premier diagramme représentant les états de fonctionnement du moteur thermique 12. En abscisses, le système de coordonnées représente la vitesse de rotation (régime) 78 du moteur thermique 12. Les ordonnées représentent la pression moyenne effective 80 dans la chambre de combustion des cylindres du moteur thermique 12. La pression moyenne effective (ou pression moyenne effi- cace), caractérise le couple fourni par le moteur thermique 12. La troisième grandeur représentée dans le système de coordonnées de la figure 2 est la conversion NOx 82 ; le dessin montre différents motifs graphiques caractérisant des surfaces représentant des plages de valeurs de la conversion NOx 82. L'association des valeurs de la conversion NOx 82 aux motifs graphiques est représentée dans la partie droite de la figure 2 par une échelle de valeurs 84. L'échelle de valeurs 84 comprenant les plages 81, 83, 85, 87, 89, s'étend entre la valeur zéro et la valeur unité ; la valeur zéro correspond à une mauvaise conversion NOx 82 et la valeur unité correspond à une conversion NOx 82 particulière- ment bonne dans le catalyseur SCR 26. Les valeurs du présent diagramme peuvent être enregistrées par exemple dans le champ de caractéristiques 49. On remarque que la zone sensiblement moyenne du dia- gramme correspond à une zone "avantageuse" pour la plage de valeurs 89. Dans la plage de valeurs 89, la conversion NOx 82 est comprise entre une bonne conversion et une conversion maximale avec des valeurs situées entre environ 0,8 et 1. Dans la zone supérieure du diagramme, la conversion NOx 82 se situe dans une plage de l'ordre de 0,1-0,4, ce qui correspond à des valeurs mauvaises. Différentes sur- faces 91 ont même des valeurs allant jusqu'à l'unité, mais ces surfaces 91 sont relativement petites. Dans la zone inférieure du diagramme, la conversion NOx 82 est également mauvaise. La plage "moyenne", indiquée, comprend des valeurs de la pression moyenne effective 80 com- prises entre environ 20 % et 50 % de la pression moyenne effective 80 du moteur thermique 12 et pour des valeurs de vitesse de rotation 78 correspondant à environ 20-80 `)/0 de la vitesse de rotation maximale 78 du moteur thermique 12. La figure 2 montre également qu'une zone correspondant à une conversion NOx particulièrement bonne 82 dans le catalyseur SCR 26, se situe dans la plage de charge moyenne du moteur thermique 12. Pour des charges relativement élevées et relativement basses (correspondant respectivement à une vitesse de rotation 78 et/ou à un couple du moteur thermique 12), la conversion NOx 82 est relativement défavorable. En utilisant le diagramme ou le champ de caractéristiques 49 de la figure 2 ainsi qu'une série d'autres informations (voir la figure 1), on peut optimiser la commande ou la régulation de l'unité d'entraînement 10. En particulier, on commande et/ou régule le moteur thermique 12 pour que le couple et/ou la vitesse de rotation 78 correspondent de préférence sensiblement à une valeur moyenne. On utilise entre autres les degrés de liberté (entraînement hybride) permis par le moteur électrique 28 pour optimiser à la fois le rendement de l'installation d'entraînement 10 et la composition des gaz d'échappement (notamment la conversion NOx 82). L'installation de commande et/ou de régulation 44 assure en quelque sorte la fonction d'un "coordi- nateur de point de fonctionnement SCR". Au démarrage à froid du moteur thermique 12, l'installa- tion de commande et/ou de régulation 44 permet au catalyseur SCR 26 d'atteindre rapidement sa température minimale de fonctionnement et grâce au diagramme, on peut utiliser de façon préférentielle les états de fonctionnement du moteur thermique 12 permettant une conversion NOx 82 optimisée. D'autres paramètres tels que par exemple l'enthalpie des gaz d'échappement (élévation de température du catalyseur) ainsi que la partie des émission brutes NOx, peuvent être obtenus également par l'installation de commande et/ou de régulation 44 pour servir à commander de manière appropriée l'installation d'entraînement 10. En complément, on tient compte d'autres signaux du système de post-traitement des gaz d'échappement 16 tels que par exemple les signaux de la sonde Lambda 62, ceux des capteurs NOx 64 et ceux des capteurs de température 66. On détermine en outre le mode de ré- génération du filtre à particules Diesel 20 et l'état de charge de la batterie 34 pour en tenir compte dans la gestion de l'installation d'entraînement 10. L'installation de commande et/ou de régulation 44 permet de donner différentes priorités, c'est-à-dire de tenir compte d'un certain ordre de différentes grandeurs de l'installation d'entraînement 10. L'installation de commande et/ou de régulation 44 peut par exemple donner la priorité à la demande du conducteur par rapport aux exigences concernant le rendement de l'installation d'entraînement 10. La fonction du "coordinateur de point de fonctionnement SCR", permet en tenant compte de différentes grandeurs concernant la conversion NOx, de régler un point de fonctionnement aussi avantageux que possible et en quelque sorte "idéal" du moteur thermique 12. On utilise pour cela les conditions aux limites telles que la demande du conducteur et/ou une éventuelle régénération du filtre à particules Die- sel 20 et/ou de l'état de charge de la batterie 34. Le "coordinateur de point de fonctionnement SCR" peut en déduire le cas échéant la demande actuelle de couple que l'installation de commande et/ou de régulation 44 utilise pour commander l'installation d'entraînement 10. Comme indiqué ci-dessus, on tient également compte d'un certain ordre, notamment en relation avec la demande du conducteur. L'intérêt du "coordinateur de point de fonctionnement SCR" augmente de façon générale avec l'augmentation de la puissance relative du moteur électrique 28 par rapport à celle du moteur thermique 12.
La figure 3 montre un système de coordonnées analogue à celui de la figure 2 représentant en abscisses la vitesse de rotation (régime) 78 du moteur thermique 12 et en ordonnées la pression moyenne effective 80. A la différence de la figure 2, on a enregistré à la figure 3, comme troisième grandeur, la température 90 dans le cataly- seur SCR 26. Le diagramme de la figure 3 a des surfaces 92, 94, 96, 98, 100 caractérisant différentes plages de température du catalyseur SCR 26. Pour cela, le dessin comporte des chiffres placés dans de petits rectangles qui indiquent en degrés Celsius la température respective du catalyseur 26.
La surface 92 correspond à des températures du cataly- seur SCR 26 trop chaudes pour une conversion NOx optimale 82. La surface 100 correspond à une plage de température trop froide pour une conversion NOx optimale 82. Les flèches 102 indiquent la direction préférentielle respective dans le diagramme pour arriver à une conver- sion NOx 82 suffisante ou bonne, voire très bonne, dans le fonctionne- ment de l'installation d'entraînement 10. La figure 4 représente un ordinogramme pour la mise en oeuvre du procédé de gestion de l'installation d'entraînement 10. L'ordinogramme peut être traité par le programme d'ordinateur 46. La procé- dure de la figure 4 commence dans le bloc de départ 104.
Dans le bloc 106 suivant, on détermine l'état de fonctionnement de l'installation d'entraînement 10 et du système de post-traitement des gaz d'échappement 16. Pour déterminer le point de fonctionnement de l'installation d'entraînement 10, considéré comme "avan- t tageux" pour la conversion NOx 82, c'est-à-dire notamment celui du moteur thermique 12 et du moteur électrique 28, on tient compte des grandeurs ou des paramètres suivants comme grandeurs d'entrée : - Température des gaz d'échappement ; - Débit volumique des gaz d'échappement ; 10 - Concentration des hydrocarbures dans les gaz d'échappement ; - Concentration des oxydes d'azote dans les gaz d'échappement en amont du système de post-traitement des gaz d'échappement 16 ; - Concentration des oxydes d'azote dans les gaz d'échappement en aval du système de post-traitement des gaz d'échappement 16 ; 15 - Rapport de NO2 (dioxyde d'azote) NOx (autres oxydes d'azote) dans les gaz d'échappement ; - Enthalpie des gaz d'échappement ; - Etat de fonctionnement du système de post-traitement des gaz d'échappement 16 ; 20 - Demande du conducteur déduite de la position de la pédale d'accélé- rateur 57, de la position de la pédale de frein 59, de celle de la pédale d'embrayage 61 et du rapport de vitesses utilisé ; et/ou - Etat de charge de la batterie 34 ou de tout autre accumulateur d'énergie. 25 De manière préférentielle, dans le bloc 106, on prédéfinit également une valeur limite inférieure 105 et une valeur limite supérieure 107 pour limiter le cas échéant la demande de couple déduite de la demande du conducteur. Un point de fonctionnement "avantageux" de l'installation 30 d'entraînement 10, est celui pour lequel ces grandeurs d'entrée ont des valeurs permettant dans leur globalité, d'avoir des émissions brutes NOx, faibles, dans la conduite des gaz d'échappement 14 et/ou une fraction NOx, faible, dans les gaz d'échappement en aval du catalyseur SCR 26 et/ou d'atteindre particulièrement rapidement la température 35 de fonctionnement du catalyseur SCR 26. Au moins de temps en temps, on pourra également prévoir un compromis choisi selon les critères prédéfinis entre les grandeurs d'entrée ci-dessus pour avoir un point de fonctionnement avantageux. Dans le bloc d'interrogation 108, on détermine si la plage de fonctionnement du système de post-traitement des gaz d'échappe- ment 16 permet une conversion NOx 82, optimale. En particulier, on détermine les émissions brutes NOx dégagées par le moteur thermique 12, la température du catalyseur SCR 26 et le débit volumique des gaz d'échappement dans le système de post-traitement des gaz d'échappe- ment 16 en procédant par exemple à des comparaisons avec les valeurs limites correspondantes. Si la plage de fonctionnement permet une conversion NOx 82 quelque peu "optimale", on revient à l'entrée du bloc 106. Dans le cas contraire, on passe au bloc 110 suivant dans lequel on demande si la température du système de post-traitement des gaz d'échappement 16, notamment celle du catalyseur SCR 26, se situe au-dessus d'une plage convenant pour une conversion NOx 82, optimale et/ou si le débit volumique des gaz d'échappement est le cas échéant trop élevé et/ou si les émissions brutes NOx dégagées par le moteur thermique 12, sont trop élevées. Dans l'affirmative, on passe au bloc 112 suivant. Dans la négative, on demande dans un autre bloc d'inter- rogation 114, si la température du système de post-traitement des gaz d'échappement 16 est éventuellement trop basse pour une conversion NOx 82, optimale. Si la température n'est pas trop basse, on revient au début du bloc 106. Dans le cas contraire, on dérive du bloc de requête 114 vers un bloc suivant 116. Dans le bloc 112, on utilise les données du champ de ca- ractéristiques 49 enregistrées dans la mémoire de données 48 pour dé- placer le couple et/ou la vitesse de rotation 78 du moteur thermique 12 vers des valeurs plus basses pour pouvoir ainsi décharger le moteur thermique 12. Ensuite, on poursuit la procédure dans le bloc 118. Dans le bloc 116, en utilisant les données du champ de caractéristiques 49 enregistrées dans la mémoire de données 48, on dé- place le couple et/ou la vitesse de rotation 78 du moteur thermique 12 vers des valeurs plus élevées pour solliciter encore plus fortement le moteur thermique 12. Ensuite, on poursuit la procédure également dans le bloc 118. Dans le bloc 118, on attribue à la variation du couple et/ou de la vitesse de rotation 78, une priorité planifiée précédemment dans les blocs 112 et 116. On peut, par exemple, donner la priorité à la demande actuelle du conducteur. De plus, on détermine une grandeur 120 caractérisant le rapport de charge du moteur thermique 12 et du moteur électrique 28. Ensuite, à l'aide d'une fonction de "coordinateur hybride", réalisée par le programme d'ordinateur 46, on détermine les données ou les grandeurs demandées par le coordinateur de point de fonctionnement SCR et que celui-ci peut recevoir, pour modifier le cas échéant l'état de fonctionnement de l'installation d'entraînement 10. La procédure de la figure 4 se termine dans le bloc final 122, suivant.
Par exemple, pour un couple relativement faible et/ou une vitesse de rotation 78, faible, du moteur thermique 12, on pourra faire fonctionner le moteur électrique 28 comme générateur pour charger avec la puissance requise, le véhicule automobile en plus de son mode de roulage en cours et déplacer la puissance dans la plage de fonctionnement souhaitée. Si l'installation d'entraînement 10 permet selon sa réalisation, de passer, même le cas échéant, automatiquement un autre rapport de vitesses. Dans le cas d'un couple relativement élevé et/ou une vitesse de rotation 78, élevée, du moteur thermique 12, le moteur électrique 28 pourra fonctionner comme moteur électrique pour soulager le moteur thermique 12 et le faire passer au point de fonction- nement souhaité. En particulier, la procédure représentée à la figure 4 est optimisée par l'utilisation des "degrés de liberté" prédéfinis pour l'installation d'entraînement 10 par le point de fonctionnement du moteur thermique 12 pour rendre maximale la conversion NOx 82 du système de post-traitement des gaz d'échappement 16. Le moteur thermique 12 pourra être commandé et/ou régulé pour que le couple et/ou la vitesse de rotation 78 correspondent sensiblement à une valeur moyenne. De même, on peut réaliser un "profil de température" pour le catalyseur SCR 26 ou le système de post-traitement des gaz d'échappement 16 et/ou un profil d'émissions brutes NOx du moteur thermique 12 pour optimiser le rendement.5 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 10 installation d'entraînement 12 moteur thermique 14 conduite de gaz d'échappement 16 système de post-traitement des gaz d'échappement 18 catalyseur d'oxydation Diesel 20 filtre à particules Diesel 22 installation d'alimentation en solution aqueuse d'urée 24 solution aqueuse d'urée 26 catalyseur SCR 28 moteur électrique 30 transmission 32 ligne électrique 34 batterie électrique 38 arbre 40a, 40b roues motrices du véhicule 42a, 42b arbres des roues motrices 62 sonde Lambda 44 installation de commande et/ou de régulation 46 programme d'ordinateur 48 mémoire de données 49 champ de caractéristiques 50, 52 lignes électriques 54, 56 lignes électriques 57 pédale d'accélérateur 59 pédale de frein 61 pédale d'embrayage 63 grandeurs caractérisant la demande du conducteur 64 capteur NOx 66 capteur de température 68 réservoir de solution aqueuse d'urée 70 conduite 78 vitesse de rotation/régime 80 pression moyenne effective 81,83,85,87,89 plages de valeurs de l'échelle 84 82 conversion NOx 84 échelle de valeur 92,94,96,98,100 plages de température du catalyseur 26 104-122 blocs d'ordinogramme 120 grandeurs caractérisant le rapport de charge du mo- teur thermique 12 et du moteur électrique 2810

Claims (13)

  1. REVENDICATIONS1°) Procédé de gestion d'une installation d'entraînement (10), notamment d'un véhicule automobile comportant un moteur thermique (12) et au moins une autre unité motrice (28) qui n'est pas un moteur ther- mique (12), - les gaz d'échappement du moteur thermique (12) étant traités par un système de post-traitement des gaz d'échappement (16), procédé caractérisé en ce qu' - on vérifie si le moteur thermique (12) se trouve à un point de fonc- tionnement défini comme avantageux pour le post-traitement des gaz d'échappement, et - si l'on constate que le moteur thermique (12) ne se trouve pas à un point de fonctionnement défini comme avantageux pour le post-traitement des gaz d'échappement, on déplace le point de fonction- nement du moteur thermique (12) en utilisant l'autre unité motrice (28) pour passer dans une plage définie comme avantageuse pour le post-traitement des gaz d'échappement.
  2. 2°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plage des points de fonctionnement définis comme avantageux pour le post-traitement des gaz d'échappement du moteur thermique (12), est définie par au moins un champ de caractéristiques (49) et des valeurs limites appropriées, ce champ de caractéristiques (49) étant formé par une pression moyenne effective (80) et une vitesse de rotation (78) ou grandeurs équivalentes.
  3. 3°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' en déterminant le point de fonctionnement défini comme avantageux pour le post-traitement des gaz d'échappement, on tient compte d'au moins l'une des grandeurs d'entrée suivantes : - Température des gaz d'échappement ; - Débit volumique des gaz d'échappement ; - Concentration des hydrocarbures dans les gaz d'échappement ;- Concentration des oxydes d'azote dans les gaz d'échappement en amont du système de post-traitement des gaz d'échappement (16) ; - Concentration des oxydes d'azote dans les gaz d'échappement en aval du système de post-traitement des gaz d'échappement (16) ; - Rapport de NO2 de NOx dans les gaz d'échappement ; - Enthalpie des gaz d'échappement ; - Etat de fonctionnement du système de post-traitement des gaz d'échappement (16) ; - Demande du conducteur ; - Rapport de vitesses passé ; et/ou - Etat de charge d'un accumulateur d'énergie (34).
  4. 4°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur thermique (12) est un moteur Diesel et le système de post- traitement des gaz d'échappement (16) comporte un catalyseur SCR (26).
  5. 5°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'autre unité motrice est notamment un moteur électrique (28) ou un moteur hydraulique alimenté en énergie à partir d'un accumulateur électrique hydraulique ou thermique supplémentaire.
  6. 6°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur thermique (12) est commandé et/ou régulé pour que le couple et/ou la vitesse de rotation (78) du moteur thermique (12) correspondent de préférence à une valeur sensiblement moyenne.
  7. 7°) Procédé selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce qu' en utilisant au moins l'une des grandeurs d'entrée, on détermine une grandeur (63) caractérisant la demande du conducteur et/ou une gran-deur (120) caractérisant le rapport de charge du moteur thermique (12) et du moteur électrique (28), et - on transmet la grandeur obtenue (63, 120) ou les grandeurs obtenues (63, 120) à une installation de commande et/ou de régulation (44) du moteur thermique (12) et du moteur électrique (28).
  8. 8°) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu' on prédéfinit une valeur limite inférieure et une valeur limite supérieure (105, 107) pour limiter le couple demandé par le conducteur.
  9. 9°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour un couple relativement faible et/ou une vitesse de rotation (78), faible, du moteur thermique (12), on fait fonctionner le moteur élec- trique (28) comme générateur pour charger plus le moteur thermique (12) et le placer dans une plage des points de fonctionnement souhaitée.
  10. 10°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour un couple relativement élevé et/ou une vitesse de rotation élevée (78) du moteur thermique (12), on fait fonctionner le moteur électrique (28) comme moteur pour soulager le moteur thermique (12) et le placer dans la plage des points de fonctionnement souhaitée.
  11. 11°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il est exécuté en utilisant des données enregistrées en mémoire et/ou au moins un champ de caractéristiques (49) et/ou au moins une opéra- tion mathématique.
  12. 12°) Installation de commande et/ou de régulation (44) d'un véhicule automobile, caractérisée en ce qu' elle applique un procédé selon l'une des revendications 1 à 11,notamment d'un véhicule automobile comportant un moteur thermique (12) et au moins une autre unité motrice (28) qui n'est pas un moteur thermique (12), et dont les gaz d'échappement sont traités par un système de post-traitement des gaz d'échappement (16), et selon lequel - on vérifie si le moteur thermique (12) se trouve à un point de fonctionnement défini comme avantageux pour le post-traitement des gaz d'échappement, et - si l'on constate que le moteur thermique (12) ne se trouve pas à un point de fonctionnement défini comme avantageux pour le post- traitement des gaz d'échappement, on déplace le point de fonctionnement du moteur thermique (12) en utilisant l'autre unité motrice (28) dans une plage définie comme avantageuse pour le post-traitement des gaz d'échappement.
  13. 13°) Programme d'ordinateur (46) pour une installation de commande et/ou de régulation (44) d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu' il est programmé pour exécuter un procédé selon l'une des revendica- tions 1 à 11.
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