FR3078996A1

FR3078996A1 - Procede d’obtention d’une temperature de fonctionnement minimale d’un element de depollution dans une ligne d’echappement de vehicule automobile

Info

Publication number: FR3078996A1
Application number: FR1852142A
Authority: FR
Inventors: Romain Boissard; Nicolas Iannucci
Original assignee: PSA Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2018-03-13
Filing date: 2018-03-13
Publication date: 2019-09-20
Anticipated expiration: 2038-03-13
Also published as: FR3078996B1

Abstract

L'invention concerne un procédé d'obtention d'une température de fonctionnement minimale prédéterminée d'au moins un élément de dépollution dans une ligne d'échappement d'un véhicule automobile en sortie d'un moteur thermique, caractérisé en ce qu'il est déterminé (10) un rapport minimal d'une température des gaz d'échappement sur une enthalpie des gaz d'échappement permettant une obtention de la température de fonctionnement minimale dans un délai prédéterminé, un rapport réel ou souhaité température sur enthalpie étant mesuré ou estimé pour les gaz d'échappement et si le rapport réel ou souhaité est inférieur au rapport minimal prédéterminé, un couple du moteur est automatiquement augmenté ou un conducteur du véhicule est informé que le couple est à augmenter afin d'atteindre le rapport minimal.

Description

PROCEDE D’OBTENTION D’UNE TEMPERATURE DE FONCTIONNEMENT MINIMALE D’UN ELEMENT DE DEPOLLUTION DANS UNE LIGNE D’ECHAPPEMENT DE VEHICULE AUTOMOBILE [0001] La présente invention concerne un procédé d’obtention d’une température de fonctionnement minimale prédéterminée d’au moins un élément de dépollution dans une ligne d’échappement d’un véhicule automobile, afin que l’élément de dépollution atteigne le plus rapidement possible sa température de fonctionnement.

[0002] Les niveaux de polluants émis par les véhicules automobiles sont soumis à réglementation dont les oxydes d’azote ou NOx, les hydrocarbures ou HC, le monoxyde de carbone ou CO et les particules, notamment les particules de suie.

[0003] Il est connu qu’une ligne d’échappement en sortie d’un moteur thermique comprenne plusieurs éléments de dépollution sélective d’un polluant, dont par exemple, sans que cela soit limitatif, un système de réduction catalytique sélective, un filtre à particules, un piège à NOx actif ou passif, un catalyseur d’oxydation ou un catalyseur trois voies.

[0004] Pour amorcer un élément de dépollution, c’est-à-dire lui faire atteindre sa température minimale de fonctionnement, cet élément de dépollution étant par exemple un catalyseur trois voies ou d’oxydation, il faut apporter des calories dans la ligne d’échappement associée au moteur thermique.

[0005] La température des éléments de dépollution ne peut être atteinte que si un rapport de la température des gaz à l’échappement sur l’enthalpie des gaz à l’échappement est suffisant. Ceci implique d’avoir une puissance du moteur suffisamment élevée et/ou des stratégies de réglages spécifiques générant une surconsommation. Cette température est dépendante de l’élément de dépollution en étant au moins supérieure à 250°C et voire de 400°C, ce qui n’est pas limitatif [0006] La figure 1 montre un rapport d’une température des gaz d’échappement sur une enthalpie des gaz d’échappement T/H en fonction d’une puissance P du moteur thermique exprimée en kiloWatt ou kw. Il est défini un rapport minimal limite T/H lim prédéterminé nécessaire pour permettre l’augmentation de la température de l’élément de dépollution à sa température de fonctionnement minimale, ce rapport limite T/H lim correspondant à une puissance minimale P lim.

[0007] Pour une stratégie de réglages spécifiques générant une surconsommation, une combustion du moteur thermique doit être dégradée. Par exemple, pour un moteur à allumage commandé, une avance à l’allumage peut alors être sous-calée, autrement dit retardée, afin de charger en calories la ligne d’échappement. Cela a pour conséquence de diminuer la stabilité de combustion, ressentie par le conducteur du fait d’une instabilité du régime moteur alors survenant. Cette instabilité limite le potentiel de dégradation et donc les calories pouvant être apportées à la ligne d’échappement.

[0008] Le document WO-A-2014/199044 décrit une stratégie dite FCLO ou d'amorçage rapide pour un catalyseur d’oxydation de moteur à allumage par compression ou catalyseur DOC en tant qu’élément de dépollution avec un décalage de la courbe d'amorçage vers des températures plus élevées, ceci en dégradant la combustion du moteur à la source pour chauffer plus rapidement le catalyseur DOC.

[0009] En effet, l'amorçage d'un catalyseur n'est effectif que si la température des gaz d'échappement a atteint un certain niveau, par exemple entre 250 °C et 270 °C. Il faut donc une durée minimale pour que le catalyseur puisse entrer efficacement en fonction. Pour un moteur à allumage commandé, il est possible de chauffer un catalyseur trois voies en tant qu’élément de dépollution.

[0010] Il en résulte que la mise en action de l’élément ou des éléments de dépollution est possible mais en appliquant des réglages qui dégradent fortement le rendement du moteur. Pour de tels véhicules automobiles, il peut également être intéressant de limiter les zones de trop faible rapport de température/enthalpie des gaz d’échappement.

[0011] En se référant à nouveau à la figure 1, en dessous d’une puissance limite P lim, le rapport température des gaz échappement/enthalpie des gaz échappement passe en dessous d’un rapport minimal limite T/H lim. En conséquence, il n’est pas possible de mettre en température l’élément ou les éléments de dépollution présents dans la ligne d’échappement.

[0012] Ceci est particulièrement problématique pour les véhicules automobiles des conducteurs qui ont une conduite avec de faibles accélérations, à faibles vitesses avec des demandes de puissance du moteur faibles, donc peu de thermique dans la ligne d’échappement.

[0013] Dans le cas d’un véhicule tout ou partie autonome, c’est le véhicule qui va demander au moteur de fournir de la puissance afin de faire avancer le véhicule à la vitesse désirée.

[0014] Par conséquent, le problème à la base de l’invention est de mettre en oeuvre ou d’avertir un conducteur de véhicule automobile de mettre en oeuvre des moyens simples pour augmenter la température dans la ligne d’échappement d’un moteur thermique et ainsi chauffer un ou des éléments de dépollution se trouvant dans cette ligne, afin qu’ils atteignent le plus rapidement possible leur température de fonctionnement minimale.

[0015] Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l’invention un procédé d’obtention d’une température de fonctionnement minimale prédéterminée d’au moins un élément de dépollution dans une ligne d’échappement d’un véhicule automobile en sortie d’un moteur thermique, caractérisé en ce qu’il est déterminé un rapport minimal d’une température des gaz d’échappement sur une enthalpie des gaz d’échappement permettant une obtention de la température de fonctionnement minimale dans un délai prédéterminé, un rapport réel ou souhaité température sur enthalpie étant mesuré ou estimé pour les gaz d’échappement et si le rapport réel ou souhaité est inférieur au rapport minimal prédéterminé, un couple du moteur est automatiquement augmenté ou un conducteur du véhicule est informé que le couple est à augmenter afin d’atteindre le rapport minimal.

[0016] La présente invention peut aussi bien être mis en oeuvre dans un véhicule automobile pour lequel le conducteur a la pleine responsabilité de la conduite ou du fonctionnement du véhicule que pour un véhicule automobile au moins partiellement autonome. Dans le premier cas, le rapport de la température des gaz d’échappement sur l’enthalpie des gaz d’échappement est réel. Dans le deuxième cas, un profil de roulage avec un profil de couple peut avoir été élaboré et le rapport peut être souhaité et non encore effectif.

[0017] Une comparaison du rapport réel ou souhaité température sur enthalpie avec le rapport minimal peut être remplacée par une comparaison de puissance réelle ou souhaitée correspondant au rapport réel ou souhaité avec une puissance minimale correspondant au rapport minimal.

[0018] L’effet technique est d’augmenter, quand ceci est possible automatiquement, dans le cas d’un véhicule autonome ou voulu par le conducteur dans le cas d’un véhicule non autonome, le couple du véhicule automobile pour chauffer plus efficacement un ou des éléments de dépollution se trouvant dans la ligne d’échappement et leur faire atteindre leur température de fonctionnement minimale qui leur est propre afin de leur permettre d’assurer une dépollution effective du polluant associé. Ceci peut remplacer très avantageusement une combustion dégradée comme proposée par l’état de la technique.

[0019] Pour un véhicule autonome, le contrôle véhicule connaît par avance le trajet à parcourir avec toutes les données nécessaires comme le profil de la route ou des limitations de vitesses. Il peut donc établir un profil de couple respectant ces données tout en assurant une montée accélérée en température de l’élément ou des éléments de dépollution.

[0020] Dans tous les cas, le procédé selon l’invention consiste à prendre en compte l’information du rapport de la température limite des gaz d’échappement sur l’enthalpie limite à tout instant en dessous de laquelle on ne souhaite pas faire fonctionner le moteur et d’en déduire en conséquence la puissance limite minimale en dessous de laquelle le moteur ne doit pas fonctionner pour assurer un chauffage de l’élément ou des éléments de dépollution.

[0021] Ceci vaut surtout pour un véhicule automobile autonome et permet d’identifier les situations de vie pour lesquelles une adaptation de la puissance moteur sera possible afin d’éviter la zone de puissance inférieure à la limite fixée. Cependant, ceci doit se faire dans le respect des conditions de conduite et il s’agit dans ces phases d’augmentation du couple de prendre en compte toutes les contraintes prioritaires qui ne permettraient pas de pouvoir moduler en augmentation le profil de couple demandé par le véhicule au moteur.

[0022] Par exemple, le couple du véhicule automobile ne peut pas être augmenté dans le cas d’une zone à vitesse limitée plane pour laquelle le véhicule automobile roule déjà à la vitesse limite. Le véhicule automobile autonome peut rattraper un chauffage déficient de l’élément ou des éléments de dépollution effectué dans une telle zone de limitation de vitesse en augmentant le couple dans une autre portion de trajet favorable, étant donné qu’un profil de couple et un profil de puissance sont élaborés pour le trajet entier et peuvent inclure des zones défavorables au chauffage des éléments de dépollution et d’autres zones pour lesquelles il est possible d’accentuer encore plus le chauffage des éléments par augmentation du couple.

[0023] Avantageusement, l’augmentation automatique du couple est modulée en baisse selon au moins une ou des conditions prioritaires suivantes: une distance de parcours programmée, une durée de parcours programmée, une ou des limitations de vitesses prévues sur le parcours, des conditions de circulation estimées sur le parcours, des conditions météorologiques, un relief ou une typologie du parcours, un état de la route sur le parcours, une masse totale du véhicule automobile, une pression et/ou un état des pneus du véhicule, des émissions d’oxydes d’azote ou de particules dans les gaz d’échappement et, pendant le parcours, des distances par rapport au véhicule suivant et précédent le véhicule automobile.

[0024] Dans une circulation dense ou dans une zone à vitesse limitée, il est évident que l’augmentation de couple ne peut être que limitée et que l’augmentation automatique de couple doit en tenir compte. Des conditions défavorables de conduite ne se prêtent pas non plus à une forte augmentation du couple du moteur.

[0025] Avantageusement, le véhicule automobile comprend un contrôle véhicule et un contrôle moteur en communication en réception et en émission l’un avec l’autre, le contrôle véhicule déterminant, dans un état nominal, une consigne de couple souhaitée pour le moteur thermique et transmettant la consigne de couple au contrôle moteur, le contrôle moteur établissant une puissance minimale correspondant au rapport minimal température des gaz d’échappement sur enthalpie des gaz d’échappement permettant une obtention de la température de fonctionnement minimale, comparant la puissance minimale avec une puissance souhaitée obtenue avec la consigne de couple correspondant au rapport souhaité température sur enthalpie et transmettant un résultat de la comparaison au contrôle véhicule, un état de priorité thermique avec augmentation de la consigne de couple étant établi par le contrôle véhicule quand la puissance souhaitée est inférieure à la puissance minimale avec augmentation de la consigne de couple transmise au contrôle moteur pour que la puissance souhaitée atteigne la puissance minimale.

[0026] Avantageusement, le contrôle véhicule élabore un profil d’évolution de vitesse souhaité et déduit la consigne de couple à partir du profil d’évolution de vitesse souhaité, le profil d’évolution de vitesse souhaité étant établi en fonction de conditions de prestations ciblées comme une vitesse souhaitée du véhicule ou une durée du trajet, des conditions prioritaires et des conditions de confort comme une consommation du moteur thermique ou une acoustique du moteur thermique.

[0027] Travailler avec des profils d’évolution de vitesse et d’évolution de puissance permet de mieux répartir l’augmentation du couple et de compenser, le cas échéant, une limitation d’augmentation de couple due à des contraintes prioritaires dans une autre zone de parcours se prêtant à une augmentation plus forte de couple.

[0028] Avantageusement, le contrôle moteur évalue un état dudit au moins un élément de dépollution représentatif de sa température réelle en la comparant à sa température de fonctionnement minimale, estime un rapport minimal température sur enthalpie pour atteindre la température minimale de fonctionnement dans le délai prédéterminé, et à partir de ce rapport minimal, la puissance minimale à fournir par le moteur thermique correspondant à ce rapport minimal.

[0029] Avantageusement, le délai prédéterminé est fixé par rapport à un taux maximal prédéterminé d’émission d’un polluant traité par ledit au moins un élément de dépollution mais n’ayant pas pu l’être. Cela permet de répondre à de nouvelles normes d’émission de polluant en conduite réelle prévoyant des taux à ne pas dépasser sur des fractions de parcours.

[0030] L’invention concerne un véhicule automobile comprenant un contrôle moteur en charge du fonctionnement d’un moteur thermique avec, en sortie du moteur thermique, une ligne d’échappement équipée d’au moins un élément de dépollution et un contrôle véhicule pilotant diverses consignes de fonctionnement du véhicule et délivrant une consigne de couple du moteur thermique vers le contrôle moteur, caractérisé en ce que le contrôle moteur et le contrôle véhicule comportent les moyens de mise en oeuvre d’un tel procédé d’obtention d’une température de fonctionnement minimale prédéterminée d’au moins un élément de dépollution, le contrôle moteur comportant des moyens de détection d’une température dudit au moins un élément de dépollution, des moyens de mémorisation préalable d’une température de fonctionnement minimale dudit au moins un élément de dépollution, des moyens d’estimation d’un rapport minimal température sur enthalpie et d’une puissance minimale à fournir par le moteur thermique pour atteindre la température minimale de fonctionnement et des moyens de comparaison de la puissance minimale avec une puissance souhaitée obtenue avec la consigne de couple, le contrôle véhicule comportant des moyens de mise en état de priorité thermique avec des moyens de calcul en augmentation de la consigne de couple.

[0031] Selon l’invention, le contrôle véhicule modifie le profil de puissance demandé au moteur afin de minimiser le temps passé en dessous de la puissance limite. Ceci permet d’optimiser la mise en température de l’élément ou des éléments de dépollution, ce qui permet de mieux maîtriser les émissions polluantes dans certaines situations de vie sévères, d’où une meilleure robustesse aux réglementations en vigueur.

[0032] II est procuré un gain en consommation du fait d’un moindre recours aux stratégies de mise en action, comme une combustion dégradée ou une chauffe forcée auxiliaire de chaque élément de dépollution. II est aussi procuré un gain sur le dimensionnement de l’élément ou des éléments de dépollution en n’utilisant pas de système de chauffe auxiliaire.

[0033] En effet, l’utilisation de résistances chauffantes dans la ligne d’échappement, une implantation de l’élément ou des éléments de dépollution au plus près du moteur ou une isolation de l’élément ou des éléments de dépollution ont un coût et/ou un impact sur l’implantation du moteur dans le véhicule.

[0034] Pour mettre en température l’élément ou les éléments de dépollution, il était utilisé à ce jour deux types de leviers, soit un réglage par une dégradation du rendement du moteur, ce qui augmentait le rapport température des gaz échappement sur enthalpie des gaz d’échappement. Cela se faisait cependant avec une dégradation de la consommation et une augmentation des émissions de dioxyde de carbone ou CO2.

[0035] Pour les moteurs thermiques, le recours à un ou des éléments de dépollution est indispensable. La problématique de la mise en action de ces éléments demeurera dans un proche avenir, sauf emploi de technologies coûteuses qui permettraient aux éléments de dépollution de chauffer sans aide de la thermique dans la ligne d’échappement du moteur.

[0036] La présente invention est particulièrement bien adaptée pour être mise en oeuvre sur un véhicule automobile autonome qui est un moyen de locomotion en plein développement.

[0037] Avantageusement, le contrôle véhicule comprend des moyens de modulation en baisse ou de suspension temporaire de la consigne de couple en fonction de données prioritaires stockées préalablement dans des moyens de mémorisation ou reçues par des moyens de réception du contrôle véhicule.

[0038] Avantageusement, le contrôle véhicule est connecté au moins à un système de géolocalisation ou un système d’informations routières et/ou météorologiques.

[0039] Avantageusement, le véhicule automobile est un véhicule au moins partiellement autonome.

[0040] D’autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d’exemples non limitatifs et sur lesquels :

- la figure 1 est une représentation schématique d’un courbe d’un rapport de la température sur l’enthalpie des gaz d’échappement dans une ligne d’échappement d’un moteur thermique en fonction de la puissance développée par le moteur, un tel rapport pouvant être utilisé dans un procédé d’obtention d’une température de fonctionnement minimale prédéterminée d’au moins un élément de dépollution dans la ligne d’échappement selon la présente invention,

- la figure 2a montre une comparaison de courbes de profil de couple d’un moteur thermique en fonction du temps pour une mise en oeuvre du procédé selon la présente invention et sans mise en oeuvre,

- la figure 2b montre une comparaison de courbes de profil de vitesse du véhicule en fonction du temps pour une mise en oeuvre du procédé selon la présente invention et sans mise en oeuvre,

- la figure 3 représente un logigramme d’un mode de réalisation d’un procédé d’obtention d’une température de fonctionnement minimale prédéterminée d’au moins un élément de dépollution dans la ligne d’échappement selon la présente invention.

[0041] Avantageusement, le véhicule automobile est un véhicule au moins partiellement autonome.

[0042] D’autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d’exemples non limitatifs et sur lesquels :

[0043] Il est à garder à l’esprit que les figures sont données à titre d'exemples et ne sont pas limitatives de l’invention. Dans ce qui va suivre, il est fait référence à toutes les figures prises en combinaison. Quand il est fait référence à une ou des figures spécifiques, ces figures sont à prendre en combinaison avec les autres figures pour la reconnaissance des références numériques désignées.

[0044] En se référant plus particulièrement aux figures 2a, 2b et 3, la présente invention concerne un procédé d’obtention d’une température de fonctionnement minimale prédéterminée d’au moins un élément de dépollution dans une ligne d’échappement d’un véhicule automobile en sortie d’un moteur thermique.

[0045] Le véhicule automobile peut être un véhicule complètement autonome, un véhicule partiellement autonome ou un véhicule pour lequel le conducteur garde plus ou moins un pouvoir de décision sur le fonctionnement du véhicule.

[0046] Dans le cadre de la présente invention, il est déterminé en 10 un rapport minimal d’une température des gaz d’échappement sur une enthalpie des gaz d’échappement permettant une obtention de la température de fonctionnement minimale dans un délai prédéterminé, ce rapport minimal pouvant être qualifié de théorique.

[0047] Le délai prédéterminé peut, par exemple, être un délai pendant lequel les émissions du polluant ou des polluants traités ne dépassent pas les normes en vigueur ou empêcheraient de respecter des émissions moyennées sur de plus longs intervalles comme lors d’un test d’émissions en conduite réelle.

[0048] Le délai prédéterminé peut être fixé par rapport à un taux maximal prédéterminé d’émission d’un polluant traité par l’élément ou les éléments de dépollution mais n’ayant pas pu l’être dans ces circonstances pour lesquelles la température d’au moins un des éléments était inférieure à sa température de fonctionnement minimale.

[0049] Parallèlement, un rapport réel ou souhaité température sur enthalpie est mesuré ou estimé pour les gaz d’échappement. Souhaité signifie que le procédé peut s’appliquer en avance pour une meilleure réactivité aux conditions de roulage favorables ou non à la montée en température de l’élément ou des éléments de dépollution.

[0050] Si le rapport réel ou souhaité est inférieur au rapport minimal prédéterminé, un couple du moteur est automatiquement augmenté, ceci pour un véhicule automobile au moins partiellement autonome ce qui est une application préférentielle et non limitative du présent procédé.

[0051] En alternative, pour un véhicule automobile non autonome, un conducteur du véhicule est informé que le couple est à augmenter afin d’atteindre le rapport minimal. Le conducteur pourra alors augmenter le couple et la puissance du moteur en appuyant plus fortement sur la pédale d’accélérateur et faire chauffer plus vite l’élément ou les éléments de dépollution.

[0052] Les figures 2a et 2b montrent une comparaison de courbes de profil de couple PC du moteur thermique du véhicule automobile et de courbes de profil de vitesse PvV en kilomètres par heure ou km/H en fonction d’un temps en seconde ts avec ou sans application du procédé selon l’invention, les courbes en pointillés illustrant respectivement une courbe de profil de couple et une courbe de profil de puissance sans application du procédé.

[0053] Il a été déterminé selon le rapport température sur enthalpie une puissance limite et déduit de cette puissance un couple limite Clim. Il est en effet connu que le couple C et la puissance P d’un moteur sont reliés par l’équation suivante :

P = C w dans laquelle w est la vitesse de rotation du moteur, P, C et w étant exprimées dans les unités officielles, à savoir le Watt, le Newton.mètre et le radian par seconde.

[0054] Si la rotation du moteur est exprimée en tours par minute, ce qui correspond au régime moteur classique représenté par N, l’équation est à adapter. Par exemple, pour une puissance P exprimée en cheval vapeur, un couple C exprimé en mètre.kilogramme et une rotation du moteur N en tours par minute, on obtient alors :

P = 1.39.10’³ C N [0055] A la figure 2a, la courbe en pointillés illustrant un couple sans application du procédé selon l’invention est inférieure, au moins en début de roulage, au couple limite Clim. Ceci est corrigé par l’application du procédé selon l’invention pour lequel la courbe en trait plein est toujours supérieure au couple limite Clim.

[0056] La courbe en trait plein avec application du procédé selon l’invention démarre à un niveau de couple plus élevé que la courbe en pointillés sans application du procédé selon l’invention et croît plus régulièrement que la courbe en pointillés. La courbe en pointillés présente une formation d’une bosse de profil de couple suivie d’une décroissance du profil de couple, ce que la courbe en trait plein ne présente pas.

[0057] Les deux courbes de profil de couple se rejoignent après une durée prédéterminée correspondant à l’atteinte d’une température de fonctionnement minimale de l’élément de dépollution avec suspension de la mise en oeuvre du procédé selon l’invention.

[0058] Quand il y a plusieurs éléments de dépollution, la mise en oeuvre du procédé selon l’invention est suspendu quand l’élément de dépollution ayant une température de fonctionnement minimale la plus élevée a atteint sa température de fonctionnement minimale.

[0059] Le procédé selon l’invention consiste principalement à corriger le profil de couple afin de ne plus passer dans la zone en dessous du couple limite Clim.

[0060] En conséquence, comme il est visible à la figure 2b, le profil de vitesse PvV du véhicule est modifié, la courbe en pointillés illustrant un profil de vitesse sans application du procédé selon l’invention et la courbe en trait plein illustrant un profil de vitesse avec application du procédé selon l’invention.

[0061] Le profil de vitesse avec mise en oeuvre du procédé selon l’invention croît plus vite que le profil de vitesse sans mise en oeuvre du procédé selon l’invention mais peut repasser en dessous du profil de vitesse sans mise en oeuvre du procédé selon l’invention après une durée relativement longue correspondant à la formation d’une bosse sur la courbe de profil de couple en pointillés à la figure 2a.

[0062] Il convient que cette augmentation de couple soit compatible avec des contraintes prioritaires. Ces contraintes prioritaires dépendent du type de parcours et des incidents de parcours. Certaines de ces contraintes prioritaires vont maintenant être détaillées sans que cela soit limitatif.

[0063] Ainsi, l’augmentation automatique du couple peut être modulée en baisse selon au moins une ou des conditions prioritaires suivantes: une distance de parcours programmée, une durée de parcours programmée, une ou des limitations de vitesses prévues sur le parcours, des conditions de circulation estimées sur le parcours, comme la présence d’obstacles tels que des zones de travaux, des piétons, d’autres véhicules ou d’objets divers ou comme une densité de circulation, des conditions météorologiques comme la température extérieure, la pression atmosphérique ou l’hygrométrie, un relief ou une typologie du parcours comme par exemple un parcours en ville, sur route ou autoroute, la présence de feux rouges ou de stop et le profil sinueux de la route, un état de la route sur le parcours, une masse totale du véhicule automobile incluant la masse du véhicule, de ces occupants et le cas échéant, d’une remorque ou caravane, une pression et/ou un état des pneus du véhicule, des émissions d’oxydes d’azote, de particules ou d’un autre polluant dans les gaz d’échappement, par exemple quand un filtre à particules est surchargé et, pendant le parcours, des distances par rapport au véhicule suivant et précédent le véhicule automobile.

[0064] Ces conditions forment des leviers qui permettront de pouvoir moduler le profil de puissance demandé à la baisse comme à la hausse, mais de préférence à la baisse.

[0065] Certaines de ces conditions impactent favorablement sur la montée en température de l’élément ou des éléments de dépollution, comme par exemple un véhicule chargé ou une parcours sinueux demandant des reprises de couple mais d’autres sont désavantageuses comme une circulation dense ou une limitation de vitesse.

[0066] Dans ce dernier cas, comme un véhicule automobile au moins partiellement autonome travaille avec un profil de couple, il est possible de rattraper une montée moindre en température par une augmentation plus prononcée du couple si cela est possible dans d’autres circonstances.

[0067] En revanche, on pourra possiblement mettre de côté certaines prestations ou contraintes qui pourront, de façon temporaire être considérées comme non prioritaires par rapport à la problématique du chauffage de l’élément ou des éléments de dépollution. Sans que cela soit limitatif, il est possible de citer dans ce groupe non prioritaire une consommation du moteur, un besoin acoustique, un agrément de la conduite.

[0068] Un module de contrôle du véhicule automobile au moins partiellement autonome, par exemple un contrôle véhicule CV, peut élaborer un profil d’évolution de vitesse souhaité et déduire une consigne de couple à partir du profil d’évolution de vitesse souhaité. Le profil d’évolution de vitesse souhaité peut être établi en fonction de conditions de prestations ciblées comme une vitesse souhaitée du véhicule ou une durée du trajet, des conditions prioritaires et des conditions de confort comme une consommation du moteur thermique ou une acoustique du moteur thermique.

[0069] Un tel véhicule automobile autonome peut connaître à l’avance certaines des caractéristiques du trajet mais d’autres sont inconnues car aléatoires. II est cependant toujours possible de réactualiser les profils d’évolution de vitesse, de puissance et de couple selon les circonstances.

[0070] En se référant plus particulièrement à la figure 3, pour un véhicule automobile autonome, le véhicule automobile comprend un contrôle véhicule CV et un contrôle moteur CM en communication en réception et en émission l’un avec l’autre. Le contrôle véhicule CV détermine, dans un état nominal 1, une consigne de couple souhaitée pour le moteur thermique et transmet la consigne de couple au contrôle moteur CM.

[0071] En réponse, le contrôle moteur CM établit une puissance minimale correspondant au rapport minimal température des gaz d’échappement sur enthalpie des gaz d’échappement permettant une obtention de la température de fonctionnement minimale, compare la puissance minimale avec une puissance souhaitée obtenue avec la consigne de couple correspondant au rapport souhaité température sur enthalpie et transmet un résultat de la comparaison au contrôle véhicule CV.

[0072] Le contrôle véhicule CV établit alors, si nécessaire, un état de priorité thermique 4 avec augmentation de la consigne de couple étant établi par le contrôle véhicule CV quand la puissance souhaitée est inférieure à la puissance minimale avec augmentation de la consigne de couple transmise au contrôle moteur CM pour que la puissance souhaitée atteigne la puissance minimale et que l’élément ou les éléments de dépollution puissent atteindre leur température de fonctionnement minimale.

[0073] Le contrôle moteur CM peut évaluer un état dudit au moins un élément de dépollution représentatif de sa température réelle en la comparant à sa température de fonctionnement minimale, étant donné qu’il est lié à des capteurs de température ou à des cartographies estimant la température en vigueur dans un élément de dépollution en fonction de la température des gaz d’échappement, selon aussi un historique des températures précédentes des gaz d’échappement depuis un début de roulage et de la durée du roulage déjà effectué. Le contrôle moteur CM peut avoir mémorisé des valeurs d’enthalpie des gaz d’échappement.

[0074] Le contrôle moteur CM peut estimer un rapport minimal température sur enthalpie pour atteindre la température minimale de fonctionnement dans le délai prédéterminé, et à partir de ce rapport minimal, une puissance minimale à fournir par le moteur thermique correspondant à ce rapport minimal.

[0075] En se référant toujours plus particulièrement à la figure 3, l’invention concerne un véhicule automobile comprenant un contrôle moteur CM en charge du fonctionnement d’un moteur thermique avec, en sortie du moteur thermique, une ligne d’échappement équipée d’au moins un élément de dépollution et un contrôle véhicule CV pilotant diverses consignes de fonctionnement du véhicule et délivrant une consigne de couple du moteur thermique vers le contrôle moteur CM.

[0076] A la figure 3, le contrôle véhicule CV définit un état nominal référencé 1 correspondant à une conduite nominale c’est-à-dire sans préoccupation de montée en température d’un ou d’éléments de dépollution dans la ligne d’échappement du moteur thermique du véhicule automobile. Dans le module 2, le contrôle véhicule CV peut établir un profil d’évolution de vitesse souhaité pour le véhicule, ceci avantageusement pendant tout le parcours envisagé.

[0077] Ceci peut être fait en prenant en considération des contraintes et cibles de prestations en provenance d’un module 7 pour adapter l’état nominal 1 aux données du parcours et du véhicule automobile déjà disponibles, d’autres données pouvant être rajoutées en cours de parcours.

[0078] Dans le module 3, le contrôle véhicule CV peut élaborer un profil de puissance qui va être demandé au moteur thermique via un contrôle moteur CM. Le contrôle moteur CM comporte dans un module 9 d’estimation de l’état de l’élément ou des éléments de dépollution, notamment de sa température inférieure ou non à une température de fonctionnement minimale et de son efficacité.

[0079] Le module 9 est ainsi associé à des moyens de détection d’une température de chaque élément de dépollution et comprend des moyens de mémorisation préalable d’une température de fonctionnement minimale propre à chaque élément de dépollution.

[0080] Dans un module 10, le contrôle moteur CM comprend des moyens d’estimation d’un rapport minimal de la température sur l’enthalpie des gaz d’échappement. C’est ce rapport minimal qui permettra à chaque élément de dépollution d’atteindre sa température de fonctionnement minimale avant la fin d’une durée prédéterminée qui sera la plus courte possible, chaque élément de dépollution n’assurant pas sa fonction de dépollution tant que cette durée prédéterminée n’est pas atteinte.

[0081] Dans un module 11, le contrôle moteur CM estime une puissance minimale à fournir par le moteur thermique pour atteindre la température minimale de fonctionnement, cette puissance minimale étant en correspondance avec le rapport minimal température sur enthalpie et étant théorique. Il en est déduit un Seuil SX de puissance minimale théorique.

[0082] En parallèle, dans le module 12, à partir des données de profil de puissance élaborée par le contrôle véhicule CV dans le module 3 communiquées par le contrôle véhicule CV au contrôle moteur CM, le contrôle moteur CM effectue le calcul de la puissance fourni par le moteur sur le profil demandé par le contrôle véhicule CV. Il en est déduit un seul SY de puissance réelle ou souhaitée.

[0083] Le contrôle moteur CM comprend un module comparateur 13 comprenant des moyens de comparaison du seuil de puissance minimale théorique SX avec le seuil de puissance réelle ou souhaitée SY obtenue avec la consigne de couple.

[0084] Si le seuil de puissance minimale théorique SX n’est pas supérieur au seuil de puissance réelle ou souhaitée SY obtenue avec la consigne de couple, ce qui est montré par la sortie N du module comparateur 13, la puissance réelle ou souhaitée est suffisante pour effectuer le chauffage de l’élément ou des éléments de dépollution dans la durée prédéterminée impartie. Il est alors effectué dans le module 14 une demande de puissance de moteur qui est transmise au contrôle véhicule CV. L’état nominal référencé 1 dans le contrôle véhicule CV est maintenu à l’instant t+1.

[0085] Si le seuil de puissance minimale théorique SX est supérieur au seuil de puissance réelle ou souhaitée SY obtenue avec la consigne de couple, ce qui est montré par la sortie O du module comparateur 13, la puissance réelle ou souhaitée est insuffisante pour effectuer le chauffage de l’élément ou des éléments de dépollution dans la durée prédéterminée impartie. Le seuil X est considéré comme non respecté, ce qui est référencé par NSX.

[0086] Cette information est transmise du contrôle moteur CM au contrôle véhicule CV qui instaure en 4 un état de priorité thermique avec des moyens de calcul en augmentation de la consigne de couple, l’état de priorité thermique 4 remplaçant l’état nominal 1.

[0087] Cet état de priorité thermique 4 peut être modifié en tenant compte de contraintes prioritaires contenues ou reçues dans un module 6 de suivi du parcours dans le contrôle véhicule CV. Ces contraintes prioritaires ont déjà été énoncées précédemment et peuvent empêcher temporairement l’application de l’état de priorité thermique 4 ou le moduler à la baisse.

[0088] Le contrôle véhicule CV peut ainsi comprendre des moyens de modulation en baisse ou de suspension temporaire de la consigne de couple en fonction de données prioritaires stockées préalablement dans des moyens de mémorisation ou reçues par des moyens de réception du contrôle véhicule CV.

[0089] Ces moyens de modulation en baisse ou de suspension temporaire peuvent être intégrés dans un module 5 d’élaboration d’un nouveau profil de puissance demandé au moteur pour minimiser la durée prédéterminée d’obtention d’une température de fonctionnement minimale pour chaque élément de dépollution.

[0090] Pour établir les contraintes prioritaires dans le module 6 ou même définir des contraintes cibles dans le module 7, le contrôle véhicule CV peut être connecté au moins à un système de géolocalisation ou un système d’informations routières et/ou météorologiques. Le véhicule automobile est aussi doté de radars au moins avant et arrière pour localiser les autres véhicules automobiles proches.

[0091] La présente invention peut être mise en œuvre pour tout type de moteur thermique, par exemple un moteur à allumage par compression, notamment un moteur Diesel ou fonctionnant au gazole ou un moteur thermique à allumage commandé, notamment un moteur à carburant essence ou à mélange contenant de l’essence.

[0092] L’invention n’est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n’ont été donnés qu’à titre d’exemples.

Claims

1. Procédé d’obtention d’une température de fonctionnement minimale prédéterminée d’au moins un élément de dépollution dans une ligne d’échappement d’un véhicule automobile en sortie d’un moteur thermique, caractérisé en ce qu’il est déterminé (10) un rapport minimal d’une température des gaz d’échappement sur une enthalpie des gaz d’échappement permettant une obtention de la température de fonctionnement minimale dans un délai prédéterminé, un rapport réel ou souhaité température sur enthalpie étant mesuré ou estimé pour les gaz d’échappement et si le rapport réel ou souhaité est inférieur au rapport minimal prédéterminé, un couple du moteur est automatiquement augmenté ou un conducteur du véhicule est informé que le couple est à augmenter afin d’atteindre le rapport minimal.

2. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel l’augmentation automatique du couple est modulée en baisse selon au moins une ou des conditions prioritaires suivantes: une distance de parcours programmée, une durée de parcours programmée, une ou des limitations de vitesses prévues sur le parcours, des conditions de circulation estimées sur le parcours, des conditions météorologiques, un relief ou une typologie du parcours, un état de la route sur le parcours, une masse totale du véhicule automobile, une pression et/ou un état des pneus du véhicule, des émissions d’oxydes d’azote ou de particules dans les gaz d’échappement et, pendant le parcours, des distances par rapport au véhicule suivant et précédent le véhicule automobile.

3. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le véhicule automobile comprend un contrôle véhicule (CV) et un contrôle moteur (CM) en communication en réception et en émission l’un avec l’autre, le contrôle véhicule (CV) déterminant, dans un état nominal (1), une consigne de couple souhaitée pour le moteur thermique et transmettant la consigne de couple au contrôle moteur (CM), le contrôle moteur (CM) établissant (11) une puissance minimale (SX) correspondant au rapport minimal température des gaz d’échappement sur enthalpie des gaz d’échappement permettant une obtention de la température de fonctionnement minimale, comparant (13) la puissance minimale (SX) avec une puissance souhaitée (SY) obtenue avec la consigne de couple correspondant au rapport souhaité température sur enthalpie et transmettant un résultat de la comparaison au contrôle véhicule (CV), un état de priorité thermique (4) avec augmentation de la consigne de couple étant établi par le contrôle véhicule (CV) quand la puissance souhaitée (SY) est inférieure à la puissance minimale (SX) avec augmentation de la consigne de couple transmise au contrôle moteur (CM) pour que la puissance souhaitée atteigne la puissance minimale.

4. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le contrôle véhicule (CV) élabore (2) un profil d’évolution de vitesse souhaité et déduit la consigne de couple à partir du profil d’évolution de vitesse souhaité, le profil d’évolution de vitesse souhaité étant établi en fonction de conditions de prestations ciblées (7) comme une vitesse souhaitée du véhicule ou une durée du trajet, des conditions prioritaires et des conditions de confort comme une consommation du moteur thermique ou une acoustique du moteur thermique.

5. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le contrôle moteur (CM) évalue (9) un état dudit au moins un élément de dépollution représentatif de sa température réelle en la comparant à sa température de fonctionnement minimale, estime (10) un rapport minimal température sur enthalpie pour atteindre la température minimale de fonctionnement dans le délai prédéterminé, et, à partir de ce rapport minimal, la puissance minimale (SX) à fournir par le moteur thermique correspondant à ce rapport minimal.

6. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le délai prédéterminé est fixé par rapport à un taux maximal prédéterminé d’émission d’un polluant traité par ledit au moins un élément de dépollution mais n’ayant pas pu l’être.

7. Véhicule automobile comprenant un contrôle moteur (CM) en charge du fonctionnement d’un moteur thermique avec, en sortie du moteur thermique, une ligne d’échappement équipée d’au moins un élément de dépollution et un contrôle véhicule (CV) pilotant diverses consignes de fonctionnement du véhicule et délivrant une consigne de couple du moteur thermique vers le contrôle moteur (CM), caractérisé en ce que le contrôle moteur (CM) et le contrôle véhicule (CV) comportent les moyens de mise en oeuvre d’un procédé d’obtention d’une température de fonctionnement minimale prédéterminée d’au moins un élément de dépollution selon la revendication 5, le contrôle moteur (CM) comportant des moyens de détection d’une température dudit au moins un élément de dépollution, des moyens de mémorisation préalable d’une température de fonctionnement minimale dudit au moins un élément de dépollution, des moyens d’estimation (10) d’un rapport minimal température sur enthalpie et d’une puissance minimale (SX) à fournir par le moteur thermique pour atteindre la température minimale de fonctionnement et des moyens de comparaison (13) de la puissance minimale (SX) avec une puissance souhaitée (SY) obtenue avec la consigne de couple, le contrôle véhicule (CV) comportant des moyens de mise en état de priorité thermique (4) avec des moyens de calcul (5) en augmentation de la consigne de couple.

5 8. Véhicule automobile selon la revendication précédente, dans lequel le contrôle véhicule (CV) comprend des moyens de modulation en baisse ou de suspension temporaire de la consigne de couple en fonction de données prioritaires (6) stockées préalablement dans des moyens de mémorisation ou reçues par des moyens de réception du contrôle véhicule (CV).

10

9. Véhicule automobile selon la revendication précédente, dans lequel le contrôle véhicule (CV) est connecté au moins à un système de géolocalisation ou un système d’informations routières et/ou météorologiques.

10. Véhicule automobile selon l’une quelconques des trois revendications précédentes, lequel est un véhicule au moins partiellement autonome.