FR3127459A1 - Procédé d’alimentation d’un dispositif de chauffage pour catalyseur - Google Patents

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Abstract

L’invention concerne un module d’adaptation (30) pour véhicule (1) automobile à moteur thermique (M), ledit véhicule (1) comprenant un module d’alimentation (20) apte à fournir de l’énergie électrique et un catalyseur (10) apte à dépolluer les gaz d’échappement émis par le moteur thermique (M) et comprenant un dispositif de chauffage (11) électrique relié électriquement au module d’alimentation (20) et comprenant une première résistance (R1) connectée entre un point haut et un point milieu et une deuxième résistance (R2) connectées entre le point milieu et un point bas, le module d’adaptation (30) étant connecté électriquement d’une part au module d’alimentation (20) et d’autre part au point haut, au point bas et au point milieu du dispositif de chauffage (11) et étant caractérisé en ce qu’il est configuré pour adapter la puissance fournie par le module d’alimentation (20) en une puissance de sortie et pour appliquer la puissance de sortie adaptée au dispositif de chauffage (11). Figure pour l’abrégé : Fig. 1

Description

Procédé d’alimentation d’un dispositif de chauffage pour catalyseur
L’invention concerne le domaine des véhicules automobiles hybrides ou thermiques, comprenant un dispositif de dépollution comprenant un dispositif de chauffage, et plus précisément, un procédé d’alimentation électrique du dispositif de chauffage.
De manière connue, un véhicule automobile thermique ou hybride, comprend un catalyseur, autrement appelé « pot catalytique », permettant de dépolluer les gaz d’échappement émis par le moteur thermique du véhicule.
Le catalyseur peut notamment être un catalyseur chauffé électriquement, communément appelé « EHC » pour « Electrical Heated Catalyst » en langue anglaise. Ce type de catalyseur comprend un dispositif de chauffage permettant d’augmenter rapidement la température dans le catalyseur. Le dispositif de chauffage comprend notamment une résistance.
Toujours de manière connue, un tel véhicule comprend également une batterie et une machine électrique. La machine électrique est apte à fonctionner selon deux modes de fonctionnement : un mode de fonctionnement moteur, dans lequel la machine électrique convertit de l’énergie électrique en énergie mécanique afin de démarrer le moteur, et un mode de fonctionnement générateur, dans lequel la machine électrique convertit l’énergie mécanique de rotation du moteur en énergie électrique stockée dans la batterie.
Notamment, la machine électrique et la batterie permettent d’alimenter en énergie électrique le réseau électrique du véhicule, afin d’alimenter, en tension continue, divers équipements du véhicule, comme par exemple des convertisseurs de tension continue-continue ou le dispositif de chauffage du catalyseur.
Plus précisément, le dispositif de chauffage est relié au réseau électrique via un dispositif de commande spécifique, configuré pour relier ou non le dispositif de chauffage au réseau électrique.
L’état de charge de la batterie est variable, par exemple entre 36 et 52 V, donc la tension fournie par la batterie dans le réseau électrique varie également. Ainsi, lorsque le dispositif de chauffage est alimenté en énergie électrique, la puissance fournie par le dispositif de chauffage varie également. Par exemple, pour un dispositif de chauffage comprenant une résistance dont la valeur est de 0,29 Ohm, la puissance fournie par le dispositif de chauffage peut varier entre 4400 W à 9200 W. Or, cela risque d’endommager les différents composants comme le dispositif de chauffage lui-même ou encore le réseau électrique du véhicule ou la batterie.
Une première solution consiste à augmenter la valeur de la résistance du dispositif de chauffage. Cependant, lorsque la tension fournie dans le dispositif de chauffage est faible, notamment aux environs de 36 V, alors le dispositif de chauffage ne reçoit pas suffisamment d’énergie électrique pour fonctionner correctement.
Dans une deuxième solution, un dispositif de modulation de largeur d’impulsion est connecté entre le dispositif de commande du dispositif de chauffage et le dispositif de chauffage. Le dispositif de modulation de largeur d’impulsion permet d’adapter la tension fournie par le réseau électrique en fonction de la tension nécessaire pour faire fonctionner correctement le dispositif de chauffage. Cependant, cette solution ajoute des problématiques d’ondulations de courant et de compatibilité électromagnétique. De plus, le dispositif de modulation de largeur d’impulsion peut entraîner un vieillissement prématuré de la batterie.
Dans une autre solution encore, un convertisseur de tension continu-continu est connecté entre le réseau électrique et le dispositif de chauffage. Le convertisseur est apte à adapter la tension fournie par le réseau électrique en fonction de la tension nécessaire pour faire fonctionner correctement le dispositif de chauffage.
De plus, l’ajout d’un convertisseur de tension continu-continu nécessite également l’ajout d’un dispositif de refroidissement, ce qui augmente également la complexité et le coût du système.
Il existe donc le besoin d’une solution permettant de remédier au moins en partie à ces inconvénients.
A cette fin, l’invention concerne un module d’adaptation pour véhicule automobile à moteur thermique, ledit véhicule comprenant un module d’alimentation apte à fournir de l’énergie électrique et un catalyseur, ledit catalyseur étant apte à dépolluer les gaz d’échappement émis par le moteur thermique et comprenant un dispositif de chauffage électrique, ledit dispositif de chauffage étant relié électriquement au module d’alimentation et comprenant une première résistance connectée entre un point haut et un point milieu et une deuxième résistance connectées entre le point milieu et un point bas, le module d’adaptation étant connecté électriquement d’une part au module d’alimentation et d’autre part au point haut, au point bas et au point milieu du dispositif de chauffage et étant caractérisé en ce qu’il est configuré pour adapter la puissance fournie par le module d’alimentation en une puissance de sortie et pour appliquer la puissance de sortie adaptée au dispositif de chauffage.
Ainsi, le module d’adaptation permet de modifier instantanément la puissance fournie par le module d’alimentation du véhicule au dispositif de chauffage sans pour autant complexifier le montage des éléments dans le circuit.
De préférence, le module d’alimentation comprend une batterie et une machine électrique.
De préférence, le module d’adaptation est configuré pour adapter la tension d’alimentation fournie par le module d’alimentation en un nombre fini de tensions de sortie.
De manière préférée, une première puissance de sortie est définie par une première configuration du module d’adaptation définie telle que :
  1. Le point haut est relié au module d’alimentation,
  2. Le point bas est relié à une masse.
De manière préférée, une deuxième puissance de sortie est définie par une deuxième configuration du module d’adaptation définie telle que :
  1. Le point haut est relié à une masse,
  2. Le point milieu est relié au module d’alimentation.
De préférence, une troisième puissance de sortie est définie par une troisième configuration du module d’adaptation définie telle que :
  1. Le point bas est relié d’autre part à une masse,
  2. Le point milieu est reliée au module d’alimentation.
Avantageusement, une quatrième puissance de sortie est définie par une quatrième configuration du module d’adaptation définie telle que :
  1. Le point haut est relié à une masse,
  2. Le point bas est relié à une masse.
Chaque configuration permet avantageusement de fournir une puissance de sortie qui lui est propre. Autrement dit, chaque configuration du module d’adaptation permet d’adapter la valeur de la résistance globale du système de chauffage, en fonction des connexions de la première résistance et de la deuxième résistance.
Selon une première forme de réalisation, le module d’adaptation comprend :
  1. un premier relais connecté électriquement d’une part au point haut du dispositif de chauffage et d’autre part à la masse et au module d’alimentation, le premier relais étant configuré pour relier le point haut à la masse ou au module d’alimentation,
  2. un deuxième relais connecté électroniquement d’une part au point milieu et d’autre part au module d’alimentation, le deuxième relais étant configuré pour relier le point milieu au module d’alimentation et pour déconnecter le point milieu du module d’alimentation,
  3. un troisième relais connecté électroniquement d’une part au point bas et d’autre part à la masse, le troisième relais étant configuré pour relier le point bas à la masse et pour déconnecter le point bas de la masse.
Les relais sont des éléments peu couteux et simples à mettre en œuvre.
Selon une deuxième forme de réalisation, le module d’adaptation comprend:
  1. un premier interrupteur connecté entre le module d’alimentation et le point haut,
  2. un deuxième interrupteur connecté entre le module d’alimentation et le point milieu,
  3. un troisième interrupteur connecté entre le point haut et la masse,
  4. un quatrième interrupteur connecté entre le point bas et la masse.
De préférence les interrupteurs sont des interrupteurs de puissance commandés et notamment des interrupteurs électroniques bipolaires ou MOSFET.
Les interrupteurs électroniques sont des éléments peu couteux et simples à mettre en œuvre.
L’invention concerne également un véhicule automobile à moteur thermique comprenant :
  1. un module d’alimentation apte à fournir de l’énergie électrique,
  2. un catalyseur apte à dépolluer les gaz d’échappement émis par le moteur thermique et comprenant un dispositif de chauffage électrique, ledit dispositif de chauffage étant relié électriquement au module d’alimentation et comprenant une première résistance connectée entre un point haut et un point milieu et une deuxième résistance connectées entre le point milieu et un point bas,
  3. un module d’adaptation tel que présenté précédemment,
  4. une unité de contrôle apte à commander le module d’adaptation.
L’invention concerne également un procédé d’alimentation d’un dispositif de chauffage d’un véhicule tel que présenté précédemment, ledit procédé comprenant les étapes :
  1. de réception d’une demande d’activation d’une configuration,
  2. de déconnexion du dispositif de chauffage du module d’alimentation,
  3. d’adaptation de la puissance fournie par le module d’alimentation au dispositif de chauffage,
  4. de reconnexion du dispositif de chauffage au module d’alimentation.
Le procédé d’alimentation permet de modifier instantanément la puissance fournie par le module d’alimentation du véhicule au dispositif de chauffage sans pour autant complexifier le montage des éléments dans le circuit.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
La illustre une forme de réalisation du véhicule selon l’invention,
La illustre la première configuration du module d’adaptation selon l’invention,
La illustre la deuxième configuration du module d’adaptation selon l’invention,
La illustre la troisième configuration du module d’adaptation selon l’invention,
La illustre la quatrième configuration du module d’adaptation selon l’invention,
La illustre une première forme de réalisation du module d’adaptation selon l’invention,
La illustre une deuxième forme de réalisation du module d’adaptation selon l’invention,
La illustre une forme de réalisation du procédé selon l’invention.

Claims (9)

  1. Module d’adaptation (30) pour véhicule (1) automobile à moteur thermique (M), ledit véhicule (1) comprenant un module d’alimentation (20) apte à fournir de l’énergie électrique et un catalyseur (10), ledit catalyseur (10) étant apte à dépolluer les gaz d’échappement émis par le moteur thermique (M) et comprenant un dispositif de chauffage (11) électrique, le dispositif de chauffage (11) étant relié électriquement au module d’alimentation (20) et comprenant une première résistance (R1) connectée entre un point haut (PH) et un point milieu (PM) et une deuxième résistance (R2) connectées entre le point milieu (PM) et un point bas (PB), le module d’adaptation (30) étant connecté électriquement d’une part au module d’alimentation (20) et d’autre part au point haut (PH), au point bas (PB) et au point milieu du dispositif de chauffage (11) et étant caractérisé en ce qu’il est configuré pour adapter la tension d’alimentation fournie par le module d’alimentation (20) en un nombre fini de tensions de sortie appliquée au module de chauffage (11).
  2. Module d’adaptation (30) selon revendication précédente, dont une première puissance de sortie (Ps1) est définie par une première configuration définie telle que :
    1. Le point haut (PH) est relié au module d’alimentation (20),
    2. Le point bas (PB) est relié à une masse.
  3. Module d’adaptation (30) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dont une deuxième puissance de sortie (Ps2) est définie par une deuxième configuration définie telle que :
    1. Le point haut (PH) est relié à une masse,
    2. Le point milieu (PM) est relié au module d’alimentation (20).
  4. Module d’adaptation (30) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dont une troisième puissance de sortie (Ps3) est définie par une troisième configuration définie telle que :
    1. Le point bas (PB) est relié d’autre part à une masse,
    2. Le point milieu (PM) est reliée au module d’alimentation (20).
  5. Module d’adaptation (30) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dont une quatrième puissance de sortie (Ps4) est définie par une quatrième configuration définie telle que :
    1. Le point haut (PH) est relié à une masse,
    2. Le point bas (PB) est relié à une masse.
  6. Module d’adaptation (30) selon l’une quelconque des revendications précédentes comprenant :
    1. un premier relais (Re1) connecté électriquement d’une part au point haut (PH) du dispositif de chauffage (11) et d’autre part à la masse et au module d’alimentation (20), le premier relais (Re1) étant configuré pour relier le point haut (PH) à la masse ou au module d’alimentation (20) ,
    2. un deuxième relais (Re2) connecté électroniquement d’une part au point milieu (PM) et d’autre part au module d’alimentation (20), le deuxième relais (Re2) étant configuré pour relier le point milieu (PM) au module d’alimentation (20) et pour déconnecter le point milieu (PM) du module d’alimentation (20),
    3. un troisième relais (Re3) connecté électroniquement d’une part au point bas (PB) et d’autre part à la masse, le troisième relais (Re3) étant configuré pour relier le point bas (PB) à la masse et pour déconnecter le point bas (PB) de la masse.
  7. Module d’adaptation (30) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 comprenant :
    1. un premier interrupteur (T1) connecté entre le module d’alimentation (20) et le point haut (PH),
    2. un deuxième interrupteur (T2) connecté entre le module d’alimentation (20) et le point milieu (PM),
    3. un troisième interrupteur (T3) connecté entre le point haut (PH) et la masse,
    4. un quatrième interrupteur (T4) connecté entre le point bas (PB) et la masse.
  8. Véhicule (1) automobile à moteur thermique comprenant :
    1. un module d’alimentation (20) apte à fournir de l’énergie électrique,
    2. un catalyseur (10) apte à dépolluer les gaz d’échappement émis par le moteur thermique (M) et comprenant un dispositif de chauffage (11) électrique, ledit dispositif de chauffage (11) étant relié électriquement au module d’alimentation (20) et comprenant une première résistance (R1) connectée entre un point haut (PH) et un point milieu (PM) et une deuxième résistance (R2) connectées entre le point milieu (PM) et un point bas (PB),
    3. un module d’adaptation (30) selon l’une quelconque des revendications précédentes,
    4. une unité de contrôle (50) apte à commander le module d’adaptation (30).
  9. Procédé d’alimentation d’un dispositif de chauffage (11) d’un véhicule selon la revendication précédente, ledit procédé comprenant les étapes :
    1. de réception d’une demande d’activation d’une configuration (E1),
    2. de déconnexion (E2) du dispositif de chauffage (11) du module d’alimentation (20),
    3. d’adaptation (E3) de la puissance fournie par le module d’alimentation (20) au dispositif de chauffage (11),
    4. de reconnexion (E4) du dispositif de chauffage (11) au module d’alimentation (20).
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