WO1994017296A1 - Procede et dispositif de reduction des emissions de gaz nocifs produites par un moteur a combustion interne propulsant un vehicule automobile - Google Patents

Procede et dispositif de reduction des emissions de gaz nocifs produites par un moteur a combustion interne propulsant un vehicule automobile Download PDF

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WO1994017296A1
WO1994017296A1 PCT/EP1994/000105 EP9400105W WO9417296A1 WO 1994017296 A1 WO1994017296 A1 WO 1994017296A1 EP 9400105 W EP9400105 W EP 9400105W WO 9417296 A1 WO9417296 A1 WO 9417296A1
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WO
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engine
mechanical power
auxiliary device
alternator
motor vehicle
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Application number
PCT/EP1994/000105
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English (en)
Inventor
Alain Antranik Atanasyan
Alain Michel Aubourg
Alain Joseph Perez
Original Assignee
Siemens Automotive S.A.
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Publication date
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/10—Engines with means for rendering exhaust gases innocuous

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for reducing harmful gas emissions produced by an internal combustion engine and, more particularly, to such a method and such a device designed for an engine propelling a motor vehicle and providing energy to various auxiliary devices such as an alternator, an air conditioning compressor, a pump forming part of a hydraulic suspension or power steering device, etc ...
  • auxiliary devices are increasing in current vehicles, that either to improve the comfort of the vehicle or to meet increasingly stringent emission standards. These devices are driven by the motor, by means of belts or chains and thus increase the load on this motor.
  • the present invention therefore aims to provide a method and a device for effectively reducing the production of harmful gases by an internal combustion engine propelling a motor vehicle.
  • the present invention also aims to provide such a method and such a device making it possible to reduce this production in particular during a cold start phase of the engine, so as to ensure compliance with the most stringent anti-pollution standards.
  • the device is decoupled from the engine during said start-up phase.
  • the mechanical power supplied to the auxiliary apparatus is no longer reduced when the temperature of a catalytic converter for treating the engine exhaust gases and / or that of the engine itself, reaches a predetermined value.
  • These temperature conditions determine the moment when the engine and / or the catalytic converter have reached an operating regime close to normal, such that the supply of auxiliary devices with mechanical energy becomes possible without exceeding emission standards.
  • the invention provides a device which comprises means for reducing, during a cold start phase of the vehicle, the mechanical power supplied by the engine to at least one auxiliary device, by compared to that absorbed by the device in normal operation.
  • said means consist of a) clutch means interposed between the engine and the apparatus and b) means of disengaging these clutch means to interrupt any transmission of mechanical power from the engine to the auxiliary device.
  • said means for reducing the mechanical power absorbed by the alternator comprise means for reducing The intensity of the latter's excitation current.
  • FIG. 1 is a diagram of a first embodiment of a device for implementing the method according to the invention
  • FIG. 2 is a diagram of a second embodiment of this device, applied by way of example to a vehicle equipped with a pump for pressurizing a fluid used in a power steering mechanism
  • Figure 3 is a diagram of another embodiment of the device according to the invention, associated with an alternator for recharging the battery of a motor vehicle
  • - FIG. 4 is a flow diagram of a method of implementing the Figure 3 device.
  • FIG. 1 shows schematically an internal combustion engine 1 propelling a motor vehicle, this engine being supplied with air via an intake manifold 2, the combustion gases being discharged into an exhaust manifold 3, the outlet of which can be fitted with a catalytic converter 4 for redoxing certain chemical species contained in these gases, into less harmful chemical species.
  • the output shaft 5 of the engine conventionally connected to the gearbox of the motor vehicle via a clutch (not shown), is also conventionally connected by a belt or chain 6 to an auxiliary device 7 which receives thus the mechanical energy of the motor 1, via its input shaft 8.
  • auxiliary device 7 For clarity of the drawing, a single auxiliary device 7 has been shown, but it should be understood that the engine normally drives several such auxiliary devices, vehicle battery charging alternator (not shown), fan and, optionally, refrigerant gas compressor forming part of a vehicle air conditioning system, pump for pressurizing a fluid used in a suspension or power steering of this vehicle, etc ..., as we saw above.
  • the input shaft 8 of the auxiliary device 7 is fitted with a clutch member 9, the disengagement of which eliminates any transmission of mechanical energy. between the engine and the auxiliary device 7.
  • this clutch member could be provided at 10, on the engine output shaft.
  • An electronic computer 11 with microprocessor 12 conventionally equips the vehicle, for controlling for example the ignition and / or the injection of fuel into the engine 1.
  • This computer receives from various sensors signals S representative of the cooling water temperature of the engine, of the temperature of the exhaust gases, of the speed and of the intake pressure of the engine, etc. in order to deduce therefrom appropriate commands from the ignition and injection members.
  • signals S representative of the cooling water temperature of the engine, of the temperature of the exhaust gases, of the speed and of the intake pressure of the engine, etc. in order to deduce therefrom appropriate commands from the ignition and injection members.
  • these means could be arranged outside this computer, but the presence of the latter in the vehicle makes this particularly convenient and economical solution.
  • the microprocessor 12 controls, via a power stage 13, the disengagement of the member 9, to then relieve the engine from the additional load the auxiliary device would otherwise impose on it 7.
  • the computer determines the moment when, the engine and / or the catalytic converter 4 having reached a sufficient temperature close to their operating temperature, the exhaust gases are sufficiently free of harmful species so that the activation of the auxiliary devices can be authorized in order to improve the comfort of the vehicle (air conditioning, power steering) or ensure battery recharging (alternator).
  • Various conventional, electromagnetic, electromechanical or electro-hydraulic clutch members can be used to implement the invention inexpensively.
  • FIG. 2 shows another embodiment of the device according to the invention, designed more particularly to reduce or cancel the load imposed on the output shaft of the motor 1 by a pump P driven by this motor to supply fluid under pressure a jack V forming part of a power steering device D.
  • the pump is supplied by a reservoir 14.
  • a return duct 15 is conventionally placed between the pump and the reservoir, while the pump delivers in a line 16 cylinder power supply.
  • the computer can thus actuate the solenoid valve 18 to open the duct 17.
  • the pump outlet then discharges into the tank, preventing the rise in pressure of the fluid supplying the jack V.
  • the load of the pump on the engine is then greatly reduced, with a corresponding decrease in the production of exhaust gases.
  • a variable pressure drop solenoid valve can be used which modulates the reduction in the load applied to the motor by the pump, following a command programmed in the computer.
  • Various pump control strategies are applicable, at the discretion of the designer. As an example of such a strategy, mention may be made of ensuring that the cylinder is supplied with high pressure fluid only if the engine temperature, read by a coolant temperature sensor 19, is greater than a threshold value (60 ° C for example) and if the temperature of the exhaust gases read by a temperature sensor 20 placed at the outlet of the catalytic converter 4 is higher than another threshold value (350 ° C for example) , or if the vehicle is moving, as is detectable using a speed sensor 21 sensitive to the rotation of a wheel 22 of the vehicle.
  • a threshold value 60 ° C for example
  • another threshold value 350 ° C for example
  • FIG 3 there is shown schematically a device according to the invention, designed to relieve the engine of the load normally imposed on it by the drive of an alternator 23 conventionally ensuring the charge of the battery 24 of the vehicle by means of a circuit 25, the alternator further comprising one or more excitation windings 26 supplied by an excitation current i, as is well known.
  • the intensity i of this excitation current can be adjusted by the computer il, whose microprocessor 12 is duly programmed to control this current, by means of a power transistor 13 placed in series with the excitation winding 26, between the terminal positive battery and ground.
  • the output voltage of the battery 24, known by one of the inputs 27 of the computer 11, is compared with a threshold voltage, of 10 volts for example, if the nominal voltage of the battery is 12 volts . If the voltage supplied by the battery is below the threshold, the excitation current of the alternator is adjusted to its maximum value to accelerate the charging of the battery and the return of its output voltage to its nominal value. , necessary for the proper functioning of the vehicle.
  • the strategy consists in reducing the intensity of the excitation current of the alternator as long as the engine 1 and the catalytic converter 4 have not reached temperatures sufficiently close to their operating temperatures so that the quantity of harmful species contained in the gases treated by the catalyst is then kept within the limits set by the standards to be observed.
  • the excitation current will be reduced as long as the temperature of the coolant, representative of that of the engine, is lower than 60 ° C and that the temperature of the exhaust gases, representative of that of the catalytic converter, will be less than 350 C C.
  • the excitation current i can then be fixed, so as to limit the power absorbed by the alternator while ensuring a minimum charge of the battery, for example at a value given by the formula: i ⁇ k / N, where k is a constant and N the engine speed in rpm, measured by a sensor 28, with variable reluctance for example.
  • the current i is set to its maximum value to ensure a suitable charge of the battery.
  • the invention is not limited to the embodiments described and shown which have been given only by way of example.
  • the invention is not limited to a device for controlling only one of the above-mentioned auxiliary devices.
  • a device according to the invention could simultaneously control the total or partial decoupling of the alternator, a pump, a compressor, etc.
  • the device according to the invention could disengage this clutch during the cold start phase, so as to relieve the engine of the load imposed on it by the gearbox, even if the latter is then in neutral.
  • the present invention provides many advantages. In the vehicle start-up phase, it minimizes pollution despite the presence of numerous auxiliary devices installed to improve vehicle comfort.
  • the invention can bring a reduction of approximately 10 to 20% in the emissions of unburnt hydrocarbons and of oxide of carbon during a standardized start-up cycle. It also makes it possible to model the strategy for controlling the supply of mechanical energy to the auxiliary devices, so as to obtain such or such an optimal compromise between controlling the emission of polluting gases, the comfort of the vehicle and recharging the battery.
  • the control of the alternator by the computer also makes it possible, incidentally, to install diagnostic functions for the operation of the charging means of this battery, the dimensions of which can be optimized by means of the controlled recharging established by the present invention.

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Abstract

Suivant l'invention, pendant une phase de démarrage à froid du moteur, on réduit la puissance mécanique fournie par le moteur (1) à un appareil auxiliaire (23) par rapport à celle normalement absorbée par l'appareil en fonctionnement normal. Quand cet appareil est un alternateur, la réduction de la puissance fournie par le moteur, et donc la moindre pollution qui l'accompagne, peut être obtenue par une réduction du courant d'excitation (i) de l'alternateur, sous la commande d'un calculateur (11).

Description

Procédé et dispositif de réduction des émissions de gaz nocifs produites par un moteur à combustion in¬ terne propulsant un véhicule automobile
La présente invention est relative à un procédé et à un dispositif de réduction des émissions de gaz nocifs produites par un moteur à combustion interne et, plus particulièrement, à un tel procédé et un tel dispositif conçus pour un moteur propulsant un véhicule automobile et fournissant de l'énergie à divers appareils auxiliaires tels qu'un alternateur, un compresseur de climatisation, une pompe formant partie d'un dispositif de suspension hydraulique ou de direction assistée, etc... De tels appareils auxiliaires se multiplient dans les véhicules actuels, que ce soit pour améliorer le confort du véhicule ou pour satisfaire à des normes antipollution de plus en plus sévères. Ces appareils sont entraînés par le moteur, par 1'intermédiaire de courroies ou de chaînes et accroissent ainsi la charge de ce moteur. Cet accroissement est particulièrement dommageable pendant une phase de démarrage à froid de ce dernier, à un moment où 1'enrichissement nécessaire du mélange air/carburant conduit à une pollution accrue par des gaz d'échappement chargés notamment d'hydrocarbures imbrûlés, alors même que les moyens utilisés pour réduire cette pollution, tels que les pots catalytiques, ne sont pas efficaces faute d'avoir atteint une température suffisante.
Pour réduire cette pollution, on a proposé de réchauffer le pot catalytique par chauffage électrique tiré de la batterie du véhicule et/ou d'injecter de l'air à l'échappement du moteur. Mais ces mesures impliquent des consommations d'énergie électrique supplémentaires qui conduisent à dimensionner plus largement la batterie et l'alternateur qui la charge, ce dernier consommant alors une énergie mécanique accrue que doit fournir le moteur au prix d'une production de gaz d'échappement également accrue qui réduit beaucoup 1'intérêt de ces mesures.
La présente invention a donc pour but de, fournir un procédé et un dispositif permettant de réduire efficacement la production de gaz nocifs par un moteur à combustion interne propulsant un véhicule automobile. La présente invention a aussi pour but de fournir un tel procédé et un tel dispositif permettant de réduire cette production en particulier pendant une phase de démarrage à froid du moteur, de manière à assurer le respect des normes antipollution les plus sévères.
On atteint ces buts de l'invention, ainsi que d'autres qui apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, avec un procédé suivant lequel, pendant une phase de démarrage à froid du véhicule, on réduit la puissance mécanique fournie par le moteur à au moins un appareil auxiliaire, par rapport à celle absorbée par l'appareil en fonctionnement normal.
Suivant un mode de mise en oeuvre de la présente invention, on découple l'appareil du moteur pendant ladite phase de démarrage.
En découplant ainsi tous les appareils auxiliaires chargeant normalement le moteur, tel qu'un alternateur, un compresseur d'air, une pompe etc..., et non absolument nécessaires à son démarrage, on allège sensiblement la charge du moteur ce qui, par contrecoup, réduit sensiblement la production de gaz d'échappement de ce moteur et, finalement, la pollution de l'environnement par ces gaz.
Suivant une stratégie de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, on cesse de réduire la puissance mécanique fournie à l'appareil auxiliaire quand la température d'un pot catalytique de traitement des gaz d'échappement du moteur et/ou celle du moteur lui-même, atteint une valeur prédéterminée. Ces conditions de température déterminent le moment où le moteur et/ou le pot catalytique ont atteint un régime de fonctionnement proche de la normale, tel que l'alimentation des appareils auxiliaires en énergie mécanique devient possible sans dépassement des normes antipollution.
Suivant une mise en oeuvre particulière du procédé selon l'invention, appliquée à un véhicule automobile équipé d'une batterie d'alimentation électrique rechargée par un appareil auxiliaire constitué par un alternateur, on réduit la puissance mécanique absorbée par 1' lternateur en réduisant l'intensité du courant d'excitation de ce dernier. Pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, 1'invention fournit un dispositif qui comprend des moyens pour réduire, pendant une phase de démarrage à froid du véhicule, la puissance mécanique fournie par le moteur à au moins un appareil auxiliaire, par rapport à celle absorbée par 1'appareil en fonctionnement normal. Dans un premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention, lesdits moyens sont constitués par a) des moyens d'embrayage interposés entre le moteur et 1'appareil et b) des moyens de débrayage de ces moyens d'embrayage pour interrompre toute transmission de puissance mécanique du moteur vers l'appareil auxiliaire. Dans un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention, conçu pour un véhicule automobile équipé d'une batterie d'alimentation électrique rechargée par un alternateur, lesdits moyens de réduction de la puissance mécanique absorbée par 1'alternateur comprennent des moyens pour réduire 1'intensité du courant d'excitation de ce dernier.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel :
- la figure 1 est un schéma d'un premier mode de réalisation d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention,
- la figure 2 est un schéma d'un deuxième mode de réalisation de ce dispositif, appliqué à titre d'exemple à un véhicule équipé d'une pompe de mise en pression d'un fluide utilisé dans un mécanisme de direction assistée, la figure 3 est un schéma d'un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention, associé à un alternateur de recharge de la batterie d'un véhicule automobile, et - la figure 4 est un organigramme d'un procédé de mise en oeuvre du dispositif de la figure 3.
Dans ces figures, où des références numériques identiques repèrent des organes ou éléments identiques ou similaires, la figure 1 fait apparaître schématiquement un moteur 1 à combustion interne propulsant un véhicule automobile, ce moteur étant alimenté en air par l'intermédiaire d'un collecteur d'admission 2, les gaz de combustion étant rejetés dans un collecteur d'échappement 3 dont la sortie peut être équipée d'un pot catalytique 4 d'oxydoréduction de certaines espèces chimiques contenues dans ces gaz, en espèces chimiques moins nocives. L'arbre de sortie 5 du moteur, classiquement raccordé à la boîte de vitesses du véhicule automobile par l'intermédiaire d'un embrayage (non représenté), est aussi classiquement raccordé par une courroie ou une chaîne 6 à un appareil auxiliaire 7 qui reçoit ainsi de 1'énergie mécanique du moteur 1, par l'intermédiaire de son arbre d'entrée 8. Pour la clarté du dessin, on a représenté un seul appareil auxiliaire 7 mais il faut comprendre que le moteur entraîne normalement plusieurs tels appareils auxiliaires, alternateur de charge de la batterie (non représentée) du véhicule, ventilateur et, optionnellement, compresseur de gaz réfrigérant formant partie d'un dispositif de climatisation du véhicule, pompe de mise en pression d'un fluide utilisé dans un dispositif de suspension ou de direction assistée de ce véhicule, etc..., comme on l'a vu plus haut.
Il est clair que la multiplication de tels appareils auxiliaires, si elle accroît le confort du véhicule, accroît simultanément la charge supportée par le moteur dès son démarrage, ces appareils étant classiquement constamment couplés mécaniquement au moteur. Il en résulte, pendant une phase de démarrage du moteur, la nécessité de faire fonctionner celui-ci à un régime suffisamment élevé pour qu'il puisse délivrer le couple nécessaire pour vaincre simultanément les frottements internes s'opposant à sa rotation et les frottements externes sOpposant à l'animation des appareils auxiliaires. Le couple élevé qu'il développe alors entraîne une forte production de gaz d'échappement que le pot catalytique 4 ne peut purger de ses espèces nocives du fait que ce pot n'a pas alors atteint sa température de régime, qui se situe normalement autour de 700°C. Les gaz d'échappement polluent alors l'environnement d'une manière jugée inacceptable par certaines normes antipollution. C'est le but de la présente invention que de faire en sorte que ces normes soient respectées par les émissions du moteur 1.
Pour ce faire, suivant un premier mode de réalisation de l'invention, on équipe l'arbre d'entrée 8 de l'appareil auxiliaire 7 d'un organe d'embrayage 9 dont le débrayage permet de supprimer toute transmission d'énergie mécanique entre le moteur et l'appareil auxiliaire 7. Optionnellement, cet organe d'embrayage pourrait être prévu en 10, sur l'arbre de sortie du moteur.
Un calculateur électronique 11 à microprocesseur 12 équipe classiquement le véhicule, pour commander par exemple l'allumage et/ou l'injection de carburant dans le moteur 1. Ce calculateur reçoit de divers capteurs des signaux S représentatifs de la température d'eau de refroidissement du moteur, de la température des gaz d'échappement, du régime et de la pression d'admission du moteur, etc.. pour en déduire des commandes appropriées des organes d'allumage et d'injection. Suivant la présente invention, on prévoit dans ce calculateur des moyens logiciels et matériels nécessaires à la commande de 1'organe d'embrayage 9. Bien entendu ces moyens pourraient être agencés hors de ce calculateur mais la présence de celui-ci dans le véhicule rend cette solution particulièrement commode et économique.
C'est ainsi que, pendant une phase de démarrage du moteur détectée par le calculateur 11, le microprocesseur 12 commande, par l'intermédiaire d'un étage de puissance 13, le débrayage de 1'organe 9, pour soulager alors le moteur de la charge supplémentaire que lui imposerait autrement 1'appareil auxiliaire 7.
On conçoit qu'en débrayant ainsi plusieurs appareils auxiliaires non essentiels au démarrage du moteur, comme c'est le cas d'un alternateur de charge de la batterie, d'une pompe d'alimentation d'un dispositif de direction assistée ou d'un compresseur de dispositif de climatisation, on réduit sensiblement la charge du moteur au démarrage et donc sa production de gaz d'échappement, ce qui permet de respecter les normes antipollution mentionnées plus haut, malgré l'inefficacité actuelle d'un pot catalytique éventuellement monté en sortie du collecteur d'échappement du moteur.
Ces normes définissent des cycles de fonctionnement du moteur pour lesquels on observe que l'essentiel de la production d'espèces nocives intervient dans les toutes premières minutes, après le début de fonctionnement du moteur, démarré à froid. Un soulagement du moteur pendant ces premières minutes est donc essentiel au respect des normes fixées. Le calculateur détermine aussi le moment où, le moteur et/ou le pot catalytique 4 ayant atteint une température suffisante proche de leur température de régime, les gaz d'échappement sont suffisamment débarrassés d'espèces nocives pour que 1'activation des appareils auxiliaires puisse être autorisée de manière à améliorer le confort du véhicule (climatisation, direction assistée) ou assurer la recharge de la batterie (alternateur) . Divers organes d'embrayages classiques, électromagnétiques, électromécaniques ouélectrohydrauliques peuvent être utilisés pour mettre en oeuvre 1'invention de manière peu coûteuse.
On a représenté à la figure 2, un autre mode de réalisation du dispositif suivant l'invention, conçu plus particulièrement pour réduire ou annuler la charge imposée sur 1'arbre de sortie du moteur 1 par une pompe P entraînée par ce moteur pour alimenter en fluide sous pression un vérin V formant partie d'un dispositif de direction assistée D. La pompe est alimentée par un réservoir 14. Un conduit de retour 15 est placé classiquement entre la pompe et le réservoir, alors que la pompe débite dans une ligne 16 d'alimentation du vérin.
Suivant la présente invention, on dispose, entre la ligne 16 d'alimentation du vérin V et le conduit 15, un conduit de dérivation 17 sur lequel est monté une électrovanne 18 normalement fermée et commandée par le calculateur 11. Lors d'un démarrage à froid, le calculateur peut ainsi actionner 1'électrovanne 18 pour ouvrir le conduit 17. La sortie de la pompe se décharge alors dans le réservoir en empêchant la montée en pression du fluide alimentant le vérin V. La charge de la pompe sur le moteur est alors fortement réduite, avec diminution corrélative de la production de gaz d'échappement.
On peut utiliser une électrovanne à perte de charge variable qui permet de moduler la réduction de la charge appliquée au moteur par la pompe, suivant une commande programmée dans le calculateur.
Diverses stratégies de commande de la pompe sont applicables, au choix du concepteur. A titre d'exemple d'une telle stratégie, on peut citer celle qui consiste à assurer 1'alimentation du vérin en fluide haute pression seulement si la température du moteur, lue par un capteur 19 de température du liquide de refroidissement, est supérieure à une valeur de seuil (60°C par exemple) et si la température des gaz d'échappement lue par un capteur de température 20 placé à la sortie du pot catalytique 4 est supérieure à une autre valeur de seuil (350°C par exemple), ou si le véhicule roule, comme cela est détectable à l'aide d'un capteur de vitesse 21 sensible à la rotation d'une roue 22 du véhicule.
A la figure 3, on a schématisé un dispositif suivant l'invention, conçu pour délester le moteur de la charge que lui impose normalement l'entraînement d'un alternateur 23 assurant classiquement la charge de la batterie 24 du véhicule par l'intermédiaire d'un circuit 25, l'alternateur comprenant en outre un ou plusieurs enroulements d'excitation 26 alimentés par un courant d'excitation i, comme il est bien connu.
Suivant la présente invention, l'intensité i de ce courant d'excitation peut être réglée par le calculateur il, dont le microprocesseur 12 est dûment programmé pour commander ce courant, par l'intermédiaire d'un transistor de puissance 13 placé en série avec 1'enroulement d'excitation 26, entre la borne positive de la batterie et la masse.
On sait que, classiquement, le moteur et l'alternateur sont couplés en permanence par une courroie d'entraînement 6 et que, par conséquent, le moteur doit fournir à l'alternateur un couple, y compris en phase de démarrage, ce couple étant fonction croissante du courant d'excitation i. En réduisant ou en annulant, suivant l'invention, ce courant d'excitation pendant une phase de démarrage à froid, on réduit considérablement ce couple et donc la charge du moteur qui, ainsi délesté peut démarrer en tournant à un régime plus bas développant moins de gaz d'échappement et donc une moindre pollution, propre à satisfaire aux normes. Diverses stratégies de commande du courant d'excitation peuvent être programmées dans le microprocesseur. L'organi¬ gramme de la figure 4 illustre l'une d'entre elles, donnée seulement à titre d'exemple. Suivant cette stratégie, on compare la tension de sortie de la batterie 24, connue par l'une des entrées 27 du calculateur 11, à une tension de seuil, de 10 volts par exemple, si la tension nominale de la batterie est de 12 volts. Si la tension fournie par la batterie est inférieure au seuil, le courant d'excitation de 1'alternateur est réglé à sa valeur maximum pour accélérer la charge de la batterie et le retour de la tension de sortie de celle-ci à sa valeur nominale, nécessaire à un bon fonctionnement du véhicule. Par contre, si au démarrage à froid du véhicule tel qu'il peut être détecté par le calculateur par tout moyen connu, la tension de sortie de la batterie est supérieure au seuil, la stratégie consiste à réduire l'intensité du courant d'excitation de 1'alternateur aussi longtemps que le moteur 1 et le pot catalytique 4 n'auront pas atteint des températures suffisamment voisines de leurs températures de régime pour que la quantité des espèces nocives contenues dans les gaz traités par le catalyseur soit alors maintenue dans les limites posées par les normes à respecter. C'est ainsi que, par exemple, le courant d'excitation sera réduit aussi longtemps que la température du liquide de refroidissement, représentative de celle du moteur, sera inférieure à 60°C et que la température des gaz d'échappement, représentative de celle du pot catalytique, sera inférieure à 350CC.
Le courant d'excitation i peut alors être fixé, de manière à limiter la puissance absorbée par 1'alternateur tout en assurant une charge minimum de la batterie, par exemple à une valeur donnée par la formule : i ≈ k/N, où k est une constante et N le régime du moteur en tr/mn, mesuré par un capteur 28, à réluctance variable par exemple. Une fois atteints les seuils de température mentionnés ci- dessus, le courant i est réglé à sa valeur maximum pour assurer une charge convenable de la batterie.
Bien entendu 1'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. C'est ainsi que l'invention n'est pas limitée à un dispositif de commande de l'un seulement des appareils auxiliaires mentionnés ci-dessus. Un dispositif suivant 1'invention pourrait commander simultanément le découplage total ou partiel de l'alternateur, d'une pompe, d'un compresseur etc.. En outre, dans un véhicule équipé d'un mécanisme d'embrayage automatique du moteur, le dispositif suivant 1'invention pourrait assurer le débrayage de cet embrayage en phase de démarrage à froid, de manière à délester le moteur de la charge que lui impose la boîte de vitesses, quand bien même celle-ci est alors au point mort.
La présente invention apporte de nombreux avantages. En phase de démarrage du véhicule, elle permet de minimiser la pollution malgré la présence de nombreux appareils auxiliaires installés pour améliorer le confort du véhicule. L'invention peut apporter une réduction de 10 à 20 % environ dans les émissions d'hydrocarbures imbrûlés et d'oxyde de carbone pendant un cycle normalisé de démarrage. Elle permet aussi de modeler la stratégie de commande de 1'alimentation en énergie mécanique des appareils auxiliaires, de manière à obtenir tel ou tel compromis optimal entre le contrôle des émissions de gaz polluants, le confort du véhicule et la recharge de la batterie. La commande de l'alternateur par le calculateur permet en outre, incidemment, l'installation de fonctions de diagnostic du fonctionnement des moyens de charge de cette batterie, dont on peut optimiser les dimensions grâce à la recharge contrôlée établie par la présente invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de réduction des émissions de gaz nocifs produites par un moteur à combustion interne (1) propulsant un véhicule automobile et fournissant de l'énergie mécanique à au moins un appareil auxiliaire (7;P;23) formant partie de ce véhicule, caractérisé en ce que, pendant une phase de démarrage à froid du véhicule, on réduit la puissance mécanique fournie par le moteur (1) à 1'appareil auxiliaire (7;P;23) par rapport à celle absorbée par l'appareil en fonctionnement normal.
2. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'on découple l'appareil (7) du moteur (1) pendant ladite phase de démarrage.
3. Procédé conforme à 1'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on cesse de réduire la puissance mécanique fournie à 1'appareil auxiliaire quand la température du moteur (1) atteint une valeur prédéterminée.
4. Procédé conforme à 1'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on cesse de réduire la puissance mécanique fournie à 1'appareil auxiliaire quand la température d'un pot catalytique (4) de traitement des gaz d'échappement du moteur atteint une valeur prédéterminée.
5. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, appliqué à un véhicule automobile équipé d'une batterie d'alimentation électrique rechargée par un appareil auxiliaire constitué par un alternateur (23), caractérisé en ce qu'on réduit la puissance mécanique absorbée par 1'alternateur (23) en réduisant 1'intensité du courant d'excitation (i) de ce dernier.
6. Procédé conforme à la revendication 5, caractérisé en ce qu'on ne réduit 1'intensité du courant d'excitation (i) que si la tension de sortie de la batterie est supérieure à une valeur prédéterminée.
7. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'une quelconque des revendications l à 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (9;18;13) pour réduire, pendant une phase de démarrage à froid du véhicule, la puissance mécanique fournie par le moteur à l'appareil auxiliaire, par rapport à celle absorbée par l'appareil en fonctionnement normal.
8. Dispositif conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens sont constitués par a) des moyens d'embrayage (9) interposés entre le moteur (1) et 1'appareil (7) et b) des moyens de commande de débrayage (12,13) de ces moyens pour interrompre temporairement toute transmission de puissance mécanique du moteur (1) vers 1'appareil auxiliaire (7).
9. Dispositif conforme à la revendication 7, conçu pour un véhicule automobile comprenant un appareil auxiliaire constitué par une pompe d'alimentation (P) en fluide sous pression, caractérisé en ce que lesdits moyens de réduction comprennent une vanne (18) permettant de commuter sélectivement la sortie de la pompe ou du compresseur sur un réservoir (14) d'alimentation en fluide de la pompe.
10. Dispositif conforme à la revendication 7, conçu pour un véhicule automobile équipé d'une batterie d'alimentation électrique rechargée par un appareil auxiliaire constitué par un alternateur (23), caractérisé en ce que lesdits moyens de réduction de la puissance mécanique absorbée par l'alternateur comprennent des moyens (12,13) pour commander une réduction de l'intensité du courant d'excitation (i) de ce dernier.
11. Dispositif conforme à la revendication 10, comprenant des moyens de mesure de la tension de sortie de la batterie, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour interdire toute réduction du courant d'excitation quand ladite tension est inférieure à une valeur prédéterminée.
12. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande (12,13) sont incorporés à un calculateur (11) de commande d'allumage et/ou d'injection du moteur.
13. Dispositif conforme à la revendication 12, le calculateur étant alimenté par un capteur (20) de température d'un pot catalytique (4) de traitement des gaz d'échappement du moteur, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour mettre un terme à la réduction de la puissance mécanique demandée par 1'appareil auxiliaire quand ladite température dépasse une valeur prédéterminée.
14. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 12 et 13, le calculateur étant alimenté par un capteur de température (19) du moteur, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour mettre un terme à la réduction de la puissance mécanique demandée par 1'appareil auxiliaire quand la température du moteur dépasse une valeur prédéterminée.
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