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WO2016097526A1 - Procede de chauffage d'un catalyseur dans un dispositif de motorisation hybride - Google Patents

Procede de chauffage d'un catalyseur dans un dispositif de motorisation hybride Download PDF

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Publication number
WO2016097526A1
WO2016097526A1 PCT/FR2015/053352 FR2015053352W WO2016097526A1 WO 2016097526 A1 WO2016097526 A1 WO 2016097526A1 FR 2015053352 W FR2015053352 W FR 2015053352W WO 2016097526 A1 WO2016097526 A1 WO 2016097526A1
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WO
WIPO (PCT)
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catalyst
engine
temperature
vehicle
electric machine
Prior art date
Application number
PCT/FR2015/053352
Other languages
English (en)
Inventor
Guillaume CHABARD
Florent GRIMALDI
Original Assignee
Renault S.A.S.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault S.A.S. filed Critical Renault S.A.S.
Priority to EP15817971.3A priority Critical patent/EP3233599A1/fr
Publication of WO2016097526A1 publication Critical patent/WO2016097526A1/fr

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Definitions

  • the invention relates to a method of heating a catalyst integrated in the exhaust line of an internal combustion engine. It also relates to a hybrid drive device capable of implementing such a method.
  • Oxidation catalysts of compression-ignition engines which make it possible to oxidize unburned hydrocarbons and nitric oxide emitted by the engine operating in a lean mixture are also known.
  • temperatures are commonly reached and exceeded during the continuous operation of a heat engine.
  • the temperature of the catalyst generally does not exceed the ambient temperature, for example 20 ° C., unless it is a restart after a very short stoppage. during which the catalyst does not have time to cool.
  • the catalyst At room temperature, the catalyst is not primed, i.e. its effectiveness is nil. It also appears from FIG. 1 that the efficiency of the catalyst is zero as long as the temperature has not reached a value of the order of 150 ° C.
  • the heat engines of certain motor vehicles may be associated with reversible electric machines that can operate in "engine” mode or “generator” mode.
  • the electric machine In “generator” mode, the electric machine is an alternator which supplies an electric current for storage in a storage battery; in “engine” mode, it is instead powered by current previously stored in the storage battery and it provides a torque engine that adds to that of the engine to be transmitted to the wheels of the vehicle.
  • the invention proposes to remedy the defects of the known methods of starting a thermal engine catalyst in a hybrid drive device, that is to say in the case where the heat engine is associated with an electric machine.
  • the main characteristic of the process according to the invention is that it also comprises a step of preheating the catalyst, in which the driving torque of the vehicle is entirely produced by the electric machine operating in engine mode, the heat engine being driven in rotation, in the un-started state and without fuel injection, by the electric machine.
  • Figure 1 is a graph showing the efficiency of a catalyst as a function of its operating temperature
  • Figure 2 is a schematic view illustrating a motorization device according to the invention.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating the various steps of a method of heating a catalyst according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 4 is a graph which illustrates the evolution of the temperature of a catalyst from a cold temperature to a preheating temperature during a preheating stage of the process according to the invention.
  • the motorization device 1 can equip a vehicle, notably a motor vehicle. It comprises a heat engine 2, that is to say an internal combustion engine, for example a gasoline engine or a diesel engine, which is presented here in a non-limiting manner in the form of a four-cylinder engine. supercharged line.
  • a heat engine 2 that is to say an internal combustion engine, for example a gasoline engine or a diesel engine, which is presented here in a non-limiting manner in the form of a four-cylinder engine. supercharged line.
  • the engine may also be of the naturally aspirated type without departing from the scope of the invention.
  • the depollution device 5 comprises a catalyst 6, for example a three-way catalyst 6 if the engine is of the gasoline type or an oxidation catalyst 6 if the engine is of the diesel type. It may further comprise one or more other gas purification systems 7, for example a second catalyst 7, a nitrogen oxide trap 7, a particulate filter 7, etc. At the outlet of the pollution control device 7, the exhaust gases are discharged into the outside atmosphere in the direction of the arrow F2.
  • the engine also consumes fuel, for example gasoline or diesel fuel, which is fed to the engine by means of an injection system (not shown), for example a direct injection system which includes a common supply rail to the engines.
  • an injection system for example a direct injection system which includes a common supply rail to the engines.
  • cylinders and at least one fuel injector per cylinder adapted to inject the fuel directly into each of the cylinders.
  • an air filter 8 which makes it possible to eliminate the dust contained in the air
  • a flow meter 9 which makes it possible to determine the mass flow rate of air charge admitted in the engine 2
  • an air intake flap 10, or throttle body 10 which regulates the flow admitted into the engine 2 by more or less obstructing the intake pipe 3.
  • the heat engine 2 also comprises a turbocharger 1 1 whose compressor 12 is interposed in the intake duct 3 between the compressor 12 and the intake flap 10
  • a heat exchanger 13 it is possible for a heat exchanger 13 to be arranged in the intake duct 3, between the compressor 12 and the intake flap 10, so that cool the compressed air by the compressor 12.
  • the compressor 12 is driven by the turbine 14 of the turbocharger, which is interposed in the exhaust pipe 4 between the engine 2 and the depollution device 5.
  • the heat engine 2 may comprise one or more gas recirculation circuits. intake exhaust (not shown), more particularly a so-called high pressure EGR circuit and / or a low pressure EGR (EGR) circuit, without impair the generality of the invention.
  • the heat engine 2 produces a motor torque, said thermal torque C t , which results from the combustion of a mixture of fresh air (to which can be added recycled exhaust gases recycled to the intake) and fuel in well-defined quantities by a calculator of engine 2.
  • the motorization device 1 also comprises a reversible electric machine 15, as illustrated in FIG.
  • the electric machine 15 for example an alternator-starter 15 separate from the flywheel of the heat engine 2, and a rotary shaft 16 is coupled via transmission means 17 to a rotary shaft 18 of the engine 2, for example a crankshaft, is capable of operating in "engine” mode or in "generator” mode, under the supervision of a control box 19.
  • the electrical machine 15 is an alternator which supplies an electric current for storage in a battery 20 of accumulators by taking a strong electrical torque C e ; in “motor” mode, it is instead powered by current previously stored in the battery 20 and provides an electric torque C e engine that is added to that C t of the engine to be transmitted to the wheels of the vehicle.
  • the operating mode of the motorization device 1 is as follows: The depression of the accelerator pedal (not shown) of the vehicle by the driver is translated by a computer (not shown) into a torque setpoint C to be transmitted to the wheels of the vehicle.
  • the torque C can then be obtained either in the form of a thermal torque, or in the form of electric torque, or in the form of a combination of the two.
  • the value of the torque C is equal to the algebraic sum of the values of the thermal torque C t and of the electrical torque C e , the latter taking a positive value in "motor” mode and a negative value in "generator” mode. of the electric machine 15, the calculator performing the distribution according to different parameters of the vehicle and / or the device of motorisation 1.
  • the catalyst may be equipped with means for determining a parameter representative of the temperature ⁇ of the exhaust gases passing through it, for example the temperature ⁇ of the catalyst itself, measured by a temperature sensor 21.
  • FIG. 2 illustrates the various steps of a method of heating the catalyst 6 according to one embodiment of the invention, using a motorization device 1 as just described, in which the temperature ⁇ of the trap catalyst 6 up to a priming temperature 9 am o at which it has a predefined minimum treatment efficiency.
  • the targeted efficiency can be of the order of 50%, and the corresponding initiation temperature can be close to 250 ° C as seen in Figure 1.
  • the process begins with a step 100 of starting the vehicle. It can be materialized by the fact that the driver puts the ignition and requires a torque C for driving the vehicle, for example by pressing the accelerator pedal.
  • the process continues, iteratively, by a step 200 of determining the temperature ⁇ of the catalyst 6, then by a step 300 of comparing said temperature with a temperature threshold 9 S , said preheating temperature, lower than the temperature boot 9 am o ⁇ for example, the preheat temperature is between 60 ° C and 100 ° C.
  • step 400 of preheating the catalyst 400 in which the torque C necessary for driving the vehicle is entirely supplied by the electric machine 15. This is generally the case for several seconds after the vehicle is started when the vehicle has been stopped for a long time. On the other hand, it may be that after a short stop, the temperature of the catalyst at the restart of the vehicle did not have time to fall below the preheating temperature because of the thermal inertia. In this case, step 400 of preheating the catalyst does not take place.
  • the heat engine 2 is not started. It does not produce a thermal torque. No fuel injection is performed in the cylinders. The heat engine 2 is rotated by the electric machine 15, and the successive cycles of compression of the air in the cylinders make it possible to increase the temperature at the exhaust and thus to heat the catalyst 6, until the reaching the preheating temperature 9 S. Particularly advantageously, this step 400 can be performed by completely closing the air intake flap 10. This results in an acceleration of the temperature rise of the catalyst 6.
  • the process is directed to a step 500 for authorizing the starting of the heat engine 2.
  • the torque C required for driving the vehicle can then produced by the heat engine 2, the electric machine 15, or a combination of both, under the supervision of the control box 19.
  • step 600 to end heating of the catalyst, capable of raising the temperature ⁇ of the catalyst 6 from the preheating temperature 9 S to its light-off temperature 9 amo ⁇
  • this step 600 may consist conventionally to achieve delayed combustion of fuel, compared to combustion carried out normal operation of the engine. In a manner known per se, it is possible, for example, to perform late fuel injections into the engine cylinders.
  • step 400 of preheating the catalyst does not by itself make it possible to increase the efficiency of the catalyst.
  • the efficiency being zero up to a temperature ⁇ of the order of 150 ° C, it remains zero until the end of the preheating step 400 because the temperature 9 S does not reach such a value, even in prolonging the preheating time.
  • this preheating step advantageously makes it possible to shorten the duration of the heating of the catalyst up to its ignition temperature O amo by the known processes used in step 600, thus reducing the fuel consumption necessary for priming. catalyst at this stage.
  • the invention is not limited to the embodiment just described.
  • the method could be applied to any other exhaust gas depollution system requiring a minimum operating temperature for treating or storing pollutants, such as for example a nitrogen oxide trap 7 or a particulate filter 7, without departing from the scope of the invention.

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Abstract

Procédé de chauffage d'un catalyseur (6) monté à l'échappement d'un moteur (2) thermique apte à entraîner au moins une roue motrice d'un véhicule automobile, ledit moteur étant associé à une machine électrique (15) réversible pouvant fonctionner selon un mode génératrice ou selon un mode moteur dans lesquels ladite machine électrique (15) participe au couple (C) d'entraînement du véhicule, comprenant: -une étape de démarrage (100) du véhicule dans laquelle un couple d'entraînement (C) du véhicule est requis; et, -une étape de chauffage (600) du catalyseur (6) jusqu'à une température d'amorçage (θamo) d'efficacité minimale du catalyseur; CARACTERISE EN CE QU'il comprend en outre une étape (400) de préchauffage du catalyseur (6), dans laquelle le couple d'entraînement (C) du véhicule est entièrement produit par la machine électrique (15) fonctionnant en mode moteur, le moteur thermique (2) étant entraîné en rotation, à l'état non démarré et sans injection de carburant, par la machine électrique (15).

Description

PROCEDE DE CHAUFFAGE D'UN CATALYSEUR DANS UN DISPOSITIF DE
MOTORISATION HYBRIDE
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
L'invention concerne un procédé de chauffage d'un catalyseur intégré à la ligne d'échappement d'un moteur à combustion interne. Il concerne aussi un dispositif de motorisation hybride apte à la mise en œuvre d'un tel procédé.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Dans le cadre de la réduction des émissions polluantes liées au fonctionnement des moteurs thermiques des véhicules automobiles, les normes légales (par exemple la norme européenne « euro6 ») ont amené les constructeurs à intégrer dans la ligne d'échappement de ces moteurs plusieurs sortes de dispositifs catalytiques de dépollution des gaz de combustion desdits moteurs.
On connaît plus particulièrement les catalyseurs trois voies des moteurs à allumage commandé (fonctionnant à l'essence) qui permettent d'oxyder les hydrocarbures imbrûlés (HC) et le monoxyde d'azote, et de réduire les oxydes d'azote (NOx) émis par le moteur. On connaît aussi les catalyseurs d'oxydation des moteurs à allumage par compression (du type diesel) qui permettent d'oxyder les hydrocarbures imbrûlés et le monoxyde d'azote émis par le moteur fonctionnant en mélange pauvre.
De manière connue, un tel catalyseur fonctionne de manière continue. Son efficacité de traitement, qui est définie pour chaque type de polluant (HC, CO ou NOx) comme le taux de conversion de la quantité de polluant qui entre dans le catalyseur, dépend en premier lieu de la température du catalyseur. On sait, comme le montre la figure 1 , que le taux de conversion commence à atteindre des valeurs acceptables, par exemple comprises par exemple entre 50% et 90%, lorsque la température du catalyseur est par exemple comprise entre environ 250°C et 300°C.
Ces températures sont couramment atteintes et dépassées lors du fonctionnement en continu d'un moteur thermique. En revanche, lors d'un démarrage à froid du moteur thermique, la température du catalyseur n'excède généralement pas la température ambiante, par exemple 20°C, sauf si il s'agit d'un redémarrage après un arrêt de très courte durée, pendant lequel le catalyseur n'a pas le temps de refroidir.
A la température ambiante, le catalyseur n'est pas amorcé, c'est-à-dire que son efficacité est nulle. Il ressort d'ailleurs de la figure 1 que l'efficacité du catalyseur est nulle tant que la température n'a pas atteint une valeur de l'ordre de 150°C. Au démarrage d'un moteur thermique, il est donc nécessaire de prendre des mesures pour éviter que le véhicule ne rejette trop d'émissions polluantes dans l'atmosphère extérieure. De manière classique, on peut par exemple prévoir une résistance électrique pour réchauffer l'enveloppe métallique du catalyseur, ou procéder à des combustions retardées à l'intérieur des cylindres du moteur, par rapport au fonctionnement normal du moteur, notamment en injectant le carburant plus tard dans les cylindres du moteur, de manière à dégrader le rendement de combustion et augmenter les pertes thermiques du moteur.
Ces procédés permettent d'amorcer rapidement un catalyseur, c'est-à-dire d'élever sa température depuis la température à froid jusqu'à un seuil de température de l'ordre de 250°C, dite température d'amorçage Tamo , à laquelle il possède une efficacité minimale donnée, par exemple 50%. Mais ils entraînent une surconsommation importante de carburant.
On sait également que les moteurs thermiques de certains véhicules automobiles peuvent être associés à des machines électriques réversibles pouvant fonctionner en mode « moteur » ou en mode « génératrice ». En mode « génératrice », la machine électrique est un alternateur qui fournit un courant électrique destiné à être stockée dans une batterie d'accumulateurs ; en mode « moteur », elle est au contraire alimentée par du courant précédemment stocké dans la batterie d'accumulateurs et elle fournit un couple moteur qui s'ajoute à celui du moteur thermique pour être transmis aux roues du véhicule.
Plusieurs procédés de réglage de la température d'un catalyseur de moteur thermique associé à une telle machine électrique ont été proposés. Par exemple, on connaît de la publication US6057605-A1 un procédé dans lequel, pour augmenter la température d'un tel catalyseur, on fait fonctionner le moteur thermique à un couple plus élevé que le couple requis pour l'entraînement du véhicule. La machine électrique fonctionne en mode génératrice en absorbant le surplus de couple thermique non nécessaire au véhicule. Un tel procédé, applicable à l'amorçage d'un catalyseur, permet de ne pas dégrader le rendement de combustion du moteur thermique sur son point de fonctionnement, contrairement aux procédés dans lesquels la combustion est retardée. Néanmoins les pertes thermiques additionnelles provoquées pour réchauffer le catalyseur entraînent un surcroît de consommation de carburant. RESUME DE L'INVENTION
L'invention propose de remédier aux défauts des procédés connus d'amorçage d'un catalyseur de moteur thermique dans un dispositif de motorisation hybride, c'est- à-dire dans le cas où le moteur thermique est associé à une machine électrique.
Elle propose pour cela un procédé de chauffage d'un catalyseur monté à l'échappement d'un moteur thermique apte à entraîner au moins une roue motrice d'un véhicule automobile, ledit moteur étant associé à une machine électrique réversible pouvant fonctionner selon un mode génératrice ou selon un mode moteur dans lesquels ladite machine électrique participe au couple d'entraînement du véhicule, le procédé comprenant :
une étape de démarrage du véhicule dans laquelle un couple d'entraînement du véhicule est requis ; et,
une étape de chauffage du catalyseur jusqu'à une température d'amorçage d'efficacité minimale du catalyseur.
La principale caractéristique du procédé selon l'invention est qu'il comprend en outre une étape de préchauffage du catalyseur, dans laquelle le couple d'entraînement du véhicule est entièrement produit par la machine électrique fonctionnant en mode moteur, le moteur thermique étant entraîné en rotation, à l'état non démarré et sans injection de carburant, par la machine électrique.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture d'un mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en se reportant aux dessins annexés sur lesquels :
la figure 1 , décrite plus haut, est un graphique représentant l'efficacité d'un catalyseur en fonction de sa température de fonctionnement ;
la figure 2 est une vue schématique illustrant un dispositif de motorisation selon l'invention ;
la figure 3 est un organigramme illustrant les différentes étapes d'un procédé de chauffage d'un catalyseur selon un mode de réalisation de l'invention ; et, la figure 4 est un graphique qui illustre l'évolution de la température d'un catalyseur depuis une température à froid jusqu'à une température de préchauffage au cours d'une étape de préchauffage du procédé selon l'invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DES FIGURES Comme on peut le voir sur la figure 1 , le dispositif de motorisation 1 selon l'invention peut équiper un véhicule, notamment un véhicule automobile. Il comprend un moteur thermique 2, c'est-à-dire un moteur à combustion interne, par exemple un moteur à essence ou un moteur diesel, qui se présente ici de manière non limitative sous la forme d'un moteur à quatre cylindres en ligne suralimenté. Bien entendu, le moteur peut aussi être du type à aspiration naturelle sans sortir du cadre de l'invention.
Pour son fonctionnement, un tel moteur thermique 2 aspire de l'air dans le sens de la flèche F1 par l'intermédiaire d'une conduite d'admission 3, et rejette ses gaz d'échappement par une conduite d'échappement 4 afin de les diriger vers un dispositif de dépollution 5. Le dispositif de dépollution 5 comporte un catalyseur 6, par exemple un catalyseur trois voies 6 si le moteur est du type à essence ou un catalyseur d'oxydation 6 si le moteur est du type diesel. Il peut comporter en outre un ou plusieurs autres systèmes de dépollution 7 des gaz, par exemple un deuxième catalyseur 7, un piège à oxydes d'azote 7, un filtre à particules 7, etc. A la sortie du dispositif de dépollution 7, les gaz d'échappement sont évacués dans l'atmosphère extérieure dans le sens de la flèche F2.
Le moteur consomme également du carburant, par exemple de l'essence ou gazole, qui est amené au moteur grâce à un système d'injection (non représenté), par exemple un système d'injection directe qui comporte une rampe d'alimentation commune aux cylindres et au moins un injecteur de carburant par cylindre apte à injecter le carburant directement dans chacun des cylindres.
Dans la conduite d'admission d'air 3, de manière non limitative, on peut trouver un filtre à air 8 qui permet d'éliminer les poussières contenues dans l'air, un débitmètre 9 qui permet de déterminer le débit massique d'air frais admis dans le moteur 2, et un volet d'admission 10 d'air, ou boîtier-papillon 10, qui permet de réguler le débit admis dans le moteur 2 en obstruant plus ou moins la conduite d'admission 3.
S'agissant sur la figure 1 , d'un moteur 2 suralimenté, le moteur thermique 2 comporte par ailleurs un turbocompresseur 1 1 dont le compresseur 12 est interposé dans la conduite d'admission 3 entre le compresseur 12 et le volet d'admission 10. De plus, il est possible qu'un échangeur de température 13 soit disposé dans la conduite d'admission 3, entre le compresseur 12 et le volet d'admission 10, de manière à refroidir l'air comprimé par le compresseur 12.
Le compresseur 12 est entraîné par la turbine 14 du turbocompresseur, qui est interposée dans la conduite d'échappement 4 entre le moteur 2 et le dispositif de dépollution 5. De plus, le moteur thermique 2 peut comporter un ou plusieurs circuits de recirculation de gaz d'échappement à l'admission (non représentés), plus particulièrement un circuit dit EGR haute pression et/ou un circuit EGR basse pression (EGR : acronyme anglais pour « Exhaust Gas Recycling », ou recyclage des gaz d'échappement), sans nuire à la généralité de l'invention.
De manière connue en soi, le moteur thermique 2 produit un couple moteur, dit couple thermique Ct , qui résulte de la combustion d'un mélange d'air frais (auquel peuvent s'ajouter des gaz recyclés d'échappement recyclés à l'admission) et de carburant dans des quantités bien définies par un calculateur du moteur 2.
Le dispositif de motorisation 1 selon l'invention comprend aussi une machine électrique réversible 15, tel qu'illustré à la figure 1 .
La machine électrique 15, par exemple un alterno-démarreur 15 séparé du volant d'inertie du moteur thermique 2, et dont un arbre rotatif 16 est accouplé via des moyens de transmission 17 à un arbre rotatif 18 du moteur thermique 2, par exemple un vilebrequin, est apte à fonctionner en mode « moteur » ou en mode « génératrice », sous la supervision d'un boîtier de commande 19.
En mode « génératrice », la machine électrique 15 est un alternateur qui fournit un courant électrique destiné à être stockée dans une batterie 20 d'accumulateurs en prélevant un couple électrique Ce résistant ; en mode « moteur », elle est au contraire alimentée par du courant précédemment stocké dans la batterie 20 et elle fournit un couple électrique Ce moteur qui s'ajoute à celui Ct du moteur thermique pour être transmis aux roues du véhicule.
Le mode de fonctionnement du dispositif de motorisation 1 est le suivant : L'enfoncement de la pédale d'accélérateur (non représentée) du véhicule par le conducteur est traduite par un calculateur (non représenté) en une consigne de couple C à transmettre aux roues du véhicule. Le couple C peut alors être obtenu soit sous la forme de couple thermique, soit sous la forme de couple électrique, soit sous la forme d'une combinaison des deux. Dans tous les cas, la valeur du couple C est égale à la somme algébrique des valeurs du couple thermique Ct et du couple électrique Ce, ce dernier prenant une valeur positive en mode « moteur » et une valeur négative en mode « génératrice » de la machine électrique 15, le calculateur effectuant la répartition en fonction de différents paramètres du véhicule et/ou du dispositif de motorisation 1 .
Pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention, le catalyseur peut être équipé de moyens de détermination d'un paramètre représentatif de la température Θ des gaz d'échappement qui le traversent, par exemple la température Θ du catalyseur lui-même, mesurée par un capteur de température 21 .
La figure 2 illustre les différentes étapes d'un procédé de chauffage du catalyseur 6 selon un mode de réalisation de l'invention, utilisant un dispositif de motorisation 1 tel qu'il vient d'être exposé, dans lequel on amène la température Θ du catalyseur du piège 6 jusqu'à une température d'amorçage 9amo à laquelle il possède une efficacité de traitement minimale prédéfinie. Par exemple, l'efficacité visée peut être de l'ordre de 50%, et la température d'amorçage correspondante peut être voisine de 250°C comme on l'a vu sur la figure 1 .
Le procédé débute par une étape 100 de démarrage du véhicule. Elle peut se matérialiser par le fait que le conducteur met le contact et requiert un couple C pour l'entraînement du véhicule, par exemple en appuyant sur la pédale d'accélérateur.
Le procédé se poursuit, de manière itérative, par une étape 200 de détermination de la température Θ du catalyseur 6, puis par une étape 300 de comparaison de ladite température avec un seuil de température 9S , dit température de préchauffage, inférieure à la température d'amorçage 9amo ■ Par exemple, la température de préchauffage est comprise entre 60°C et 100°C.
Tant que la température Θ du catalyseur 6 est inférieure à la température de préchauffage 9S , le procédé oriente vers une étape de préchauffage du catalyseur 400 dans laquelle le couple C nécessaire à l'entraînement du véhicule est entièrement fourni par la machine électrique 15. Tel est généralement le cas pendant plusieurs secondes après le démarrage du véhicule quand ce dernier a été à l'arrêt pendant une durée assez longue. En revanche, il se peut qu'après un arrêt de courte durée, la température du catalyseur au redémarrage du véhicule n'ait pas eu le temps de descendre en dessous de la température de préchauffage en raison de l'inertie thermique. Dans ce cas, l'étape 400 de préchauffage du catalyseur ne se déroule pas.
A cette étape 400, le moteur thermique 2 n'est pas démarré. Il ne produit pas de couple thermique. Aucune injection de carburant n'est réalisée dans les cylindres. Le moteur thermique 2 est entraîné en rotation par la machine électrique 15, et les cycles successifs de compression de l'air dans les cylindres permettent d'augmenter la température à l'échappement et de réchauffer ainsi le catalyseur 6, jusqu'à l'atteinte de la température de préchauffage 9S . De manière particulièrement avantageuse, cette étape 400 peut être réalisée en fermant complètement le volet d'admission d'air 10. Il en résulte une accélération de la montée en température du catalyseur 6. Ainsi, en se référant à la figure 4, des essais réalisés par la demanderesse ont montré qu'à partir d'une température à froid du catalyseur de 20°C, on peut atteindre une température de préchauffage de 60°C en environ 30 secondes de fonctionnement du véhicule en mode électrique, boîtier- papillon 10 fermé, une température de 80°C en environ 120 secondes et une température de 100°C en environ 210 secondes.
On comprend de ce qui précède qu'en fonction de la charge de la batterie 20, on peut ajuster la valeur de la température de préchauffage pour tenir compte de l'autonomie de fonctionnement du véhicule en mode purement électrique.
Lorsque la température Θ du catalyseur 6 atteint la température de préchauffage 9S , le procédé oriente vers une étape 500 d'autorisation du démarrage du moteur thermique 2. En d'autres termes, le couple C nécessaire à l'entraînement du véhicule peut alors être produit par le moteur thermique 2, par la machine électrique 15, ou par une combinaison des deux, sous la supervision du boîtier de commande 19.
Le procédé se poursuit par une étape 600 de fin de chauffage du catalyseur, apte à élever la température Θ du catalyseur 6 depuis la température de préchauffage 9S jusqu'à sa température d'amorçage 9amo ■ Par exemple, cette étape 600 peut consister classiquement à réaliser des combustions retardées de carburant, par rapport aux combustions réalisées du fonctionnement normal du moteur. De manière connue en soi, on peut par exemple procéder à des injections tardives de carburant dans les cylindres du moteur.
En se référant à nouveau à la figure 1 , on voit que l'étape 400 de préchauffage du catalyseur ne permet pas à elle seule d'augmenter l'efficacité du catalyseur. L'efficacité étant nulle jusqu'à une température Θ de l'ordre de 150°C, elle reste nulle jusqu'à la fin de l'étape de préchauffage 400 car la température 9S n'atteint pas une telle valeur, même en prolongeant la durée du préchauffage.
En revanche, cette étape de préchauffage permet avantageusement de raccourcir la durée du chauffage du catalyseur jusqu'à sa température d'amorçage Oamo par les procédés connus utilisés à l'étape 600, donc de réduire la consommation en carburant nécessaire à l'amorçage du catalyseur à cette étape.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit. En variante, on pourrait par exemple se passer de mesurer la température Θ du catalyseur 6 et maintenir le fonctionnement du véhicule en mode purement électrique pendant une durée fixe prédéterminée, par exemple 30 secondes. Il conviendrait alors que l'étape 600 de fin de chauffage soit maintenue pendant une durée prédéfinie assez longue pour s'assurer que dans tous les cas, la température d'amorçage 9amo soit atteinte.
En variante également, le procédé pourrait s'appliquer à tout autre système de dépollution des gaz d'échappement nécessitant une température minimale de fonctionnement pour traiter ou stocker des polluants, comme par exemple un piège à oxydes d'azote 7 ou un filtre à particules 7, sans sortir du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
Procédé de chauffage d'un catalyseur (6) monté à l'échappement d'un moteur (2) thermique apte à entraîner au moins une roue motrice d'un véhicule automobile, ledit moteur étant associé à une machine électrique (15) réversible pouvant fonctionner selon un mode génératrice ou selon un mode moteur dans lesquels ladite machine électrique (15) participe au couple (C) d'entraînement du véhicule, comprenant :
une étape de démarrage (100) du véhicule dans laquelle un couple d'entraînement (C) du véhicule est requis ; et,
une étape de chauffage (600) du catalyseur (6) jusqu'à une température d'amorçage (9amo) d'efficacité minimale du catalyseur ;
CARACTERISE EN CE QU'
il comprend en outre une étape (400) de préchauffage du catalyseur (6), dans laquelle le couple d'entraînement (C) du véhicule est entièrement produit par la machine électrique (15) fonctionnant en mode moteur, le moteur thermique (2) étant entraîné en rotation, à l'état non démarré et sans injection de carburant, par la machine électrique (15).
Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que lors de l'étape de préchauffage (400) du catalyseur, un volet d'admission (10) d'air du moteur (2) est en position fermée.
Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de préchauffage (400) se déroule tant que la température (Θ) du catalyseur (6) est inférieure à une température de préchauffage (9S) du catalyseur (6).
Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la température de préchauffage (9S) du catalyseur est inférieure à sa température d'amorçage
Procédé selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la température de préchauffage (9S) est comprise entre 60°C et 100°C.
Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'étape de préchauffage (400) se déroule pendant une durée fixe prédéterminée.
Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel caractérisé en ce que l'étape de chauffage (600) du catalyseur est réalisée par combustion retardée, dans les cylindres du moteur, par rapport au fonctionnement normal du moteur (2).
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moteur thermique (2) est un moteur du type à allumage commandé, et le catalyseur (6) est un catalyseur trois voies.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moteur thermique (2) est un moteur du type à allumage par compression, et le catalyseur (6) est un catalyseur d'oxydation.
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