Brevet FR2781690A1 — publié le 20000204

La présente invention concerne un dispositif de régénération d'un filtre à particules de purification des gaz d'échappement d'un moteur de véhicule au- tomobile. On sait que la purification des gaz d'échappement des moteurs de véhicule automobile est un problème qui prend de plus en plus d'importance. On a en effet proposé dans l'état de la technique, d'utiliser différents moyens pour réduire le niveau des émissions polluantes des moteurs de véhi- cule. C'est ainsi par exemple que l'on a proposé d'utiliser des filtres a parti- cules. Ces filtres sont traversés par les gaz d'échappement et les particules contenues dans ces gaz se déposent sur ces filtres afin d'éviter qu'elles soient rejetées dans l'atmosphère. Cependant, ces filtres doivent être régénérés périodiquement par exemple par combustion des particules. Cette combustion peut être déclenchée de différentes façons. Ainsi par exemple, on peut utiliser des moyens de chauffage électri- que des particules déposées sur le filtre, ces moyens de chauffage étant reliés à une source d'alimentation en énergie électrique du véhicule pour chauffer ces particules et déclencher leur combustion afin de régénérer le filtre. Dans l'état de la technique, ces moyens de chauffage sont distincts du filtre et disposés à proximité de celui-ci pour assurer le chauffage des particules. On conçoit cependant qu'une telle structure présente un certain nom- bre d'inconvénients, notamment au niveau de l'énergie électrique requise pour amener les particules à une température suffisante pour déclencher leur com- bustion. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes. A cet effet, I'invention a pour objet un dispositif de régénération d'un filtre à particules de purification des gaz d'échappement d'un moteur de véhicule automobile, comportant des moyens de chauffage électrique des particules dé- posées sur celui-ci, reliés à une source d'alimentation en énergie électrique du véhicule, caractérisé en ce que les moyens de chauffage sont directement inté- grés dans la structure du filtre de manière à être recouverts de particules comme le reste de celui-ci et chauffer les particules par conduction thermique directe afin de déclencher la combustion de celles-ci et la régénération de ce filtre. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va sui- vre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins an- nexés, sur lesquels: - la Fig.1 représente un schéma synoptique illustrant la structure d'un premier exemple de réalisation d'un dispositif de régénération selon l'invention; - la Fig.2 représente un schéma synoptique illustrant la structure d'un deuxième exemple de réalisation d'un dispositif de régénération selon l'invention; et - la Fig.3 représente un schéma synoptique illustrant la structure d'un troisième exemple de réalisation d'un dispositif de régénération selon l'invention. On a en effet représenté sur la figure 1, un filtre à particules désigné par la référence générale 1, et qui est disposé dans une ligne d'échappement 2 d'un moteur de véhicule automobile. Les gaz d'échappement du moteur du véhicule sont donc amenés à circuler dans ce filtre, de manière que les particules de ces gaz se déposent sur ce filtre. La structure des filtres à particules étant bien connue dans l'état de la technique, on ne la décrira pas plus en détail par la suite. Le dispositif de régénération selon l'invention comporte des moyens de chauffage électrique des particules déposées sur le filtre, reliés à une source d'alimentation en énergie électrique du véhicule. Ces moyens de chauffage sont désignés par la référence générale 3 sur cette figure, tandis que la source d'alimentation en énergie électrique du vé- hicule est désignée par la référence générale 4. Selon l'invention, ces moyens de chauffage 3 sont directement inté- grés dans la structure du filtre 1, de manière à être recouverts de particules comme le reste de celui-ci et chauffer les particules par conduction thermique directe afin de déclencher la combustion de ces particules et la régénération de ce filtre. Ces moyens de chauffage comprennent alors par exemple une résis- tance électrique directement intégrée dans le filtre à particules et l'on conçoit que lors du passage des gaz d'échappement dans le filtre, des particules se dépo- sent non seulement sur ce filtre, mais également sur cette résistance électrique. Le chauffage de ces particules afin de les amener à une température suffisante pour déclencher leur combustion est alors réalisé par conduction ther- mique directe entre les moyens de chauffage et ces particules, ce qui permet d'une part, d'élever rapidement la température de ces particules et d'autre part, d'économiser de l'énergie en évitant toute perte de transmission de chaleur entre les moyens de chauffage et les particules. Bien entendu, différents modes de réalisation de ces moyens de chauffage directement intégrés dans le filtre peuvent être envisagés. C'est ainsi par exemple que ces moyens de chauffage peuvent par exemple être obtenus par dépôt d'une résistance électrique sur la paroi du filtre. D'autres modes de réalisation peuvent encore être envisagés. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 1, les moyens de chauffage 3 sont reliés en permanence à la source d'alimentation en énergie du véhicule. La régénération du filtre est alors déclenchée automatiquement en fonction de la quantité de particules déposées sur le filtre et ces moyens de chauffage. Cependant, et comme on peut le voir sur la figure 2, dans laquelle on reconnaît le filtre à particules 1, la ligne d'échappement 2, les moyens de chauf- fage 3 et la source 4 d'alimentation en énergie électrique du véhicule, les moyens de chauffage 3 peuvent également être reliés à cette source d'alimenta- tion en énergie à travers des moyens de commutation d'alimentation désignés par la référence générale 5, dont le fonctionnement est piloté par des moyens de détermination 6 de l'état d'encrassement du filtre à particules pour déclencher la régénération de ce filtre lorsque l'encrassement du filtre atteint une valeur pré- déterminée. Différents modes de réalisation de ces moyens de détermination de I'encrassement du filtre à particules ont déjà été développés dans l'état de la technique. Les moyens 5 de commutation de l'alimentation peuvent également présenter n'importe quelle structure appropriée. On notera également en regard de ces figures 1 et 2, que les moyens de chauffage peuvent comporter une ou plusieurs résistances électriques régu- lièrement réparties ou non dans le filtre à particules. On a représenté sur la figure 3, un autre mode de réalisation encore d'un dispositif de régénération selon l'invention dans lequel le filtre à particules est associé à des moyens de traitement des gaz par décharge électrique. On sait en effet que les gaz d'échappement peuvent également être traités par décharge électrique et différents moyens de mise en oeuvre d'un tel traitement ont déjà été développés dans l'état de la technique. Sur cette figure 3, on reconnaît le filtre à particules 1, la ligne d'échap- pement 2, les moyens de chauffage des particules 3 et la source d'alimentation en énergie électrique du véhicule 4 permettant d'alimenter d'une part, lés moyens de chauffage 3 des particules déposées sur le filtre 1, mais également des moyens désignés par la référence générale 7, de traitement de gaz par dé- charge électrique. On notera que dans ce cas, les moyens de chauffage 3 et les moyens 7 de traitement des gaz par décharge électrique peuvent être reliés à une même et unique source d'alimentation électrique 4. Bien entendu, d'autres modes de réalisation encore d'un tel dispositif peuvent être envisagés. REVENDICATIONS 1. Dispositif de régénération d'un filtre à particules (1) de purification des gaz d'échappement d'un moteur de véhicule automobile, comportant des moyens de chauffage électrique (3) des particules déposées sur celui-ci, reliés à une source d'alimentation en énergie électrique (4) du véhicule, caractérisé en ce que les moyens de chauffage (3) sont directement intégrés dans la structure du filtre (1) de manière à être recouverts de particules comme le reste de celui-ci et chauffer les particules par conduction thermique directe afin de déclencher la combustion de celles-ci et la régénération de ce filtre. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de chauffage (3) sont reliés en permanence à la source d'alimentation en énergie électrique (4) pour déclencher automatiquement la régénération du filtre en fonction de la quantité de particules déposées sur celui-ci. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de chauffage électrique (3) sont reliés à la source d'alimentation en énergie électrique (4) du véhicule à travers des moyens de commutation d'ali- mentation (5), dont le fonctionnement est piloté par des moyens (6) de détermi- nation de l'état d'encrassement du filtre afin de déclencher la régénération du filtre lorsque cet encrassement du filtre atteint une valeur prédéterminée. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de chauffage (3) comprennent au moins une résistance électrique déposée sur la paroi du filtre. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le filtre à particules (1) est associé à des moyens (7) de traitement des gaz par décharge électrique reliés à une source (4) d'alimentation en énergie électrique du véhicule.