Brevet FR2807470A1 — publié le 20011012

La présente invention concerne un système d'aide à la régénération d'un filtre à particules intégré dans une ligne d'échappement d'un moteur Diesel de véhicule automobile. On sait que la réduction des émissions polluantes liées au fonction nement des moteurs des véhicules automobiles et en particulier des moteurs Diesel est un souci permanent des constructeurs. Différents systèmes ont déjà été développés dans l'état de la techni que pour réduire le niveau de ces émissions polluantes en particulier en utilisant un filtre à particules intégré dans la ligne d'échappement. Cependant, la gestion du fonctionnement de celui-ci et en particulier la gestion de sa régénération génère encore des difficultés. Le but de l'invention est donc de les résoudre. A cet effet, l'invention a pour objet un système d'aide à régénération d'un filtre à particules intégré dans une ligne d'échappement moteur Diesel de véhicule automobile, caractérisé en ce que le moteur est associé à différents organes, parmi lesquels des moyens d'admission d'air dans le moteur, des moyens de recyclage de gaz d'échappement moteur en en trée de celui-ci, un turbocompresseur, un catalyseur d'oxydation disposé en amont du filtre à particules dans la ligne d'échappement ; un système d'alimentation commune en carburant cylindres du moteur, comportant des injecteurs à commande électrique, associes à ces cylin dres, des moyens d'ajout au carburant d'un additif destiné à se déposer sur le filtre à particules pour abaisser la température de combustion des particu les piégées dans celui-ci, des moyens d'acquisition d'informations relatives à différents para mètres de fonctionnement du moteur et des organes associés à celui-ci, et des moyens de contrôle du fonctionnement des moyens d'admission, des moyens de recyclage, du turbocompresseur et/ou du système d'alimentation pour piloter le fonctionnement du moteur, ces moyens étant en outre adaptés pour déclencher une phase de régénération du filtre à particules par combustion des particules piégées dans celui-ci en enclenchant une phase d'injections multi ples de carburant dans les cylindres du moteur pendant leur phase de détente, et en ce qu comporte des moyens de mesure dans le temps, consommations du véhicule en carburant et en additif, des moyens de correlation de ces con sommations et des moyens d'analyse du résultat de cette corrélation pour dé tecter un eventuel défaut de fonctionnement du système. L'invention sera mieux comprise à la lecture de description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se referant au dessin an nexé qui représente un schéma synoptique illustrant un moteur Diesel de véhi cule automobile, et les différents organes associés à celui-ci. On a en effet représenté sur cette figure, un moteur Diesel de véhicule automobile qui est désigné par la référence générale 1. Ce moteur Diesel est associé à des moyens d'admission d'air en en trée de celui-ci, qui sont désignés par la référence générale En sortie, ce moteur est associé à une ligne d'echappement qui est désignée la référence générale 3. moyens de recyclage de gaz d'échappement moteur en entrée de celui-ci sont également prévus et sont désignés par la réference générale 4. moyens sont alors interposés par exemple entre la sortie du mo teur et les moyens 2 d'admission d'air dans celui-ci. ligne d'échappement peut également être associée à un turbocom presseur designé par la référence générale 5 et plus particulièrement à la portion de turbine celui-ci, de façon classique. Enfin, la ligne d'échappement comporte un catalyseur d'oxydation dé signé par référence générale 6, disposé en amont d'un filtre à particules dési gné par la référence générale 7, dans la ligne d 'échappement. moteur est également associé à un système d'alimentation com mune en carburant des cylindres de celui-ci. Ce système désigné par la réfé rence génerale 8 sur cette figure et comporte par exemple injecteurs à com mande électrique associés à ces cylindres. Dans l'exemple de réalisation représenté, le moteur un moteur à quatre cylindres et comporte donc quatre injecteurs à commande électrique, res pectivement 9,10,11 et 12. Ces différents injecteurs sont associés à une rampe d'alimentation commune en carburant désignée par la référence générale 1 reliée à des moyens d'alimentation en carburant désignés par la référence genérale 14, com prenant par exemple une pompe à haute pression. Ces moyens d'alimentation sont reliés à un réservoir carburant dé signé par la référence générale 15 et à des moyens d'ajout à ce carburant d'un additif destiné à se déposer sur le filtre à particules pour abaisser température de combustion des particules piégées dans celui-ci. En fait, cet additif peut par exemple être contenu dans un réservoir auxiliaire désigné par la référence générale 16 associé au réservoir de carburant 15, pour permettre l'injection d'une certaine quantité de cet additif dans le carbu rant. Enfin, ce moteur et les différents organes qui viennent d'être décrits sont également associés à des moyens de contrôle de leur fonctionnement dési gnés par la référence générale 17 sur cette figure, comprenant exemple un calculateur 18 associé à des moyens de stockage d'informations et raccordé en entrée à différents moyens d'acquisition d'informations relatives à différents paramètres de fonctionnement de ce moteur et de ces organes, calculateur étant alors adapté pour contrôler le fonctionnement des moyens d'admission, des moyens de recyclage, du turbocompresseur et/ou du système d'alimentation pour piloter le fonctionnement du moteur et notamment le couple engendré par celui-ci en fonction des conditions de roulage du véhicule, de façon classique. C'est ainsi par exemple que ce calculateur est relié à capteur de pression différentielle 20 aux bornes du catalyseur et du filtre à particules, res pectivement 6 et 7, et à des capteurs de température 21,22 23, respective ment en amont du catalyseur, entre ce catalyseur et le filtre a particules et en aval de ce filtre à particules dans la ligne d'échappement. Le calculateur reçoit également une information de teneur en oxygène des gaz en sortie du moteur à partir d'une sonde Lambda 7, proportionnelle dési- gnée par la référence générale 24 sur cette figure, associée à la ligne d'échappement. En sortie, ce calculateur est adapté pour piloter les moyens d'admission d'air, moyens de recyclage de gaz d'échappement, le turbocom presseur, les moyens d'ajout au carburant de l'additif, les moyens d'alimentation en carburant de rampe commune et les différents injecteurs associés aux cy lindres du moteur. En particulier, ce calculateur est adapté pour declencher une phase de régénération filtre à particules par combustion des particules piégées dans celui-ci en enclenchant une phase d'injections multiples carburant dans les cylindres du moteur pendant leur phase de détente. Les particules émises par le moteur au cours son fonctionnement sont en effet piégees dans le filtre à particules. II convient alors de régénérer ce lui-ci régulièrement par combustion de ces particules. Avantageusement, les moyens 4 de recyclage des gaz d'échappement moteur en entrée de celui-ci comprennent une électrovanne proportionnelle est pilotée par les moyens de contrôle 7 en fonction des in formations délivrées par la sonde Lambda a, proportionnelle 24, pour réguler le recyclage des d'échappement en entrée du moteur, lors de la phase de ré génération du filtre à particules. Ceci permet alors notamment de mieux contrôler le déroulement de la régénération filtre par combustion des particules. Le calculateur 18 peut également être adapté pour piloter le fonction nement du turbocompresseur 5 et plus particulièrement sa pression de consigne de suralimentation afin de réguler la teneur en oxygène gaz en entrée du moteur. moyens de contrôle 17 et plus particulièrement le calculateur 18 de ceux-ci, peuvent également être adaptés pour mesurer dans le temps, les consommations du véhicule en carburant et en additif. La consommation en carburant est obtenue exemple directement à partir des informations traitées par ces moyens de controle ou par analyse des apports successifs en carburant dans le réservoir, de façon classique. consommation en additif est quant à elle obtenue par exemple surveillant niveau d'additif dans le réservoir auxiliaire 16 à l'aide de tous moyens mesure appropriés associés à celui-ci comme par exemple un teur à ultrasons tel que celui désigné par la référence 25 sur cette figure. moyens de contrôle 17 sont alors adaptés pour corréler ces sommations pour analyser le résultat de cette corrélation afin de détecter éventuel défaut de fonctionnement du système. effet, de tels moyens permettent de détecter une consommation excessive ou insuffisante d'additif au vu de la consommation en carburant véhicule. sait en effet que la teneur du carburant en additif doit être contro lée pour éviter tout colmatage ou encrassement du filtre à particules. analysant les consommations respectives en carburant et en addi tif, il est possible de détecter une consommation excessive ou insuffisante d'additif au vu de la consommation en carburant du moteur. résultats de cette analyse peuvent être utilisés par les moyens contrôle 1 exemple pour déclencher une alarme sur le tableau de bord véhicule etre mis à la disposition d'un opérateur de maintenance du véhicule, par exemple par la prise de diagnostic du véhicule, ces résultats étant alors ac cessibles un outil de diagnostic externe du véhicule pouvant être connecte cette prise vue d'une intervention sur le véhicule. contrôle des résultats de cette corrélation peut par exemple être opéré lorsque le véhicule entre en service après vente pour une opération maintenance ou autre. réinitialisation du système peut alors être déclenchée lors de passage. va de soi bien entendu que d'autres modes de réalisation encore d'un tel système peuvent être envisagés. REVENDICATIONS 1. Système d'aide à la régénération d'un filtre à particules intégré dans une ligne d'échappement d'un moteur Diesel véhicule automobile, caractérisé en ce que le moteur (1) est associé à différents organes, parmi lesquels - des moyens (2) d'admission d'air dans le moteur, - des moyens (4) de recyclage de d'échappement du moteur en entrée de celui-ci, - un turbocompresseur (5), - un catalyseur d'oxydation (6) disposé en amont du filtre à particules (7) dans la ligne d'échappement ; - un système (8) d'alimentation commune en carburant des cylindres du moteur, comportant des injecteurs à commande électrique (9,10,11,12), as sociés à ces cylindres, - des moyens (16) d'ajout au carburant d'un additif destiné à se dépo ser sur le filtre à particules (7) pour abaisser température de combustion des particules piégées dans celui-ci, - des moyens (20,21,22,23,24) d'acquisition d'informations relatives à différents paramètres de fonctionnement du moteur et des organes associés à celui-ci, et - des moyens (17) de contrôle fonctionnement des moyens d'admission, des moyens de recyclage, du turbocompresseur et/ou du système d'alimentation pour piloter le fonctionnement moteur, ces moyens étant en outre adaptés pour déclencher une phase régénération du filtre à particules par combustion des particules piégées dans celui-ci en enclenchant une phase d'injections multiples de carburant dans les cylindres du moteur pendant leur phase de détente, et en ce qu'il comporte moyens (17) de mesure dans le temps, des consommations du véhicule en carburant et en additif, des moyens (17) de corrélation de ces consommations moyens d'analyse (17) du ré sultat de cette corrélation pour détecter un eventuel défaut de fonctionnement du système. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de mesure de la consommation en additif comprennent un capteur (25) associé à un réservoir d'additif (16). Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que moyens mesure, les moyens de corrélation et les moyens d'analyse sont - més par moyens (17) de contrôle. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'analyse (17) sont adaptés pour déclencher l'activation signal d'alarme au niveau du tableau de bord du véhicule en cas de détection défaut. 5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les résultats de la corrélation sont accessibles à un outil diagnostic externe au véhicule, adapté pour être relié au reste de celui-ci à vers une prise de diagnostic du véhicule.