Brevet FR2804169A1 — publié le 20010727

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 la régénération d'un filtre à particules intégré dans une ligne d'échappement d'un 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 du 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 des cylindres du moteur, comportant des injecteurs à commande électrique, associés à ces cylin- d res, - 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 que les moyens de contrôle comprennent des moyens de détermination de la charge en particules du filtre raccordés à un capteur de pression différentielle disposé aux bornes du filtre à particules et adapté pour délivrer une information représentative de la charge globale du filtre, des moyens d'estimation de la charge du filtre en résidus autres que ces particules, et des moyens de calcul de la charge du filtre particules à partir de la charge globale et de la charge en rési- dus autres. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant 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 2. En sortie, ce moteur est associé à une ligne d'échappement qui est désignée par la référence générale 3. Des moyens de recyclage de gaz d'échappement du moteur en entrée de celui-ci sont également prévus et sont désignés par la référence générale 4. Ces moyens sont alors interposés par exemple entre la sortie du mo- teur et les moyens 2 d'admission d'air dans celui-ci. La ligne d'échappement peut également être associée à un turbocom- presseur désigné par la référence générale 5 et plus particulièrement à la portion de turbine de celui-ci, de façon classique. Enfin, la ligne d'échappement comporte un catalyseur d'oxydation dé- signé par la référence générale 6, disposé en amont d'un filtre à particules dési gné par la référence générale 7, disposé dans la ligne d 'échappement. Le moteur est également associé à un système d'alimentation com mune en carburant des cylindres de celui-ci. Ce système est désigné par la réfé- rence générale 8 sur cette figure et comporte par exemple des injecteurs à com mande électrique associés à ces cylindres. Dans l'exemple de réalisation représenté, le moteur est 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 13 et reliée à des moyens d'alimentation en carburant désignés par la référence générale 14, com- prenant par exemple une pompe à haute pression. Ces moyens d'alimentation sont reliés à un réservoir de 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 la 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 par exemple tout calculateur approprié 18 associé à des moyens de stockage d'informations 19, et raccordé en entrée à différents moyens d'acquisition d'informations relatives à différents paramètres de fonctionnement de ce moteur et de ces organes, ce cal culateur étant alors adapté pour contrôler le fonctionnement des moyens d'admission, des moyens de recyclage, du turbocompresseur et/ou du système d'alimentation pour contrôler le fonctionnement du moteur et notamment le cou ple 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 un capteur de pression différentielle 20 aux bornes du catalyseur et du filtre à particules, res pectivement 6 et 7, à des capteurs de température 21,22 et 23, respectivement en amont du catalyseur, entre ce catalyseur et le filtre à particules et en aval de ce filtre à particules dans la ligne d'échappement. Le calculateur peut également recevoir une information de teneur en oxygène des gaz d'échappement à partir d'une sonde Lambda X, désignée par la référence générale 24 sur cette figure, intégrée dans la ligne d'échappement. En sortie, ce calculateur est adapté pour piloter les moyens d'admission d'air, les 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 la rampe commune et les différents injecteurs associés aux cy- lindres du moteur. En particulier, ce calculateur est adapté pour déclencher une phase de 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. Les particules émises par le moteur au cours de son fonctionnement sont en effet piégées dans le filtre à particules. II convient alors de régénérer ce- lui-ci régulièrement par combustion de ces particules. Les moyens de contrôle 17 comprennent des moyens de détermina- tion de la charge en particules du filtre 7. Ces moyens de détermination sont formés par le calculateur 18 relié au capteur de pression différentielle 20 disposé aux bornes du filtre à particules 7. Celui-ci délivre en effet une information représentative de la charge globale du filtre, la pression différentielle aux bornes du filtre étant fonction de sa charge. Les moyens de contrôle 17 comprennent également des moyens d'estimation de la charge du filtre en résidus autres que les particules, qui com prennent par exemple des moyens de cumul des dépôts de résidus sur le filtre. Ces moyens sont également formés par le calculateur 18. Ces résidus autres peuvent comporter par exemple des cendres, de l'huile, l'additif ajouté au carburant, etc.. Cette charge en résidus autres peut être estimée et cumulée au cours du fonctionnement du moteur du véhicule, par le calculateur 18, pour obtenir en continu ou de façon périodique, une estimation de la charge. A partir de ces informations de charge globale du filtre à particules 7 délivrée par le capteur de pression différentielle 20 et de charge en résidus au tres que les particules estimée par le calculateur 18, les moyens de contrôle 17 et plus particulièrement le calculateur 18 sont alors adaptés pour calculer la charge en particules du filtre à un moment donné, ce qui permet d'optimiser le déclenchement de la régénération de ce filtre, pour soustraction de la charge en résidus de la charge globale. REVENDICATION Système d'aide à la régénération d'un filtre à particules intégré dans une ligne d'échappement d'un moteur Diesel de 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 gaz 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 la 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 du fonctionnement des moyens d'admission, des moyens de recyclage, du turbocompresseur et/ou du système d'alimentation pour pivoter 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 multiples de carburant dans les cylindres du moteur pendant leur phase de détente, et en ce que les moyens de contrôle (17) comprennent des moyens (18) de détermination de la charge en particules du filtre raccordés à un capteur de pression différentielle (20) disposé aux bornes du filtre à particules (7) et adapté pour délivrer une information représentative de la charge globale du filtre, des moyens (18) d'estimation de la charge du filtre en résidus autres que ces particules, et des moyens (18) de calcul de la charge du filtre particules à partir de la charge globale et de la charge en résidus autres.