Brevet FR2807471A1 — 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- 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 le fonctionnement des moyens d'ajout d'additif est piloté par des moyens de commande recevant en entrée une information issue de moyens de détermination de la teneur du carburant en additif afin de piloter les moyens d'ajout pour asservir cette teneur à une valeur prédéterminée. L'invention sera mieux comprise à la lecture de 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 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 générale 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 electrique, 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 reliée à des moyens d'alimentation en carburant désignés par la référence génerale 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 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 capteur de pression différentielle 20 aux bornes du catalyseur et du filtre particules, res pectivement 6 et 7, et à des capteurs de température 21,22 et respective ment 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 reçoit également une information de teneur en oxygène des gaz en sortie du moteur à partir d'une sonde Lambda a, proportionnelle dési- gnée par référence générale 24 sur cette figure, associée à la ligne d'échappement. sortie, ce calculateur est adapté pour piloter les moyens d'admission d'air, les moyens de recyclage de gaz d'échappement, le turbocom presseur, 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. 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 moteur pendant leur phase de détente. particules émises par le moteur au cours de son fonctionnement sont en effet piégées dans le filtre à particules. Il convient alors de régénerer ce lui-ci régulièrement par combustion de ces particules. Avantageusement, les moyens 4 de recyclage gaz d'échappement du moteur en entrée de celui-ci comprennent une électrovanne proportionnelle qui est pilotée par les moyens de contrôle 17 en fonction in formations delivrées par la sonde Lambda @,, proportionnelle 24, pour réguler le recyclage gaz d'échappement en entrée du moteur, lors de la phase ré génération filtre à particules. Ceci permet alors notamment de mieux contrôler le déroulement la régénération filtre par combustion des particules. 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 des gaz en entrée moteur. fonctionnement des moyens d'ajout d'additif est piloté par moyens commande recevant en entrée une information issue de moyens de détermination de la teneur du carburant en additif afin de piloter les moyens d'ajout pour asservir cette teneur à une valeur prédéterminée. fait, une pompe doseuse désignée par la référence générale sur cette figure, peut être interposée entre le réservoir auxiliaire 16 dans lequel est placé l'additif et le réservoir de carburant 15 de ce véhicule. fonctionnement de cette pompe est alors piloté exemple par les moyens contrôle 17 qui forment les moyens de commande sont raccordés à des moyens d'analyse désignés par la référence générale et associés au réservoir carburant 15, pour déterminer la teneur du carburant en additif. moyens d'analyse désignés par la référence genérale 26 sont par exemple formés par des moyens optoélectroniques d'analyse caractéristi ques de transmission/absorption d'un faisceau lumineux par mélange carbu- rant-additif contenu dans le réservoir. cet effet, ces moyens d'analyse 26 comprennent moyens d'émission et des moyens de réception 28 d'un faisceau lumineux dans une portion du reservoir à travers le mélange carburant-additif. II en effet été constaté que la teneur en additif ce mélange, est proportionnelle à ses caractéristiques de transmission/absorption tel fais ceau. moyens d'émission et de réception du faisceau comprennent par exemple diode électroluminescente et une photodiode adaptées pour fonc tionner sur base d'un rayonnement infrarouge. Ceci permet alors aux moyens de contrôle 17 de piloter le fonctionne ment de la pompe doseuse 25 pour asservir cette teneur en additif du mélange à une valeur prédéterminée. conçoit alors qu'une telle structure en boucle fermée, permet d'améliorer précision de cette teneur. plus, une telle structure permet de s'affranchir la mesure du volume de carburant ajouté à chaque opération de remplissage réservoir. va de soi bien entendu que d'autres modes de réalisation encore d'un tel dispositif 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 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 cylindres du moteur, comportant des injecteurs à commande électrique (9,1 11,12), as sociés à ces cylindres, - des moyens (16,25) d'ajout au carburant d'un additif destiné à se déposer sur le filtre à particules (7) pour abaisser la température 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 moyens d'admission, des moyens de recyclage, du turbocompresseur et/ou système d'alimentation pour piloter le fonctionnement du moteur, ces moyens étant en outre adaptés pour déclencher une phase de régénération du filtre particules par combustion des particules piégées dans celui-ci en enclenchant phase d'injections multiples de carburant dans les cylindres du moteur pendant leur phase de détente, et en ce que le fonctionnement des moyens d'ajout d'additif (16,25) est piloté par des moyens de commande (17) recevant en entrée une information issue de moyens (26) de détermination de la teneur du carburant en additif afin de piloter les moyens d'ajout pour asservir cette teneur à valeur prédéterminée. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que moyens d'ajout comprennent une pompe doseuse (25) interposée entre le reservoir de carburant (15) et un réservoir auxiliaire (16) dans lequel est placé l'additif. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce les moyens (26) de détermination de la teneur du carburant en additif comprennent des moyens d'analyse des caractéristiques de transmission/absorption fais ceau lumineux par le mélange carburant-additif contenu dans le réservoir. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que moyens d'analyse comprennent des moyens (27) d'émission d'un faisceau lumineux et des moyens (28) de réception de celui-ci à travers le mélange carburant-additif contenu dans le réservoir. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que moyens d'émission comprennent une diode électroluminescente et les moyens récep tion une photodiode. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que moyens d'émission de réception sont adaptés pour fonctionner sur la base rayon nement infrarouge.