Brevet FR2809770A1 — publié le 20011207

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, I'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, sous la forme d'au moins une injection pilote et une injection principale de carburant, comportant des injecteurs à commande électrique associés à ces cylindres, - 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 contrôler 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 sont adaptés pour déclencher ladite injection pilote de carburant dans une plage du cycle moteur s'étendant entre 40 avant le point mort haut et 10 après celui-ci, ladite injection principale entre 25 avant le point mort haut et 20 après celui-ci et les injections multiples entre 10 après le point mort haut du moteur et 180 après celui-ci. 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. De façon classique, le carburant est injecté dans chaque cylindre sous la forme d'au moins une injection pilote et une injection principale de carburant décalées dans le cycle moteur. 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 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. Il convient alors de régénérer ce- lui-ci régulièrement par combustion de ces particules. Les moyens de contrôle 17 sont alors adaptés pour provoquer ladite injection pilote de carburant dans une plage du cycle moteur s'étendant entre 40 avant le point mort haut et 10 après celui-ci, ladite injection principale entre 25 avant le point mort haut et 20 après celui-ci et les injections multiples entre 10 après le point mort haut du moteur et 180 après celui-ci. On notera que les injections pilote et principale peuvent être retardées ou non dans le cycle moteur selon qu'une phase de régénération du filtre à parti- cules est déclenchée ou non. Dans le cas o une régénération est déclenchée, les injections pilote et principale peuvent donc être déphasées dans le cycle moteur par rapport à un fonctionnement sans régénération. De plus, l'écart entre les injections pilote et principale peut ou non être constant selon que la phase de régénération est déclenchée ou non. Ces injections tardives permettent alors d'augmenter la température des gaz d'échappement pour favoriser le déclenchement de la régénération du filtre. 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 celuici, - 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, sous la forme d'au moins une injection pilote et une injection princi- pale de carburant, comportant des injecteurs à commande électrique (9,10, 11,12), associés 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 contrôler 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) sont adaptés pour déclencher ladite injection pilote de carburant dans une plage du cycle moteur s'étendant entre 40 avant le point mort haut et 10 après celui-ci, ladite injection principale entre 25 avant le point mort haut et 20 après celui-ci et les injections multiples entre 10 après le point mort haut et 180 après celui-ci. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les injec- tions pilote et principale sont décalées dans le cycle moteur lorsqu'une phase de régénération est déclenchée par rapport à un fonctionnement sans régénération. 3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'écart entre les injections pilote et principale est constant, qu'une régénération soit dé- clenchée ou non.