Brevet FR2828710A1 — publié le 20030221

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. Un filtre de ce type est destiné à piéger les particules des gaz d'échappement du moteur. Ces particules se déposent alors sur ce filtre et celui-ci doit être régénéré périodiquement par combustion de ces particules. Différents moyens d'aide à la régénération de ce filtre ont déjà été développés dans l'état de la technique. D'une façon générale, il convient de porter ces particules à une température dite de combustion. A cet effet, on a développé des systèmes qui permettent par exemple d'augmenter la température des gaz d'échappement des moteurs des véhicules. Ainsi par exemple, on a développé des moyens de contrôle d'un système d'alimentation en carburant de ce moteur, pour réaliser des post-injections de carburant pendant la phase de détente des cylindres de celui-ci. D'autres systèmes consistent à utiliser des moyens pour modifier la charge mécanique sur le moteur afin de l'amener à un point de fonctionnement optimisé pour la régénération du filtre à particules. En effet, une augmentation de charge du moteur se traduit par une augmentation de la température des gaz d'échappement de celui-ci. Un exemple de modification de charge du moteur, consiste à modifier la consommation électrique sur le réseau de bord du véhicule en déclenchant le fonctionnement d'organes électriques du véhicule, ce qui se traduit par une modification de la puissance électrique demandée à l'alternateur et donc de la charge mécanique appliquée par celui-ci sur le moteur. Le but de l'invention est de proposer une variante de réalisation de tels moyens de charge du moteur. 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, du type comportant des moyens de charge de moyens de stockage d'énergie, associés au moteur, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de pilotage des moyens de charge, pour, lors de la détection d'un besoin de régénération du filtre à particules, dans un premier temps, réguler le fonction- nement des moyens de charge afin d'atteindre et de maintenir un niveau d'énergie minimum dans les moyens de stockage, puis dans un second temps, faire fonctionner ces moyens de charge normalement afin de recharger les moyens de stockage d'énergie et faire varier la charge mécanique appliquée par les moyens de charge sur le moteur pour amener celui-ci à un point de fonctionnement optimisé pour la régénération du filtre. 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 aux dessins annexés sur lesquels : - la Fig. 1 représente un schéma synoptique illustrant la structure d'un système d'aide selon l'invention ; et - la Fig. 2 illustre le fonctionnement de celui-ci. On a en effet représenté sur cette figure 1, un système d'aide à la régénération d'un filtre à particules désigné par la référence générale 1 sur cette figure, intégré dans une ligne d'échappement 2 d'un moteur Diesel de véhicule automobile, désigné par la référence générale 3. Le moteur 3 est associé à des moyens de charge 4 de moyens de stockage d'énergie 5 à bord du véhicule, les moyens de charge étant reliés à, et entraînés par le moteur. Ces moyens de charge peuvent par exemple comporter un alternateur de transformation d'une énergie mécanique délivrée par le moteur en énergie électrique, destinée, après passage dans des moyens de redressement, à recharger une batterie de stockage d'énergie électrique à bord du véhicule formant les moyens de stockage mentionnés précédemment. Bien entendu, des moyens de stockage d'énergie autres qu'une batterie, peuvent être envisagés, de même que des moyens de charge autres qu'un alternateur. En effet, le contrôle de moyens hydropneumatiques ou mécaniques peut également être envisagé. Dans l'exemple décrit par la suite, les moyens de charge 4 sont formés par un alternateur associé à des moyens formant redresseur et les moyens de stockage d'énergie 5 sont formés par une batterie. Ce système comporte également des moyens 6 de pilotage du fonctionnement des moyens de charge, raccordés à des moyens 7 de surveillance de l'état du filtre à particules, pour, lors de la détection d'un besoin de régénération de celui-ci, dans un premier temps, réguler le fonctionnement des moyens de charge afin d'atteindre et de maintenir un niveau d'énergie minimum dans les moyens de stockage, puis dans un second temps, faire fonctionner ces moyens de charge normalement afin de recharger les moyens de stockage d'énergie et donc faire varier la charge mécanique appliquée par ces moyens de charge sur le moteur, pour amener celui-ci à un point de fonctionnement optimisé pour la régénération du filtre. On notera à cet égard que les moyens de stockage d'énergie 5 sont reliés à un ou plusieurs consommateurs du véhicule désignés par la référence générale 8. Les moyens de pilotage 6 sont formés par tout ou partie d'un calculateur approprié. On conçoit alors que lors de la détection d'un besoin en régénération du filtre à particules, un tel système rend volontairement le bilan énergétique par exemple électrique, négatif, en provoquant la décharge des moyens de stockage d'énergie par exemple électrique 5, en réduisant la fourniture d'énergie à partir des moyens de charge de ceux-ci. Les moyens de stockage d'énergie 5 se déchargent alors à travers le ou les consommateurs 8 jusqu'à atteindre un niveau minimum d'énergie. Une fois ce niveau atteint, une information est délivrée vers des moyens de déclenchement de la régénération du filtre pour indiquer que le système est prêt et le niveau minimum est maintenu par les moyens de charge. Les moyens 6 pilotent alors les moyens de charge selon un fonctionnement normal pour assurer la recharge des moyens de stockage d'énergie. Ceci permet de faire varier la charge mécanique appliquée par les moyens de charge 4 sur le moteur, afin d'amener celui-ci à un point de fonctionnement optimisé pour la régénération du filtre, cette augmentation de charge se traduisant par une augmentation de la température des gaz d'échappement issus de celui-ci afin d'amener les particules piégées sur le filtre à leur température de combustion. Ce fonctionnement est illustré sur la figure 2 où l'on peut définir quatre modes de fonctionnement du système qui sont notés respectivement A, B, C et D. Le premier mode de fonctionnement A est un mode de fonctionnement dans lequel le pilotage des moyens de charge 4 est assuré en fonction des besoins en énergie du véhicule. Ces moyens de charge sont alors pilotés de manière à maintenir l'énergie stockée dans les moyens de stockage d'énergie 5 à un niveau correspondant à une zone cible. Lors de la détection d'un besoin en régénération du filtre à particules, une information désignée par b1 est émise indiquant ce besoin au système. Ceci déclenche l'émission d'un ordre de commande c1 destiné à rendre le bilan énergétique de l'ensemble, négatif, mode de fonctionnement B, par exemple en coupant les moyens de charge 4, ce qui amène les moyens de stockage d'énergie 5 à se décharger à travers les consommateurs 8 du véhicule jusqu'à atteindre un niveau minimum d'énergie. Une fois ce niveau atteint, mode de fonctionnement C, une information a est émise vers les moyens de déclenchement de la régénération du filtre pour indiquer que le système est prêt. Le niveau minimum d'énergie est maintenu au niveau des moyens de stockage d'énergie à partir d'un ordre désigné par c2 sur cette figure, jusqu'à l'émission d'un ordre c3, permettant de commander les moyens de charge 4 afin qu'ils fonctionnent selon un mode normal, mode de fonctionnement D, pour assurer la recharge des moyens de stockage d'énergie 5 comme cela est illustré. Comme cela a été indiqué, ceci permet de faire varier la charge mécanique sur le moteur pour la régénération du filtre. Une fois celle-ci terminée, un ordre b2 est émis pour repasser en mode de fonctionnement normal. Bien entendu, ce système peut être couplé à des systèmes complémentaires d'aide à la régénération comme par exemple des moyens d'alimentation en carburant permettant des post-injections lors de la phase de détente des cylindres. Il va de soi bien entendu que d'autres modes de réalisation encore peuvent être envisagés. REVENDICATIONS 1. Système d'aide à la régénération d'un filtre à particules (1) intégré dans une ligne d'échappement (2) d'un moteur Diesel (3) de véhicule automobile, du type comportant des moyens (4) de charge de moyens de stockage d'énergie (5), associés au moteur (3), caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (6) de pilotage des moyens de charge (4), pour, lors de la détection d'un besoin de régénération du filtre à particules, dans un premier temps, réguler le fonctionnement des moyens de charge (4) afin d'atteindre et de maintenir un niveau d'énergie minimum dans les moyens de stockage (5), puis dans un second temps, faire fonctionner ces moyens de charge normalement afin de recharger les moyens de stockage (5) d'énergie et faire varier la charge mécanique appliquée par les moyens de charge (4) sur le moteur (3) pour amener celui-ci à un point de fonctionnement optimisé pour la régénération du filtre. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de charge (4) comportent un alternateur associé à des moyens formant redresseur et les moyens de stockage d'énergie (5) comprennent une batterie de stockage d'énergie électrique du véhicule.