Brevet FR2877394A1 — publié le 20060505

La présente invention concerne un système d'estimation de la charge en suies d'un filtre à particules. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un tel système d'évaluation de la charge d'un filtre à particules intégré dans une ligne 5 d'échappement d'un moteur Diesel de véhicule automobile. On sait en effet que lors de leur fonctionnement, les moteurs de ce type émettent des particules qui sont piégées dans un filtre. Celui-ci s'encrasse alors progressivement, augmentant ainsi la contre-pression dans la ligne d'échappement et il est alors nécessaire de régénérer ce filtre périodiquement. A cet effet, on déclenche un mode de fonctionnement du moteur en régénération du filtre à particules, dans lequel on utilise des injections multiples de carburant dans les cylindres du moteur, sous la forme de pré-injection ou injection pilote, injection principale et postinjection. Ces différentes injections permettent alors d'augmenter le niveau thermique des gaz d'échappement en provoquant notamment une postcombustion lors de la phase de détente du cycle moteur et une postcombustion catalytique des hydrocarbures imbrûlées, sur un catalyseur d'oxydation, placé par exemple en amont du filtre à particules. Cependant, au-delà d'une certaine quantité de suies piégée dans le filtre, il existe un risque de casse du filtre en raison des contraintes thermomécaniques engendrées par la combustion des suies. Pour éviter cette casse du filtre, c'est-à-dire limiter les contraintes thermomécaniques, on définit une quantité maximale de suies par litre de filtre à ne pas dépasser, cette quantité maximale étant appelée MSL pour masse limite en suies. Afin de respecter ce critère MSL, il est donc nécessaire d'estimer la quantité de suies stockée dans le filtre à particules pour le régénérer au moment approprié. II existe déjà dans l'état de la technique, plusieurs solutions pour esti30 mer cette charge en suies dans un filtre à particules. Ainsi par exemple, une solution consiste à utiliser la contre-pression aux bornes du filtre à particules, qui donne une image de la charge du filtre. Le problème est que pour une même contre-pression, on peut avoir plusieurs charges en suies différentes suivant le type de roulage effectué. Une autre solution consiste à utiliser une reconnaissance du type de roulage et en fonction par exemple de cinq types de roulage, on associe alors des émissions en suies élémentaires. Le problème de cette solution est qu'elle est longue à mettre au point et nécessite beaucoup de roulages et d'essais sur banc à rouleaux. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes. A cet effet, l'invention a pour objet un système d'évaluation de la charge en suies d'un filtre à particules intégré dans une ligne d'échappement d'un moteur Diesel de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte: - des moyens de stockage d'une cartographie préétablie d'émission élémentaire de suies pour chaque point de fonctionnement en régime/charge du moteur; - des moyens d'acquisition du point de fonctionnement courant du moteur pour déterminer une émission élémentaire correspondante de suies; et - des moyens de cumul de ces émissions élémentaires au cours du fonctionnement du moteur, pour déterminer la charge en suies du filtre à particules. Suivant d'autres caractéristiques: - il comporte en outre des moyens de correction de l'émission élémen- taire déterminée; - les moyens de correction comprennent des moyens de correction en fonction de la pression atmosphérique; - les moyens de correction comprennent des moyens de correction en fonction de la température d'air dans l'environnement du véhicule; et - les moyens de correction comprennent des moyens de correction en fonction de la température du liquide de refroidissement du moteur du véhicule. 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 annexé, qui représente un schéma synoptique illustrant la structure et le fonction- nement d'un système d'estimation selon l'invention. On a en effet illustré sur cette figure, un système d'estimation de la charge en suies d'un filtre à particules intégré dans une ligne d'échappement d'un moteur Diesel de véhicule automobile. En fait, ce système comporte des moyens de stockage d'une cartographie préétablie d'émission élémentaire de suies pour chaque point de fonctionnement en régime/charge du moteur. Ces moyens de stockage sont désignés par la référence générale 1 sur cette figure et permettent alors, à partir de moyens d'acquisition du point de fonctionnement courant du moteur, en régime et en charge, de déterminer une émission élémentaire correspondante de suies. Des moyens de cumul de ces émissions élémentaires, au cours du fonctionnement du moteur, sont alors utilisés pour déterminer la charge en suies du filtre à particules. Ces moyens de cumul sont désignés par la référence générale 2 et comportent en fait des moyens d'addition d'une valeur élémentaire déterminée à la quantité cumulée précédemment, stockée par exemple dans des moyens de mémorisation 3. Ainsi, les moyens de stockage de cartographie permettent de stocker sur l'ensemble du champ moteur, les émissions élémentaires en particules, pour les différents points de fonctionnement en stabilisé de celui-ci. Sur banc moteur, on est en effet capable pour chaque point de fonctionnement en régime et charge, de connaître les émissions en suies, par exem- ple en g/sec. Une telle cartographie est en effet relativement intéressante dans la mesure où elle permet de réduire considérablement la phase de mise au point du système. Il suffit en effet de disposer d'un voire de deux moteurs, pour des questions de dispersion entre moteurs, d'un banc moteur et de moyens d'analyse de particules pour obtenir la calibration de la cartographie. Une fois cette calibration de cartographie effectuée, celle-ci peut être utilisée pour toutes les applications utilisant ce moteur. De plus, des moyens de correction des émissions élémentaires déter- minées peuvent être utilisés. Ainsi par exemple, ces moyens de correction peuvent comporter des moyens de correction en fonction de la pression atmosphérique, tels que désignés par la référence générale 4 sur cette figure, des moyens de correction en fonction de la température d'air dans l'environnement du véhicule, désignés par la référence générale 5 et des moyens de correction en fonction de la température du liquide de refroidissement du moteur du véhicule, tels que désignés par la référence générale 6. Ces différentes corrections sont alors appliquées en sortie des moyens 5 de détermination des émissions élémentaires au niveau d'un correcteur désigné par la référence générale 7. Bien entendu, d'autres dispositions encore peuvent être envisagées. On conçoit alors qu'un tel système présente un certain nombre d'avantages, notamment au niveau de sa simplicité de mise en oeuvre. REVENDICATIONS 1. Système d'évaluation de la charge en suies d'un filtre à particules intégré dans une ligne d'échappement d'un moteur Diesel de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte: - des moyens (1) de stockage d'une cartographie préétablie d'émission élémentaire de suies pour chaque point de fonctionnement en régime/charge du moteur; - des moyens d'acquisition du point de fonctionnement courant du moteur pour déterminer une émission élémentaire correspondante de suies; et - des moyens (2,3) de cumul de ces émissions élémentaires au cours du fonctionnement du moteur, pour déterminer la charge en suies du filtre à parti-cules. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens (7) de correction de l'émission élémentaire déterminée. 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de correction comprennent des moyens de correction (4) en fonction de la pression atmosphérique. 4. Système selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de correction comprennent des moyens de correction (5) en fonction de la température d'air dans l'environnement du véhicule. 5. Système selon l'une quelconque des revendications 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que les moyens de correction comprennent des moyens de cor-rection (6) en fonction de la température du liquide de refroidissement du moteur du véhicule.