Brevet FR2897650A1 — publié le 20070824

L'invention concerne les véhicules automobiles dont les moteurs sont associés à des filtres à particules. On sait que les filtres à particules équipant les moteurs diesel fonctionnent selon une alternance de phases de stockage appelées phases de chargement et de phases de déstockage appelées régénération. Au cours de la phase de chargement, le moteur fonctionne normalement et le filtre se charge en particules provenant des gaz d'échappement. Au cours de la phase de régénération, les particules ainsi stockées sont éliminées du filtre pour le régénérer. Les phases de régénération sont généralement provoquées par une modification des conditions de combustion du moteur obtenue par une commande spécifique. Le basculement sur ce réglage spécifique est souvent possible mais son recours doit être limité car il peut être pénalisant pour l'utilisateur (surconsommation de carburant par exemple) et présenter certains risques pour la durée de vie du moteur (dilution de carburant dans l'huile par exemple). Les conditions d'utilisation du véhicule au moment de la régénération influencent beaucoup l'ampleur de ces conséquences. On recherche donc en général les conditions les plus favorables pour déclencher la régénération, et 20 ce le moins souvent possible. Mais la régénération doit intervenir avant que les capacités maximales de stockage du filtre soient atteintes afin d'éviter son endommagement irréversible. On parle ainsi d'un chargement limite avant lequel le filtre doit être régénéré. Et à cet égard, les conditions d'utilisation du 25 véhicule influencent la vitesse d'accumulation des suies dans le filtre, grandeur qui correspond à la vitesse de chargement. Par conséquent, la gestion d'un filtre à particules suppose : - de limiter quantitativement la durée de fonctionnement en mode de régénération afin d'en contrôler les conséquences néfastes ; 30 - d'être sélectif dans le choix des conditions de roulage pour réaliser les régénérations ; et 2 - de s'assurer que la régénération pourra toujours être réalisée avant d'atteindre la limite de chargement tolérable par le filtre. A cet égard, il est connu d'associer à un moteur des moyens de commande électroniques permettant de conjuguer : - une estimation de la masse de suie accumulée dans le filtre (ou de la distance parcourue depuis la dernière régénération) ; et - une analyse des conditions de roulage courante du véhicule, pour décider de l'opportunité ou non de modifier les conditions de fonctionnement du moteur. Le document FR-2 816 357 décrit ainsi un procédé dans lequel les conditions de roulage du véhicule sont prises en compte pour le déclenchement de la régénération. Toutefois, un tel automate fonde ses décisions sur la comparaison de deux informations qui, sans être totalement indépendantes, ne sont pas exprimées dans le même référentiel. En effet, l'estimation de la charge accumulée concerne le système local constitué par le filtre tandis que l'analyse des conditions de roulage courantes concerne le système formé par le véhicule. Il est donc difficile de les comparer directement. Par ailleurs, l'interprétation de ces deux informations, à savoir le niveau de charge estimé et l'analyse des conditions de roulage courantes, peut s'avérer mal adaptée à certaines circonstances d'utilisation du véhicule. Par exemple, si la charge accumulée dans le filtre atteint 80% de la limite tolérable, un automate classique en déduira qu'il est urgent d'agir pour réduire cette charge, même au prix de conditions de roulage éventuellement peu favorables. Cette réponse est certainement appropriée dans le cas où cette masse est en train d'augmenter régulièrement et rapidement. En revanche, si cette masse est presque stabilisée depuis plusieurs centaines de kilomètres, il faudrait plutôt en déduire que les conditions d'utilisation courantes du véhicule conduisent à un état stable du système à ce niveau-là et qu'il n'y a pas d'urgence à agir tant que ces conditions n'évoluent pas. Mais les automates classiques ne sont pas adaptés à effectuer de tels arbitrages. 3 Un but de l'invention est donc d'optimiser la commande des phases de régénération. A cet effet, on prévoit selon l'invention un procédé de commande d'un moteur de véhicule associé à un filtre à particules, dans lequel on détermine une valeur représentative d'une autonomie du moteur jusqu'à ce que soit atteinte une limite prédéterminée de chargement du filtre. Le procédé selon l'invention pourra présenter en outre au moins l'une quelconque des caractéristiques suivantes : - la valeur est un nombre de kilomètres restant à parcourir jusqu'à 10 atteindre la limite ; - on détermine une valeur représentant un niveau de charge instantané du filtre ; - on détermine une valeur représentant une vitesse de chargement instantanée du filtre, par exemple en calculant une moyenne de la vitesse ou 15 en filtrant la vitesse ; - on détermine la valeur de vitesse en prenant en compte un profil de roulage courant précléterminé du véhicule ; - on rapporte la valeur de niveau de charge à la valeur de vitesse de chargement ; 20 - on prend en compte une valeur de vitesse de déplacement du véhicule ; et - on détermine l'opportunité de déclencher ou pas une phase de régénération du filtre en fonction de la valeur d'autonomie. On prévoit enfin selon l'invention un véhicule comprenant un moteur 25 et un filtre à particules, ainsi que des moyens de commande du moteur aptes à déterminer une valeur représentative d'une autonomie du véhicule jusqu'à ce que soit atteinte une limite prédéterminée de chargement du filtre. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description suivante d'un mode préféré de réalisation donné à 30 titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés sur lesquels : 4 - la figure 1 est un schéma symbolisant un véhicule selon l'invention ; et - la figure 2 est un diagramme relatif aux valeurs intervenant dans le présent mode préféré de mise en oeuvre du procédé de l'invention. En référence à la figure 1, le véhicule 2 selon l'invention comprend un moteur à combustion interne diesel 4 associé à une ligne d'échappement 6 comprenant notarnment un filtre à particules 8. Le véhicule comprend une unité de commande électronique 10 reliée entre autres, au moteur 4 et au filtre à particules 8 de façon à obtenir certaines valeurs relatives au fonctionnement de ces organes et à commander leur fonctionnement. Les principes régissant l'obtention de ces valeurs ainsi que la commande de ces organes sont connus en eux-mêmes et ne seront pas décrits ici en détail. On insistera seulement dans la suite sur les aspects du fonctionnement concernant la présente invention. Dans le cadre de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, on suit l'accumulation de la charge dans le filtre à particules 8, durant la phase de chargement, depuis la dernière phase de régénération du filtre. Le suivi de cette charge permet d'estimer une vitesse de chargement du filtre à particules. Plusieurs solutions sont envisageables pour le calcul de 2 0 cette vitesse. Une première solution consiste à calculer l'écart entre la charge courante (que l'on sait déterminer par des moyens classiques) et la charge relevée à un kilométrage de référence du véhicule et à ramener cet écart aux kilomètres parcourus depuis la référence en question. 25 Une deuxième solution consiste à calculer une moyenne glissante de la vitesse de chargement instantanée sur une période ajustée. Une troisième solution consiste à filtrer la vitesse de chargement instantanée sur une période ajustée. La valeur de vitesse de chargement résultant de ce calcul pourra être 30 pondérée ou corrigée en tenant compte d'un profil de roulage courant suivi par le conducteur. Il s'agira par exemple d'identifier à quel profil de roulage s'apparentent les circonstances de conduite actuelles du véhicule parmi différents profils de roulage prédéterminés stockés dans la mémoire des moyens de commande 10. On calcule ensuite la différence entre une valeur limite de charge 5 prédéterminée correspondant à la valeur à ne pas dépasser pour préserver le bon fonctionnement du filtre et la charge instantanée du filtre. On divise cette différence par la vitesse de chargement calculée précédemment. Ce calcul permet d'obtenir une valeur de durée qui, au moyen de la vitesse de roulage du véhicule, permet de déterminer une estimation de la distance que le véhicule peut encore probablement parcourir sans modification du fonctionnement du moteur, c'est-à-dire sans amorcer une phase de régénération. Cette valeur est représentative de l'autonomie du moteur et du véhicule jusqu'à ce que soit atteinte la limite prédéterminée de chargement du filtre. Cette information sera utilisée par les moyens de commande 10 afin de mieux apprécier les conditions de roulage courantes et de décider d'agir ou non sur le fonctionnement du moteur et permettre ainsi à l'automate de contrôle moteur de prendre les décisions les plus optimisées en matière de déclenchement de la régénération. Conformément au procédé de l'invention, on complète donc l'information du niveau de charge atteint dans le filtre par une estimation d'une valeur d'autonomie telle que le nombre de kilomètres restant à parcourir avant d'atteindre la charge limite. On parlera alors non plus simplement de masse accumulée dans le filtre mais d'autonomie probablement disponible restante avant d'atteindre la charge limite. Cette autonomie est estimée à partir du niveau de charge supposé par rapport à la limite et de l'évaluation de la vitesse de chargement courante du filtre. Dans le cadre de l'invention, pour un même niveau de charge du filtre, deux vitesses de chargement très différentes vont conduire à des estimations d'autonomie disponibles de quelques dizaines de kilomètres pour une vitesse 6 de chargement très rapide et de plusieurs centaines de kilomètres pour une vitesse de chargement très lente. La connaissance de cette information permet alors effectivement d'évaluer avec plus d'objectivité le niveau de criticité de la charge atteinte et 5 donc le niveau d'urgence à mettre en oeuvre ou pas une adaptation des conditions de fonctionnement du moteur. On a ainsi illustré à la figure 2 trois échelles 12, 14 et 16 représentant respectivement le niveau de chargement atteint dans le filtre, l'autonomie probablement disponible restante et l'appréciation des conditions 10 de roulage courantes. L'échelle 12 est graduée entre un niveau vide et une limite à ne pas dépasser pour la charge dans le filtre. L'échelle 14 est graduée entre une autonomie de plusieurs milliers de kilomètres et de quelques kilomètres seulement. L'échelle 16 représente à différents niveaux les conditions de roulage sous l'angle de leur compatibilité avec une phase 15 de régénération entre des conditions considérées comme exceptionnelles et des conditions considérées comme très pénalisantes. Par exemple, si l'autonomie évaluée est faible alors que les conditions d'utilisation courantes sont rares et très favorables, l'automate décidera d'en profiter pour intervenir sur le fonctionnement du moteur et 20 provoquer une régénération. A l'inverse, si l'autonomie mesurée est confortable alors que les conditions d'utilisation sont certes assez acceptables mais régulièrement rencontrées, une modification immédiate des conditions de fonctionnement du moteur ne sera désormais plus retenue par l'automate. 25 On pourra ainsi mieux évaluer le niveau de l'intérêt des conditions de roulage courantes au regard de l'autonomie probablement disponible restante. Les deux sources d'information 14 et 16 de l'automate appartiennent désormais au même référentiel, celui du véhicule, ce qui facilite leur comparaison. On pourra donc recourir au plus juste aux 30 adaptations des conditions de fonctionnement du moteur et limiter ainsi leurs conséquences néfastes. 7 L'obtention de la valeur d'autonomie permet, en liaison avec la prise en compte du niveau de charge atteinte dans le filtre et de l'appréciation des conditions de roulage courantes, de décider ou pas du déclenchement d'une phase de régénération. C'est donc les valeurs positionnées sur les trois échelles 12, 14 et 16 qui permettent de prendre cette décision. Bien entendu, on pourra apporter à l'invention de nombreuses modifications sans sortir du cadre de celle-ci. La valeur représentative de l'autonomie pourrait être exprimée autrement que comme une distance, par exemple au moyen d'une période restante d'autonomie. REVENDICATIONS 1. Procédé de commande d'un moteur (4) de véhicule associé à un filtre à particules (8), caractérisé en ce qu'on détermine une valeur représentative d'une autonomie du moteur jusqu'à ce que soit atteinte une limite prédéterminée de chargement du filtre. 2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la valeur est un nombre de kilomètres restant à parcourir jusqu'à atteindre la limite. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on détermine une valeur représentant un niveau de charge instantané du filtre. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on détermine une valeur représentant une vitesse de chargement instantanée du filtre, par exemple en calculant une moyenne de la vitesse ou en filtrant la vitesse. 5. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'on détermine la valeur de vitesse en prenant en compte un profil de roulage courant prédéterminé du véhicule. 25 6. Procédé selon la revendication 3 et l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce qu'on rapporte la valeur de niveau de charge à la valeur de vitesse de chargement. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, 30 caractérisé en ce qu'on prend en compte une valeur de vitesse de déplacement du véhicule. 20 5 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on détermine l'opportunité de déclencher ou pas une phase de régénération du filtre en fonction de la valeur d'autonomie. 9. Véhicule (2) comprenant un moteur (4) et un filtre à particules (8), caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de commande (10) du moteur aptes à déterminer une valeur représentative d'une autonomie du véhicule jusqu'à ce que soit atteinte une limite prédéterminée de chargement du filtre. 10