Brevet FR2894285A1 — publié le 20070608

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de commande de la régénération d'une installation de nettoyage des gaz d'échappement de la conduite de gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne équipant un véhicule automobile, cette installation étant régénérée à des intervalles périodiques pour en éliminer au moins un composant de gaz d'échappement accumulé dans celle-ci. Selon le document DE 199 06 287 Al, on connaît un procédé de gestion d'un filtre à particules d'un moteur à combustion interne régénéré à intervalles réguliers. La régénération se fait en fonction d'une mesure de l'état de charge du filtre à particules. Sans conditionner les particules, celles- ci s'oxydent à partir d'une température de l'ordre de 550 C. Lorsqu'on atteint la température d'allumage, il se produit une réaction exothermique qui brûle les particules. Le filtre à particules se ré-génère dans ces conditions en quelques minutes. Une forte concentration en oxygène dans les gaz d'échappement augmente la vitesse de combustion. Un débit volumique de gaz d'échappement réduit se traduit par une élévation de la température augmentant également de la sorte la vitesse de combustion mais cela peut provoquer des élévations locales de température. Il peut en résulter une sollicitation excessive des matériaux si l'on diminue le débit volumique de gaz d'échappement pendant une régénération, par exemple dans un bouchon de circulation, lorsqu'on atteint par exemple l'objectif et que l'on arrête le moteur à combustion interne ou si en plus les gaz d'échappement ont une forte teneur en oxygène, par exemple lorsque le moteur à combustion interne tourne au ralenti ou en pous- sée. Des températures excessives peuvent endommager le filtre à particules. Le document DE 197 39 848 Al décrit différents procédés de fonctionnement d'un moteur à combustion interne dont le système des gaz d'échappement est équipé d'un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOR. Du fait de la capacité non illimitée d'accumulation du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote il faut prévoir une régénération intermédiaire du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOR ; cela se fait par une fourniture d'hydrocarbure et/ ou de monoxyde de carbone, par exemple produite de manière interne au moteur. On peut éliminer une ac- cumulation gênante de soufre dans le catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOR en faisant travailler ce catalyseur à température élevée avec un gaz d'échappement riche. Le document DE 198 43 859 Al décrit un procédé correspondant. On peut augmenter la température des gaz d'échappement pour amorcer la régénération des installations de nettoyage des gaz d'échappement, par exemple par l'oxydation des composants combustibles des gaz d'échappement sur une surface à effet catalytique. La surface à effet catalytique peut se trouver par exemple dans un filtre à particules. Par principe, une surface à effet catalytique existe dans un catalyseur, par exemple un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOR. Le document EP 1 222 377 B1 décrit un procédé selon le-quel un appareil de navigation équipé d'un calculateur de trajet influence la régénération d'un catalyseur accumulateur par exemple d'une installation de nettoyage de gaz d'échappement. Un appareil de commande qui influence la régénération est combiné à l'appareil de navigation qui con-naît au moins les données concernant l'emplacement actuel du véhicule et le trajet du véhicule. L'appareil de commande influence la régénération du catalyseur accumulateur en fonction de l'emplacement et du trajet, le nettoyage du catalyseur accumulateur étant fait de manière anticipée si le trajet laisse prévoir qu'il ne sera pas possible d'effectuer ultérieurement ce nettoyage. Il peut arriver qu'il faille régénérer en cours de trajet dans une zone de route qui ne convient pas pour la régénération risquant de solli- citer les matériaux de manière excessive dans le catalyseur accumulateur ou d'entraîner une régénération incomplète. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un procédé permettant de créer des conditions aussi favorables que possible pour une 25 régénération. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'on influence le calcul du trajet par la régénération nécessaire de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement. 30 Le procédé selon l'invention intervient dans le calcul du trajet pré-défini par l'utilisateur. Celui-ci fixe au moins la destination. Le calculateur de l'appareil de navigateur utilisé par l'opérateur permet d'influencer le trajet en tenant compte de la nécessité d'une régénération de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement. Cela permet une 35 meilleure régénération. Par exemple, en influençant le trajet on peut con-tourner une partie de trajet correspondant à un débit volumique de gaz d'échappement plus faible et/ ou une plus forte teneur en oxygène comme par exemple pour un trajet interurbain ou en mode de poussée. Comme déjà indiqué ci-dessus, un débit volumique de gaz d'échappement faible ou une forte teneur en oxygène peuvent provoquer au moins localement des élévations de température excessives endommageant l'installation de nettoyage de gaz d'échappement. De même qu'en influençant le trajet on peut contourner un bouchon pour lequel on aura un débit volumique de gaz d'échappement faible et une forte teneur en oxygène dans les gaz d'échappement. Les moyens supplémentaires à mettre en oeuvre pour réaliser le procédé selon l'invention sont relativement faibles car de nombreux véhicules disposent déjà d'un système de navigation avec un calculateur de trajet. Un développement prévoit d'influencer le trajet à l'aide de critères de jugement enregistrés ou calculés pour déterminer si une régénération convient. Ce moyen permet d'évaluer au moins un et de préfé-rence plusieurs trajets tenant compte de la régénération, et permettant de trouver le meilleur trajet. Le procédé selon l'invention utilise une consigne de trajet souhaité correspondant au moins à la destination et nécessitant une ré-génération de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement. L'utilisateur peut le cas échéant être lié à l'appareil de navigation. Selon un développement, il est tout d'abord prévu de pré-définir le trajet calculé. Pour cela, l'utilisateur n'est pas lié au trajet. Il n'y a pas d'interaction avec l'utilisateur. Un autre développement prévoit en revanche de proposer le trajet calculé. Ce moyen nécessite l'intervention de l'utilisateur ou opéra- teur qui accepte ou refuse la proposition. Comme critères de jugement pour évaluer le trajet, on peut notamment utiliser la durée prévisible du trajet et/ou la topologie du trajet et/ou les perturbations de circulation et/ou la consommation prévisible de carburant. Les critères de jugement supposent l'existence d'informations dans l'appareil de navigation disponibles soit après introduction du trajet souhaité soit déjà disponibles dans l'appareil de navigation ou encore chargées à partir d'un support de données et/ou par une liaison radio. Si comme critère de jugement permettant d'évaluer un tra- jet comme approprié pour une réalisation, on utilise le fait d'éviter des états de fonctionnement à faible débit volumique de gaz d'échappement et/ ou forte teneur en oxygène, il y a un risque pour l'installation de net- toyage des gaz d'échappement pendant la régénération. Dans ce cas, on évitera des trajets avec des modes de fonctionnement poussés, longs, tels que des descentes et on préférera des trajets ayant une partie importante sur autoroute et/ou sur les voies rapides. Un autre développement prévoit comme critères de juge- ment pour l'exploitation ou évaluation du trajet convenant pour une régénération, une durée résiduelle de trajet suffisante pour exécuter complètement une régénération. En outre ou en variante, à la place d'un critère de décision pré-défini ou calculé on peut décider s'il faut continuer une régénération déjà commencée ou s'il faut l'arrêter. Ces mesures per-mettent d'exécuter de manière efficace du point de vue énergétique la ré-génération de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement, prioritaire. De manière préférentielle dans ce cas on choisit un trajet sur autoroute ou sur une voie rapide correspondant à une charge importante pendant une durée prolongée, produisant une forte température des gaz 15 d'échappement pour que les moyens de chauffage, le cas échéant nécessaires pour chauffer l'installation de nettoyage des gaz d'échappement, consomment une faible énergie. Un autre développement prévoit comme critère de jugement pour évaluer un trajet comme adéquat pour une régénération et/ou pour 20 déterminer l'instant et/ ou lieu de départ de la régénération pendant ce trajet, de se fonder sur l'émission d'un rejet de matières polluantes plus important dans les gaz d'échappement pendant la régénération. La priorité est ainsi donnée à une régénération de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement, optimisée du point de vue des rejets de gaz 25 d'échappement. On peut à cet effet contourner par exemple des tunnels, des zones habitées ou certaines zones protégées telles que par exemple les zones de villégiature. Si pendant un trajet des influences telles que par exemple une information concernant un bouchon ou le souhait d'arrêter le trajet 30 nécessitent un arrêt de la régénération, le calculateur de trajet pourra arrêter une régénération commencée. Le dispositif selon l'invention de commande de la régénéra- tion d'une installation de nettoyage des gaz d'échappement installée dans le système d'échappement d'un moteur à combustion interne entraînant 35 un véhicule automobile, installation régénérée à des intervalles périodi- ques pour éliminer au moins un composant de gaz d'échappement ainsi stocké, et selon lequel on calcule un trajet pour le véhicule à partir d'une consigne, la mise en oeuvre du procédé nécessite une commande de mo- teur à combustion interne conçue de manière spéciale et un calculateur de trajet également conçu de manière spéciale. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un mode de réalisation de l'invention représenté dans le dessin annexé dans lequel l'unique figure est une vue schématique d'un moteur à combustion interne équipé d'une installation de nettoyage des gaz d'échappement. La figure unique est une vue schématique d'un moteur à combustion interne 30 équipé d'une installation de nettoyage de gaz d'échappement 35 et d'une commande 10 qui agit sur les paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne 30. Le moteur à combustion interne 30 est alimenté en air comburant par un canal d'alimentation en air 31. Le dosage du carburant peut se faire le cas échéant de manière individuelle par cylindre à l'aide d'injecteurs 32 dont un seul est re-présenté symboliquement. La dose de carburant est fixée par la commande de moteur 10. La conduite de gaz d'échappement 33 qui peut être équipée d'un recyclage de gaz d'échappement reçoit les gaz d'échappement du moteur à combustion interne 10 dans un dispositif de nettoyage de gaz d'échappement 35 ; ce dispositif comporte par exemple un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOX et/ou un filtre à particules. Le filtre à particules peut comporter un catalyseur intégré qui sert d'une part à net- toyer les gaz d'échappement et d'autre part à soutenir une réaction exothermique des composants combustibles des gaz d'échappement pour chauffer le filtre à particules. La teneur en oxygène des gaz d'échappement peut se mesurer à l'aide d'une sonde de gaz d'échappement 35 et l'information fournie à 30 la commande 10 du moteur à combustion interne. En fonction de la réalisation pratique de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement 35 il peut être nécessaire de régénérer cette installation 35. Cela est par exemple le cas d'une réalisation sous forme de catalyseur accumulateur et/ou de filtre à particules. La régéné-35 ration peut se faire par l'injection complémentaire de carburant par l'injecteur 32 ou avec d'autres moyens, d'une part, pour augmenter la température des gaz d'échappement, et, d'autre part, pour fournir le cas échéant le réactif. Pour fixer les conditions d'une régénération et d'une commande des paramètres de fonctionnement du moteur à combustion in-terne 10 pendant la régénération, la commande 10 du moteur à combustion interne comporte une commande de régénération 11. Selon l'état de la technique, celle-ci exploite la chute de pression dans l'installation de nettoyage des gaz d'échappement 35 notamment si cette installation 35 comporte un filtre à particules pour fournir un signal à commande 10 du moteur à combustion interne et signaler qu'il est nécessaire de régénérer l'installation de nettoyage des gaz d'échappement 35. Après le démarrage de la régénération il faut éviter certains états de fonctionnement risquant d'endommager l'installation de nettoyage des gaz d'échappement 35. Par exemple, dans le cas de filtres à particules fortement chargées, lors du passage en mode de poussée, comme le débit volumique des gaz d'échappement est faible et/ou qu'il y a une forte te-neur en oxygène, on peut le cas échéant atteindre des températures de niveau inacceptable dans l'installation de nettoyage des gaz d'échappement 35. La commande de régénération 11 signale la nécessité d'une régénération, d'une part, à un calculateur de trajet 20 tel que par exemple celui utilisé pour définir le trajet dans un système de navigation. Selon l'invention, on influence le trajet calculé en s'appuyant sur la régénération nécessaire de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement 35. Le calculateur de trajet 30 comporte un étage de jugement 21 qui peut juger en permanence le trajet prévu pour déterminer s'il con-vient pour une génération. Si cela est le cas, on choisit ce trajet. Si cela n'est pas le cas on calcule un nouveau trajet. Le calculateur de trajet 30 peut fixer le trajet sans l'intervention de l'utilisateur. Un développement prévoit que l'utilisateur propose le trajet en utilisant une installation d'entrée et de sortie 22 associée au calculateur de trajet 20. L'utilisateur peut accepter le trajet, le modifier ou le rejeter. Si l'utilisateur propose un trajet modifié, celui-ci peut être évalué par l'étage de jugement 21 et le cas échéant être accepté. Mais si le trajet ne convient pas, le calculateur 20 peut calculer un autre trajet, l'exploiter dans l'étage de jugement 21 et le proposer. Si l'étage de jugement 21 a reconnu que le trajet prévu convient, le calculateur de trajet 20 et la commande 10 du moteur à combustion interne peuvent émettre un signal pour démarrer la régénération de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement 35. Le calculateur de trajet 30 peut calculer le trajet à l'aide des critères de jugement enregistrés ou calculés pour déterminer s'il convient pour une opération de régénération. Comme critères de jugement il y a par exemple la durée prévisible du trajet et/ou la topologie du trajet et/ou les perturbations de circulation et/ ou la consommation prévisible en carburant. Comme critère de jugement pour exploiter un trajet comme convenant pour une opération de régénération, on peut prévoir en variante ou en plus le fait d'éviter des états de fonctionnement correspondant à l'émission d'un faible débit volumique de gaz d'échappement et/ou d'une forte teneur en oxygène dans les gaz d'échappement. Comme critères de jugement selon lequel un trajet sera exploité comme convenant pour une opération de régénération peuvent utiliser en variante ou en plus la durée résiduelle suffisante pour exécuter complètement une régénération. Comme critère de jugement selon lequel on exploite un trajet comme con- venant pour une opération de régénération, on peut prévoir, en variante ou en plus, l'arrivée d'une forte charge de matières polluantes dans les gaz d'échappement pendant la régénération. Si le calculateur de trajet 20 constate que l'entrée faite par l'utilisateur à l'aide de l'unité d'entrée et de sortie 22 correspondant à un trajet modifié ou s'appuyant sur des informations de circulation routière, que la suite du trajet ne convient pas pour terminer le cycle de régénération, le calculateur de trajet 20 émet un signal pour arrêter la commande 10 du moteur à combustion interne. Le procédé selon l'invention permet ainsi d'influencer le trajet calculé par le calculateur de trajet 20 en fonction de la régénération nécessaire de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement 35 en plus de la protection de cette installation 35 contre des températures excessives ou une charge en matières polluantes de l'air sur certaines parties de trajet et de plus assurer une régénération efficace en énergie de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement 35. 20 REVENDICATIONS 1 1 Procédé de commande de la régénération d'une installation de nettoyage des gaz d'échappement (35) de la conduite de gaz d'échappement (33) d'un moteur à combustion interne (30) équipant un véhicule automo- bile, installation régénérée à des intervalles périodiques pour en éliminer au moins un composant de gaz d'échappement accumulé dans celle-ci, procédé selon lequel on calcule un trajet à partir d'une consigne, caractérisé en ce qu' on influence le calcul du trajet par la régénération nécessaire de 10 l'installation de nettoyage des gaz d'échappement (35). 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' à partir de critères de jugement enregistrés ou calculés on calcule le trajet 15 selon son adéquation à une opération de régénération. 3 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on prédéfinit le trajet calculé. 4 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on propose le trajet calculé. 25 5 ) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que comme critère de jugement on utilise la durée prévisible du trajet et/ou la topologie du trajet et/ou des perturbations de circulation, connues, et/ou la consommation prévisible en carburant. 30 6 ) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les critères de jugement avec lesquels on pondère un trajet comme approprié pour une opération de régénération évitent des états de fonctionne- 35 ment à faible débit volumique de gaz d'échappement et/ou forte teneur en oxygène dans les gaz d'échappement. 7 ) Procédé selon la revendication 2,caractérisé en ce que les critères de jugement selon lesquels on évalue le trajet comme adapté à une opération de régénération sont la durée résiduelle du trajet, suffisante pour exécuter complètement une régénération. 8 ) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les critères de jugement selon lesquels on évalue un trajet comme adapté à une opération de régénération et/ou on détermine l'instant et/ou le lieu du début de la régénération sur ce trajet tiennent compte de l'arrivée d'une plus forte charge en rejet polluant dans les gaz d'échappement pendant la régénération. 9 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' à l'aide d'un critère de décision pré-défini ou calculé on décide si l'on continue la régénération commencée ou si on l'arrête. 10 ) Dispositif de commande de la régénération d'une installation de net- toyage de gaz d'échappement (35) d'une conduite de gaz d'échappement (33) d'un moteur à combustion interne (30) équipant un véhicule automobile, installation qui est régénérée à des intervalles périodiques pour en éliminer au moins l'un des composants des gaz d'échappement qui y sont stockés, selon lequel il est prévu un calcul du trajet en fonction d'une consigne, caractérisé par une commande de moteur à combustion interne (10, 11) conçue spéciale-ment pour effectuer le procédé selon l'une des revendications 1 à 9 et un calculateur de trajet (20, 21) prévu spécialement. 35