Brevet FR2960031A1 — publié le 20111118

PROCEDE DE COMMANDE DES BOUGIES DE PRECHAUFFAGE D'UN MOTEUR [0001 La présente invention concerne un procédé de commande des bougies de préchauffage d'un moteur en phase de régénération d'un filtre à particules. [0002] La combustion de combustible fossile comme le pétrole ou le charbon dans un système de combustion, en particulier le carburant diesel dans un moteur diesel, peut entraîner la production en quantité non négligeable de polluants qui peuvent être déchargés par l'échappement dans l'environnement et y causer des dégâts. Pour limiter l'émission de tels polluants dans l'atmosphère, les gaz d'échappement peuvent être traités et notamment par un filtre à particule. [0003] 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 régénérations. Au cours de la phase de chargement, le moteur fonctionne normalement et le filtre se charge en particules provenant des gaz d'échappement, par exemple des particules polluantes telles que des suies. Lors de la phase de régénération, les particules stockées à la phase de chargement sont éliminées du filtre pour le régénérer. Les phases de régénération sont généralement provoquées par une modification des conditions de combustion du moteur obtenues par une commande spécifique. La commande est usuellement émise automatiquement. Par exemple, du carburant liquide est injecté dans le cylindre après que le piston ait atteint sa position haute généralement appelée point mort haut du moteur. Le carburant peut notamment être du gasoil. Un tel carburant se vaporise dans la ligne d'échappement. L'énergie dégagée par cette vaporisation est convertie dans le catalyseur en température qui chauffe le filtre à particules par réaction exothermique. [0004] Le basculement sur un tel mode de fonctionnement spécifique pour la régénération du filtre à particules est le plus souvent possible mais fonctionne moins bien dans le cas d'une décélération. En effet, du fait de la décélération, la température dans la chambre de combustion diminue. L'ajout de carburant pour la régénération du filtre à particules se faisant dans une chambre plus froide, la température au niveau du filtre à particules peut s'avérer trop faible pour provoquer la régénération du filtre. En outre, le fonctionnement en mode de régénération en décélération peut être pénalisant pour l'utilisateur puisqu'une surconsommation de carburant peut être observée. De plus, lorsque la chambre n'est pas assez chaude, du carburant peut ne pas être brûlé. Un tel carburant résiduel reste alors dans la chambre et peut se mélanger avec la partie lubrifiée du piston. Un contact entre du carburant et de l'huile se fait alors résultant dans la dilution de ce carburant dans l'huile. Cela présente certains risques pour la durée de vie du moteur. De tels effets sont d'autant plus sensibles dans le cas d'un lâcher de pédale, soit quand la demande de couple par l'utilisateur est nulle. [0005i Il existe dès lors un besoin pour un procédé ou un dispositif permettant d'améliorer le fonctionnement de la régénération des filtres à particules. [0006i Il est proposé un procédé de commande des bougies de préchauffage d'un moteur en phase de régénération d'un filtre à particules. Le procédé comprend les étapes de détection de la demande de couple par le conducteur et de commande des bougies en fonction de la demande de couple détectée. [000n Selon un mode de réalisation, à l'étape de commande, les bougies sont activées lorsque la demande de couple détectée est nulle. [000si Selon un autre mode de réalisation, à l'étape de commande, l'activation des bougies est interrompue lorsque la demande de couple détectée est modifiée. [0009i Selon une autre variante, à l'étape de détection, la demande de couple est détectée par détermination de la position de la pédale d'accélération. [0010] Selon un mode de réalisation, à l'étape de commande, les bougies sont activées lorsque la position déterminée de la pédale correspond à un lâcher de pédale. [0011] Selon un autre mode de réalisation, à l'étape de commande, l'activation des bougies est interrompue lorsque la position de pédale est modifiée. [0012] Il est également proposé un véhicule comprenant un moteur muni de bougies de préchauffage, un filtre à particules filtrant les gaz d'échappement du moteur et un détecteur de la demande de couple par le conducteur. Le moteur comprend aussi un calculateur relié au détecteur, le calculateur est adapté à mettre en oeuvre le procédé de commande précédemment décrit. [0013] Selon une variante, le véhicule comprend en outre une pédale d'accélération. Le détecteur est un détecteur de la position de la pédale d'accélération et le calculateur est adapté en outre à mettre en oeuvre le procédé de commande 15 précédemment décrit. [0014] Selon un mode de réalisation, le détecteur est un détecteur de la pression exercée sur la pédale ou un détecteur optique. [0015] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit des modes de réalisation de 20 l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement et en références au dessin qui montre : - figure 1, un chronogramme présentant l'évolution temporelle de la vitesse du véhicule, de la demande de couple détectée et de la commande des bougies de préchauffage. 25 [0016] Il est proposé un procédé de commande des bougies de préchauffage d'un moteur de véhicule en phase de régénération d'un filtre à particules. [0017] Le procédé comprend une étape de détection de la demande de couple par le conducteur. La détection de couple peut notamment être mise en oeuvre par détermination de la position de la pédale d'accélération. La connaissance de la position de la pédale d'accélération permet de connaître le couple demandé d'une manière facile à réaliser. Les détecteurs de position sont en effet déjà généralement présents sur le véhicule. Parmi de tels détecteurs, il existe notamment des détecteurs optiques ou des détecteurs de la pression exercée sur la pédale. [0018] Le procédé comporte en outre une étape de commande des bougies de préchauffage en fonction de la demande de couple détectée. [0019] Il est ainsi proposé d'utiliser les bougies de préchauffage en dehors de leur cadre normal d'intervention. Les bougies de préchauffage servent en effet classiquement pour les démarrages du moteur en ambiance froide. Un tel allumage des bougies lors de la régénération d'un filtre à particules permet de mieux contrôler la température de la chambre de combustion. Ceci est notamment vrai pour les phases de décélération pour lesquelles la température des parois du moteur se refroidit rapidement. Avec l'utilisation des bougies de préchauffage, il y a un apport supplémentaire de chaleur qui permet de s'assurer que la température de la chambre reste suffisamment élevée pour que la température au niveau du filtre a particules soit optimale pour obtenir une bonne régénération du filtre. En l'absence d'une telle utilisation, la température de la chambre pourrait ne pas permettre de réaliser la régénération du filtre dans des conditions de fonctionnement optimales, voire empêcher le déclenchement de la régénération parce que la température obtenue au niveau du filtre malgré la post-injection de carburant est trop faible. Le procédé permet ainsi d'améliorer le fonctionnement de la régénération des filtres à particules, notamment en phase de décélération. [0020] En outre, augmenter la température de la chambre de combustion permet d'améliorer la combustion du carburant injecté dans la chambre de combustion. En effet, la vitesse d'inflammation lors de la combustion est d'autant plus grande que la température de la chambre est grande. Cette meilleure maîtrise de la combustion permet d'éviter qu'il ne reste du carburant non brûlé dans la chambre. L'introduction de carburant dans l'huile du moteur est ainsi limitée. Le phénomène de dilution de carburant dans l'huile s'en trouve diminué. La qualité de l'huile moteur est alors peu dégradée et sa durabilité est également accrue. Il en résulte un espacement des vidanges. En outre, un certain nombre de risques sont diminués. Ainsi, les risques de casse du moteur et du turbocompresseur le cas échéant, les risques d'emballement moteur par excès de carburant dans l'huile ainsi que les risques de mauvaises combustions de suies dans le filtre à particules sont limités. [0021] Il devient même possible d'envisager de faire fonctionner la régénération du filtre à particules dans des gammes plus étendues de températures d'air, d'eau et de pression atmosphériques. La régénération du filtre à particules peut ainsi être utilisée plus fréquemment. [0022] Notamment, il devient possible de mettre en oeuvre la régénération du filtre à particules lorsque la température des parois du moteur se refroidit rapidement comme lors d'une demande de couple nulle. C'est le cas particulier illustré par la figure 1. Selon l'exemple de la figure 1, les bougies sont activées lorsque la demande de couple détectée est nulle. La figure 1 est un chronogramme présentant l'évolution temporelle de la vitesse du véhicule, de la demande de couple détectée et de la commande des bougies de préchauffage. Le chronogramme est un graphique dont l'abscisse est le temps (ici le temps de roulage du véhicule) et l'ordonnée une grandeur. Dans le cas de la figure 1, l'ordonnée sur la gauche de la figure donne l'évolution relative de la vitesse du véhicule et de la demande de couple détectée. La courbe en pointillés est la courbe correspondant à la variation temporelle de la demande de couple détectée tandis que la courbe en trait plein illustre l'évolution de la vitesse du véhicule. Lorsque le couple demandé est plus important que la vitesse, la vitesse croît et dans le cas inverse, la vitesse décroît. Dans le cas particulier de la figure 1, la demande de couple est à une valeur Cl entre l'instant 0 et l'instant Ti, puis la demande de couple est nulle entre l'instant Ti et l'instant T2 puis la demande de couple vaut C2 pour les instants au-delà de l'instant T2. La valeur C2 est inférieure à la valeur Cl. Il en résulte que la vitesse croît entre l'instant 0 et l'instant Ti, puis décroît enter les instants Ti et T2 puis croît à nouveau après l'instant T2. Dans l'exemple de la figure 1, la commande des bougies se fait selon une commande logique de type binaire comme cela apparaît sur l'abscisse de droite. La courbe de la commande des bougies de préchauffage est représentée en traits mixtes. Dans la phase entre l'instant 0 et l'instant Ti, la commande des bougies de préchauffage est à O. Dans la phase entre l'instant Ti et l'instant T2, le véhicule est en phase de décélération et la commande des bougies de préchauffage passe de 0 à 1. Cela signifie que les bougies de préchauffage sont activées lorsque la demande de couple est nulle. [0023] A l'étape de commande, l'activation des bougies peut être interrompue lorsque la demande de couple détectée est modifiée. Cela peut également être illustré par le chronogramme de la figure 1. Effectivement, après l'activation des bougies à l'instant Ti, la demande de couple détectée est modifiée puisqu'elle passe de la valeur 0 à la valeur C2 à l'instant T2. A ce même instant, la commande des bougies de préchauffage passe de 1 à O. Cela signifie que l'activation des bougies est interrompue. Une telle interruption permet de n'utiliser les bougies de préchauffage que lorsque l'effet de diminution de la dilution de carburant dans l'huile est le plus sensible. Il a en effet été observé que la diminution est la plus importante quand le véhicule est en phase de décélération et que la demande de couple est nulle. Cela a été observé à l'aide d'essais sur banc moteur et sur véhicule. [0024] De plus, dans le cas où la demande de couple est détectée par détermination de la position de la pédale d'accélération, les bougies sont activées lorsque la position déterminée de la pédale correspond à un lâcher de pédale. En effet, lors d'un lâcher de pédale, la pédale est dans la position la plus relevée qui correspond à une demande de couple nulle. L'activation des bougies est interrompue lorsque la position de pédale est modifiée. [0025] Un tel procédé peut être est mis en oeuvre dans un véhicule comprenant un moteur muni de bougies de préchauffage. Le véhicule comporte en outre un filtre à particules filtrant les gaz d'échappement du moteur et un détecteur de la demande de couple par le conducteur. Le détecteur peut selon les modes de réalisation être un détecteur de la position d'une pédale d'accélération. Le véhicule comporte en outre un calculateur relié au détecteur et adapté à mettre en oeuvre le procédé de commande précédemment décrit. Un tel calculateur met ainsi en oeuvre des lois de commande améliorées pour les logiciels de contrôle du moteur puisqu'en cas de décélération, la dilution du gasoil dans l'huile sera diminuée. REVENDICATIONS1. Un procédé de commande des bougies de préchauffage d'un moteur en phase de régénération d'un filtre à particules caractérisé en ce que le procédé 5 comprend les étapes de : - détection de la demande de couple par le conducteur, - commande des bougies en fonction de la demande de couple détectée. 2. Le procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'à l'étape de commande, les bougies sont activées lorsque la demande de couple détectée 10 est nulle. 3. Le procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'à l'étape de commande, l'activation des bougies est interrompue lorsque la demande de couple détectée est modifiée. 4. Le procédé selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'à 15 l'étape de détection, la demande de couple est détectée par détermination de la position de la pédale d'accélération. 5. Le procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'à l'étape de commande, les bougies sont activées lorsque la position déterminée de la pédale correspond à un lâcher de pédale. 20 6. Le procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'à l'étape de commande, l'activation des bougies est interrompue lorsque la position de pédale est modifiée. 7. Un véhicule comprenant : - un moteur muni de bougies de préchauffage, 25 - un filtre à particules filtrant les gaz d'échappement du moteur, - un détecteur de la demande de couple par le conducteur, - un calculateur relié au détecteur, caractérisé en ce que le calculateur est adapté à mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 1 à 3. 8. Le véhicule selon la revendication 7 comprenant en outre : - une pédale d'accélération, le détecteur étant un détecteur de la position de la pédale d'accélération, le véhicule étant caractérisé en ce que le calculateur est adapté en outre à mettre 5 en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 4 à 6. 9. Le véhicule selon la revendication 8, caractérisé en ce que le détecteur est un détecteur de la pression exercée sur la pédale ou un détecteur optique.