EP1483485A1 - Procede de regeneration de filtre a particules pour vehicule automobile - Google Patents

Procede de regeneration de filtre a particules pour vehicule automobile

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EP1483485A1
EP1483485A1 EP03727578A EP03727578A EP1483485A1 EP 1483485 A1 EP1483485 A1 EP 1483485A1 EP 03727578 A EP03727578 A EP 03727578A EP 03727578 A EP03727578 A EP 03727578A EP 1483485 A1 EP1483485 A1 EP 1483485A1
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EP
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pamont
motor vehicle
particulate filter
engine
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Withdrawn
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EP03727578A
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German (de)
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Inventor
Arno Bartsch
Antoine Baux
Georges Hekimian
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Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/005—Electrical control of exhaust gas treating apparatus using models instead of sensors to determine operating characteristics of exhaust systems, e.g. calculating catalyst temperature instead of measuring it directly
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
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    • F02D41/027—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus
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    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
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    • F02D2200/0812—Particle filter loading
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the present invention relates to a method for regenerating a particulate filter for a motor vehicle, and to a device for implementing such a method.
  • the exhaust systems of diesel-powered vehicles are equipped with particle filters making it possible to suppress the release of soot particles into the environment.
  • Regeneration operations must be carried out periodically to avoid clogging of the particulate filter and the engine malfunctions that may result.
  • the object of the present invention is to eliminate this drawback.
  • This object of the invention is achieved with a method of regenerating a particle filter located on an exhaust line of a motor vehicle engine, of the type in which the loading of said filter is evaluated with a model of the type:
  • Qvol K x (Qair + pfuel x Qcarb) x N x Tamont / Pamont, where: Pamont and Pavai are the pressures measured respectively upstream and downstream of said particle filter,
  • - K is a constant
  • - Qair denotes the mass air flow measured by a flow meter
  • - Qcarb designates the quantity of diesel fuel injected into said engine
  • - N designates the speed of said engine
  • the present invention also relates to a setting an execution device method according to the above, characterized in that it comprises as a single pressure sensor a differential pressure sensor to be mounted on said filter 'particles .
  • the present invention also relates to a motor vehicle, remarkable in that it is equipped with a device in accordance with the above.
  • a motor vehicle 1 comprising an engine 3 of the diesel type, that is to say loncLionnant diesel, and an exhaust line 5 provided with a particulate filter 7.
  • the operation of the engine 3 and of the particle filter 7 are supervised by a computer 9.
  • the regeneration operation of the particulate filter 7 consists in raising the temperature of the exhaust gases to cause the combustion of the soot inside the particulate filter with suitable regeneration assistance means.
  • the activation of these regeneration assistance means is controlled by the computer 9 as a function of a certain number of parameters and in particular of the soot loading of the particle filter.
  • Qvol K x (Qair + pfuel x Qcarb) x N x Ta ont / Pamont, where: Pamont and Pavai are the pressures measured respectively upstream and downstream of the particle filter,
  • - Qair denotes the mass air flow measured by the flow meter
  • - pfuel denotes the density of diesel
  • - N denotes the engine speed 3
  • - Tamont designates the absolute temperature measured upstream of the particulate filter.

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Abstract

Ce procédé de régénération d’un filtre à particules (7) situé sur une ligne d’échappement (5) d’un moteur (3) de véhicule automobile (1), est du type dans lequel on évalue le chargement dudit filtre (7) avec un modèle du type : P= f (Qvol, masse de suies), avec : P= Pamont - Paval, et Qvol = K * (Qair + pfuel * Qcarb) * N * Tamont / Pamont, où Pamont et Paval sont les pressions mesurées respectivement en amont et en aval dudit filtre à particules (7). Ce procédé est remarquable en ce qu’on modélise Paval et en ce qu’on détermine Pamont au moyen de la relation Pamont = P + Paval

Description

La présente invention se rapporte à un procédé de régénération de filtre à particules pour véhicule automobile, et à un dispositif de mise en œuvre d'un tel procédé. Comme cela est connu en soi, les systèmes d'échappement de véhicules à moteur diesel sont équipés de filtres à particules permettant de supprimer le rejet de particules de suies dans l'environnement.
Il est nécessaire de procéder périodiquement à des opérations de régénération pour éviter le colmatage du filtre à 'particules, et les dysfonctionnements du moteur qui peuvent en résulter.
•Le procédé de régénération repose sur la connaissance de différents paramètres, et' notamment sur la connaissance de la pression différentielle aux bornes du filtre à particules et de la pression en amont de ce filtre.
Il faut donc prévoir d'une part un capteur de pression différentielle et d'autre part un capteur de pression amont. Le fait d'utiliser deux capteurs est complexe et coûteux .
La présente invention a pour but de supprimer cet inconvénient .
On- atteint ce but de l'invention avec un procédé de régénération d'un filtre à .particules situé sur une ligne d'échappement d'un moteur de véhicule automobile, du type dans lequel on évalue le chargement dudit filtre avec un modèle du type :
ΔP = f (Qvol, masse de suies), avec : ΔP = Pamont - Pavai, et
Qvol = K x (Qair + pfuel x Qcarb) x N x Tamont / Pamont, où : Pamont et Pavai sont les pressions mesurées respectivement en amont et en aval dudit filtre à particules,
- K est une constante, - Qair désigne le débit d'air massique mesuré par un débimètre,
- pfuel désigne la densité du gazole,
- Qcarb désigne la quantité de gazole volumique injectée dans ledit moteur, - N désigne le régime dudit moteur, et
- Tamont désigne la température absolue' mesurée en amont dudit filtre à particules, remarquable en ce qu'an modélise Pavai et en ce qu'on détermine Pamont au moyen de la relation Pamont = ΔP + Pavai.
Grâce à ces caractéristiques, seule la mesure de la pression différentielle ΔP suffit pour savoir quand il
-faut commander la régénération du filtre à particules, de sorte qu'on peut se contenter d'un seul capteur de pression .
La présente invention se rapporte également à un dispositif de mise en œuvre d'un procédé conforme à ce qui précède, remarquable en ce qu'il comprend comme seul capteur de pression un capteur de pression différentielle destiné à être monté sur ledit filtre à' particules .
La présente invention se rapporte également à un véhicule automobile, remarquable en ce qu'il est équipé d'un dispositif conforme à ce qui précède. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen de l'unique figure du dessin annexé, représentant de manière schématique un dispositif de mise en œuvre du procédé selon l'invention. On a représenté sur cette figure un véhicule automobile 1 comprenant un moteur 3 du type diesel, c'est- à-dire loncLionnant au gazole, et une ligne d'échappement 5 munie d'un filtre à particules 7. Le fonctionnement du moteur 3 et du filtre à particules 7 sont supervisés par un calculateur 9.
L'opération de régénération du filtre à particules 7 consiste à élever la température des gaz d'échappement pour provoquer la combustion des suies à l'intérieur du filtre à particules avec des moyens d'aide à la régénération appropriés.
La mise en action de ces moyens d'aide à la régénération est pilotée par le calculateur 9 en fonction d'un certain nombre de paramètres et notamment du chargement en suies du filtre à particules.
Le procédé utilisé pour gérer ces moyens de régénération comprend une étape de reconnaissance du chargement du filtre à particules 7 reposant sur un modèle du type : ΔP = f (Qvol, asse de suies), avec :
ΔP = Pamont - Pavai, et
Qvol = K x (Qair + pfuel x Qcarb) x N x Ta ont / Pamont, où : Pamont et Pavai sont les pressions mesurées respectivement en amont et en aval du filrre à particules,
- K est une constante,
- Qair désigne le débit d'air massique mesuré par le débimètre, - pfuel désigne la densité du gazole,
- Qcarb désigne la quantité de gazole volumique injectée dans le moteur 3,
- N désigne le régime du moteur 3, et - Tamont désigne la température absolue mesurée en amont du filtre à particules. Ce modèle suppose donc que l'on connaisse d'une part la pression différentielle ΔP aux bornes du filtre à particules, et d'autre part la pression absolue en amont de ce filtre Pamont.
Il est important que l'information relative à ΔP soit la plus précise possible : on utilise donc pour mesurer cette pression différentielle un capteur de pression différentielle approprié 11.
En revanche, les exigendes de précision relatives à la connaissance de la pression amont Pamont sont moindres : on peut donc s'affranchir d'une mesure de cette pression et la remplacer par un modèle de. calcul.
On a- pu constater qu'en modélisant la pression aval Pavai et en utilisant alors la relation Pamont = ΔP + Pavai on obtenait une précision tout à fait satisfaisante pour Pamont. Grâce à . ce modèle, on peut, faire l'économie du capteur amont, et fabriquer un dispositif de mise en œuvre du procédé de régénération du filtre à particules à moindre coût.
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté, fourni à titre d'exemple illustratif et non limitatif.

Claims

REVENDICATIONS 1. Procédé de régénération d'un filtre à particules (7) situé sur une ligne d'échappement (5) d'un moteur (3) de véhicule automobile (1) , du type dans lequel, à partir 5 de la connaissance de la pression différentielle ΔP aux bornes dudit filtre (7) et de la pression .Pamont en amont dudit filtre (7), on détermine le chargement en suies dudit filtre (7) en vue de commander la combustion desdites suies, 10 caractérisé en ce qu'on modélise la pression Pavai en aval dudit filtre (7), et en ce qu'on détermine Pamont au moyen de la relation Pamont = ΔP + Pavai.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on détermine ledit chargement au moyen de la relation : 15. ΔP = f (Qvol, masse de suies), avec
Qvol = K x (Qair + pfuél x Qcarb) x N x Tamont / Pamont, où :
- K est une constante,
- Qair désigne le débit d'air massique 0 mesuré par un débimètre,
- pfuel désigne la densité du gazole,
- Qcarb désigne la quantité de gazole volumique injectée dans ledit moteur (3), 5 - N désigne le. régime dudit moteur (3) , et
- Tamont désigne la température absolue mesurée en amont dudit filtre (7) .
3. Dispositif de mise en œuvre d'un procédé conforme à 0 .la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend comme seul capteur de pression un capteur de pression différentielle (11) destiné à être monté sur ledit filtre à particules (7).
4. Véhicule automobile (1), caractérisé en ce qu'il 5 est équipé d'un dispositif conforme à la revendication 2.
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