Système d'aide à la régénération de moyens de dépollution intégrés dans une ligne d'échappement d'un moteur de véhicule automobile. La présente invention concerne un système d'aide à la régénération de moyens de dépollution intégrés dans une ligne d'échappement d'un moteur Diesel de véhicule automobile. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à des tels systèmes dans lesquels le moteur est associé à des moyens d'alimentation à rampe commune d'injection de carburant dans les cylindres du moteur, selon au moins une postinjection, et adaptés pour mettre en œuvre, à iso-couple, par modification de paramètres de contrôle de fonctionnement du moteur, au moins deux stratégies de régénération de premier et de second niveaux, afin d'obtenir des niveaux thermiques différents dans la ligne d'échappement, le niveau thermique correspondant à la stratégie de second niveau étant supérieur à celui correspondant à la stratégie de premier niveau. On sait que des systèmes de ce type ont déjà été développés dans l'état de la technique pour assurer la régénération par exemple d'un filtre à particules. Dans ce cas, les suies piégées sur le filtre à particules sont brûlées grâce à la thermique fournie par le moteur et à l'exotherme réalisé par la conversion des HC sur un catalyseur d'oxydation placé en amont du filtre à particules. Cette combustion peut être assistée par un catalyseur mélangé aux suies venant d'un additif mélangé au carburant d'alimentation du moteur, cet additif étant destiné à abaisser la température de combustion des suies piégées ou bien par un catalyseur déposé directement sur les parois du filtre, c'est à dire un filtre à particules catalysé. On conçoit alors que plus les niveaux thermiques en entrée du filtre à particules sont élevés, plus la durée de régénération de celui-ci est courte. De même et dans le cas où les moyens de dépollution comprennent un piège à NOx dont il convient d'assurer la désulfatation, il est nécessaire d'atteindre des niveaux thermiques très élevés pour déstocker les sulfates qui sont adsorbés sur le piège. Le but de l'invention est de proposer un système qui permette d'optimiser encore cette régénération. A cet effet l'invention a pour objet un système d'aide à la régénération de moyens de dépollution intégrés dans une ligne d'échappement d'un moteur
Diesel de véhicule automobile, dans lequel le moteur est associé à des moyens d'alimentation à rampe commune d'injection de carburant dans des cylindres du moteur, selon au moins une post-injection, et adaptés pour mettre en œuvre, à iso-couple, par modification de paramètres de contrôle de fonctionnement du moteur, au moins deux stratégies de régénération de premier et de second niveaux, afin d'obtenir des niveaux thermiques différents dans la ligne d'échappement, le niveau thermique correspondant à la stratégie de second niveau étant supérieur à celui correspondant à la stratégie de premier niveau, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens d'enclenchement temporaire d'une stratégie de second niveau surcalibré, à iso-couple, pour obtenir un niveau thermique plus élevé et donc accélérer la mise en température de la ligne d'échappement et/ou la régénération des moyens de dépollution. Selon d'autres caractéristiques : - les moyens de dépollution comprennent des moyens formant catalyseur d'oxydation. - les moyens de dépollution comprennent un filtre à particules. - les moyens de dépollution comprennent un piège à NOx. - le carburant comporte un additif destiné à se déposer avec les particules auxquelles il est mélangé, sur les moyens de dépollution pour faciliter leur régénération. - le moteur est associé à un turbocompresseur. L'invention sera mieux comprise à l'aide 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 fonctionnement d'un tel système d'aide. On a en effet illustré sur cette figure, un système d'aide à la régénération de moyens de dépollution désignés par la référence générale 1 sur cette figure, intégrés dans une ligne d'échappement 2 d'un moteur Diesel 3 de véhicule automobile. Ce moteur peut être associé à un turbocompresseur. Dans l'exemple de réalisation illustré, ces moyens de dépollution comprennent des moyens formant catalyseur d'oxydation désignés par la référence générale 4 placés en amont d'un filtre à particules désigné par la référence générale 5 dans la ligne d'échappement.
Le moteur est quant à lui associé à des moyens 6 d'alimentation à rampe commune d'injection de carburant dans des cylindres du moteur selon au moins une post-injection. Ces moyens d'alimentation sont adaptés pour mettre en œuvre sous le contrôle de moyens de pilotage 7, par modification de paramètres de contrôle du fonctionnement du moteur, et à iso-couple, au moins deux stratégies de régénération de premier et de second niveaux telles que désignées par les références 8 et 9 sur cette figure. Ces stratégies permettent d'obtenir des niveaux thermiques différents dans la ligne d'échappement, le niveau thermique correspondant à la stratégie de second niveau étant supérieur à celui obtenu par la stratégie de premier niveau. Dans ce cas, des paramètres de contrôle de fonctionnement du moteur sont modifiés en agissant par exemple sur l'air admis dans celui-ci par contrôle de moyens de vannage d'admission ou encore de la pression de consigne du turbocompresseur éventuellement associé au moteur ou encore en agissant sur la quantité de carburant injecté et/ou l'angle de début d'injection et/ou le nombre d'injections, de façon classique. Selon l'invention, ce système comporte également des moyens d'enclenchement temporaire d'une stratégie de second niveau surcalibré 10 pour obtenir, à iso-couple, un niveau thermique plus élevé et donc accélérer la mise en température de la ligne d'échappement et/ou la régénération des moyens de dépollution. Ces moyens d'enclenchement sont formés par les moyens d'alimentation 6 et les moyens de pilotage 7. Ceci permet alors d'utiliser en transitoire, un jeu de paramètres air et carburant spécifiques permettant à iso-couple par rapport au fonctionnement normal du moteur, en dépassant temporairement certains critères de tenue thermique d'éléments du moteur, d'augmenter encore le niveau thermique dans toute la ligne d'échappement afin d'atteindre plus rapidement la température minimale de déclenchement de la combustion des particules piégées dans le filtre à particules ou pour désulfater le piège à NOx ou pour régénérer les moyens formant catalyseur d'oxydation. Cette stratégie ne s'applique alors qu'à l'aide à la régénération de niveau 2, c'est à dire une fois que le catalyseur d'oxydation est amorcé.
Ainsi, par rapport au mode de fonctionnement de régénération du filtre à particules ou de chauffage pour la désulfatation d'un piège à NOx, on ajoute un mode de fonctionnement de type aide à la régénération du filtre à particules de niveau 2, permettant de dépasser de façon temporaire les critères de tenue thermique de certains éléments du moteur (collecteur d'échappement, catalyseur d'oxydation, piège à NOx, etc). L'objectif de ce jeu de paramètres est d'accélérer la mise en température de toute la ligne d'échappement, particulièrement dans des conditions de fonctionnement du moteur où le chauffage pour la désulfatation du piège à NOx ou l'aide à la régénération du filtre à particules classique ne permet pas d'atteindre des niveaux thermiques suffisants pour déclencher la régénération du filtre à particules, par exemple 500° C pour un filtre avec additif et 570° C pour un filtre catalysé, ou la désulfatation du piège à NOx, par exemple 625° C. On sait que l'additif mentionné précédemment est un additif qui peut être mélangé au carburant d'alimentation du moteur pour se déposer avec les particules auxquelles il est mélangé, sur le filtre à particules afin de favoriser le déclenchement de la combustion des suies piégées dans celui-ci en abaissant leur température de combustion. De façon classique, cet additif est en effet présent dans les particules après combustion du carburant additivé dans le moteur. A titre d'exemple, on peut passer des critères suivants pour une calibration classique d'aide à la régénération d'un filtre à particules de second niveau :
- température maximale collecteur d'échappement =800°C - exotherme catalyseur maximal = 150°C - température sortie catalyseur maximale = 710°C - température interne catalyseur maximale = 760°C - teneur en oxygène minimale des gaz en sortie catalyseur = 3% aux critères suivants pour une stratégie de second niveau surcalibré
- température maximale collecteur d'échappement =830°C - exotherme catalyseur maximal = 200°C - température sortie catalyseur maximale = 730°C - température interne catalyseur maximale = pas de valeur maximale - teneur en oxygène minimale des gaz en sortie catalyseur 2%
Avec les résultats suivants :
On conçoit alors qu'un tel système permet d'accélérer la mise en température de tous les éléments de la ligne d'échappement, c'est à dire du catalyseur d'oxydation, du piège à NOx, du filtre à particules, etc. en raccourcissant la durée de cette régénération d'un filtre à particules ou de la désulfatation d'un piège à NOx particulièrement dans des conditions de roulage défavorables comme par exemple en ville ou dans des embouteillages. Bien entendu, d'autres modes de réalisation peuvent être envisagés.
Ainsi par exemple, les moyens formant catalyseur d'oxydation et le piège à NOx peuvent être intégrés dans un seul et même élément notamment sur un même substrat. Par ailleurs, un filtre à particules intégrant la fonction d'oxydation peut être envisagé. De même, un piège à NOx intégrant une telle fonction d'oxydation peut également être envisagé, que celui-ci soit additivé ou non. Cette fonction d'oxydation et/ou de piège à NOx peut être remplie par exemple par un additif mélangé au carburant.