EP2690270A1 - Procédé de régénération d'un filtre à particules équipant une ligne d'échappement d'un véhicule automobile - Google Patents

Procédé de régénération d'un filtre à particules équipant une ligne d'échappement d'un véhicule automobile Download PDF

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EP2690270A1
EP2690270A1 EP13171309.1A EP13171309A EP2690270A1 EP 2690270 A1 EP2690270 A1 EP 2690270A1 EP 13171309 A EP13171309 A EP 13171309A EP 2690270 A1 EP2690270 A1 EP 2690270A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
regeneration
motor vehicle
sound signal
exhaust line
sso1
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13171309.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Christophe Colignon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PSA Automobiles SA
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Peugeot Citroen Automobiles SA filed Critical Peugeot Citroen Automobiles SA
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • 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
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • 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
    • F02D41/029—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 the exhaust gas treating apparatus being a particulate filter
    • 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
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/08—Introducing corrections for particular operating conditions for idling
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K15/00—Acoustics not otherwise provided for
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    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/024—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/0245—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus by increasing temperature of the exhaust gas leaving the engine

Definitions

  • the invention relates to a method for regenerating a particulate filter fitted to an exhaust line of a motor vehicle. It relates to such a regeneration process. It also relates to a device for implementing such a method.
  • a motor vehicle is commonly equipped with a particulate filter to retain particles produced by a heat engine which is provided with the motor vehicle.
  • the particulate filter is housed inside an exhaust line which is arranged between the heat engine and an external environment to exhaust exhaust gas containing the particles to the latter.
  • the particulate filter is traversed by the exhaust gas and retains particles, which they transport, prior to the discharge of the exhaust gas to the external environment.
  • the particulate filter tends to clog which changes the performance of the engine and in particular increases the fuel consumption of the engine which is a drawback.
  • the motor vehicle is equipped with a hybrid engine comprising the engine and an electric motor
  • a standard idle speed for example of the order of 800 rev / min.
  • an advancement of the motor vehicle being obtained from the implementation of the electric motor.
  • the heat engine is decoupled from an advancement system of the motor vehicle.
  • a standard idle speed does not allow an increase in the temperature of the exhaust gas to a level sufficient to obtain the burning of particles retained by the particulate filter.
  • the decoupling of the engine is detrimental, especially during a rolling profile at very low speed, for example less than 20km / h. This results in some cases in the impossibility of regenerating the particulate filter satisfactorily, which is a drawback.
  • a regeneration method of a particulate filter fitted to an exhaust line in connection with a heat engine of a motor vehicle the heat engine being indifferently the only means of propulsion of the motor vehicle or constituent of a hybrid engine comprising another motor means involved in the propulsion of the motor vehicle, such as an electric motor.
  • An object of the present invention is to provide a method for regenerating a particle filter housed inside an exhaust line fitted to a combustion engine of a motor vehicle, the heat engine being indifferently the only means of propulsion of the motor vehicle or constituting a hybrid engine, said method for a rapid and satisfactory regeneration of the particulate filter, for example in less than 20 minutes, including in severe rolling situations, for example during a profile running at low speed of the motor vehicle, in particular less than 20 km / h, such a method being implemented without any nuisance, especially noise, for a user of the motor vehicle, such a method also making it possible to effectively reduce particulate emissions towards a environment outside the motor vehicle.
  • Another object is to propose a simple and effective device for the implementation of such a regeneration method.
  • a method of the present invention is a method of regenerating a particulate filter housed within an exhaust line equipping a thermal engine or hybrid thermal-electric or hybrid thermal-pneumatic which is provided with a motor vehicle.
  • the heat engine can therefore be indifferently the only means of propulsion of the motor vehicle or is associated with another means of propulsion, such as an electric motor or other.
  • the regeneration process comprises a step of increasing an exhaust gas temperature flowing inside the exhaust line upstream of the particulate filter in an exhaust gas flow direction at the inside the exhaust line.
  • the step of increasing comprises a step of operating the engine at an idle speed during the regeneration which is higher than a standard idling speed.
  • the stage of implementation of the engine at idle speed during regeneration is simultaneous with a step of synthesizing a sound environment inside the motor vehicle.
  • the idling speed during the regeneration is advantageously a function of a short-term driving criterion.
  • the idling speed during the regeneration is advantageously a decreasing function of the short-term driving criterion.
  • the idling speed during the regeneration is advantageously a step function of the short-term driving criterion.
  • the function of the rolling criterion is understood to mean a function that makes it possible to estimate how easily the driver will be able to trigger the regeneration of the particulate filter.
  • the objective is to characterize the type of taxiing, in a manner known in the automotive field, for example severe city traffic with traffic jams, city taxi, road taxi, highway taxi, mountain taxi ..., in order to help the supervisor to take its decisions to trigger and stop regeneration.
  • the patent WO 2006/005873 for examples of the type of vehicle running.
  • the instantaneous driving conditions can also be determined from the engine load, the engine speed, the vehicle speed, and / or the thermal level in the vehicle exhaust line.
  • the step of synthesizing a sound environment inside the motor vehicle is for example anticipated by a lapse of time compared to the implementation stage of the engine at idle speed during regeneration.
  • a device of the present invention is a regeneration device for carrying out such a regeneration method which is mainly recognizable in that the regeneration device comprises a particle filter supervisor which is in relation with the heat engine or Hybrid thermal-electric or hybrid thermal-pneumatic and particulate filter.
  • the embedded software function that manages the operation of the particulate filter by supervising its state of charge (in soot) and deciding when to launch regeneration and when to stop it.
  • the regeneration device is preferably in relation with a temperature sensor housed inside the exhaust line upstream of the particulate filter in a direction of flow of the exhaust gases inside the line of exhaust.
  • the regeneration device is preferably related to a device for synthesizing a sound environment inside the motor vehicle capable of implementing the synthesis step.
  • the present invention proposes an increase in the engine speed, which depends on the driving conditions, aimed at increasing the temperature of the exhaust gas at the inlet of the particulate filter (regardless of the altitude at which the vehicle is located). , and to couple this increase in speed to a sound modification to "cover" the increase in the noise generated by the engine, the objective being to accelerate the regeneration of the particulate filter.
  • a motor vehicle of the present invention is recognizable in that the motor vehicle is equipped with such a regeneration device.
  • the figure 1 is a schematic view of a regeneration device of the present invention that equips a thermal engine of a motor vehicle.
  • the figure 2 is a schematic view of a regeneration process implemented by the regeneration device illustrated in the previous figure.
  • the figure 3 is a schematic view of an idle profile of the engine according to a criterion of short-term running.
  • the figure 4 schematically represents an example of highlighting the sliding window used during a step of synthesizing a sound environment inside the motor vehicle.
  • the figure 5 schematically represents an example of a synopsis of the course of the step of synthesizing a sound environment inside the motor vehicle.
  • the figure 6 schematically represents another example of highlighting the sliding window used in the step of synthesizing a sound environment inside the motor vehicle.
  • the figure 7 shows schematically an example of a template of the nominal position, according to the speed of the vehicle, of the sliding window used in the step of synthesizing a sound environment inside the motor vehicle.
  • the figure 8 schematically represents an example of a template, as a function of the depression of the accelerator pedal, of the gain applied to the sliding window used in the step of synthesizing a sound environment inside the motor vehicle.
  • the figure 9 schematically represents another example of a template of the nominal position, as a function of the speed of the vehicle, of the sliding window used in the step of synthesizing a sound environment inside the motor vehicle.
  • the figure 10 schematically represents another example of template, depending on the depression of the accelerator pedal, the gain applied to the sliding window used in the step of synthesizing a sound environment inside the motor vehicle.
  • the figure 11 schematically represents an example of a template, as a function of the engine speed, of the gain applied to a harmonic of the fundamental frequency of a tonal signal used in the step of synthesizing a sound environment inside the motor vehicle.
  • the figure 12 schematically represents an example of a template, based on a linear combination of the speed of the vehicle and the depression of the accelerator pedal, of the overall gain applied to the set of a reconstituted tonal signal used in the step synthesis of a sound environment inside the motor vehicle.
  • a motor vehicle is equipped with a heat engine 1 to provide for its movement.
  • the heat engine 1 is indifferently a gasoline engine or a diesel engine.
  • the heat engine 1 is for example the only means of propulsion of the motor vehicle.
  • the heat engine 1 is for example still constituting a hybrid engine comprising the heat engine 1 and an electric motor 1 ', or the like, which are able to allow in particular a displacement of the motor vehicle.
  • the heat engine 1 produces exhaust gases 2 which are discharged through an exhaust line 3 to an external environment 4 to the motor vehicle.
  • the exhaust gases 2 contain particles, such as soot, dust or the like, which it is desirable to retain prior to their discharge to the external environment 4.
  • the exhaust line 3 houses a particle filter 5 which is traversed by the exhaust gas 2 during a path of the latter inside the exhaust line 3.
  • the particulate filter 5 is an obstacle for the particles and forms a means of retention of these. As and when the use of the motor vehicle, the particulate filter 5 tends to clog, which in particular modifies the performance of the engine 1 and the fuel consumption of the engine 1.
  • the present invention proposes a regeneration process A which comprises a step of increasing E of a temperature T of the exhaust gases 2 upstream of the particulate filter 5 according to a flow direction 6 of the exhaust gas 2 inside the exhaust line 3.
  • the increase step E is carried out from an implementation step A1 of the heat engine 1 at idling speed during regeneration R1, the idling speed during regeneration R1 being strictly greater than a standard idling speed R0 implemented during a standard idling step A0.
  • the implementation step A1 is simultaneous with a synthesis step B of a sound environment inside the motor vehicle.
  • the increase step E comprises concomitantly a passage of the heat engine 1 from a standard idle speed R0 to an idle speed during the regeneration R1 and an implementation of the synthesis step B.
  • the heat engine 1 rotates at idle speed during the regeneration R1 which is strictly greater than the idle speed R0 standard which is for example of the order of 800 revolutions / min.
  • the idling speed during the regeneration R1 is a function of a CT short-term running criterion.
  • the short-term rolling criterion CT expressed as a percentage, extends between a minimum value equal to 0% for which a regeneration of the particle filter 5 is impossible and a maximum value for which the running conditions are favorable for regeneration.
  • the short-term running criterion CT depends in particular on a speed V of the motor vehicle, an instantaneous torque C delivered by the heat engine 1 and the temperature T measured upstream of the particle filter 5. .
  • the figure 3 represents a rolling profile according to the criterion of short-term rolling in which the rolling profile is a staircase function having various operating ranges P1, P2, P3, P4.
  • a first range P1 is a range where the short-term running criterion CT is between 0% and 20% for which regeneration is almost impossible at the standard idle speed, it follows that a R regime of the heat engine 1 is worn. at idle speed during regeneration R1 of 1250 rpm.
  • a second range P2 is a range where the criterion of short-term running CT is between 20% and 40%, this criterion being more favorable than that of the first range P1, the speed R of the heat engine 1 is brought to a steady state. idle during regeneration R1 of 1000 rpm.
  • a third range P3 is a range where the short-term running criterion CT is between 40% and 50%, this criterion being more favorable than that of the second range P2, the speed R of the heat engine 1 is brought to a steady state. idle during regeneration R1 of 900 rpm.
  • a fourth range P4 is a range where the short-term running criterion CT is between 50% and 100%, this criterion being more favorable than that of the third range P3, the R speed of the heat engine 1 is maintained at standard idle speed of 800 rpm.
  • the idling speed during the regeneration R1 is preferably a decreasing function of the short-term running criterion CT.
  • the passage of the idle R of the heat engine 1 from a standard idle speed R0 to an idle speed during the regeneration R1 causes an increase in noise nuisance for a user placed inside the motor vehicle.
  • the present invention advantageously proposes that the implementation step A1 of the heat engine 1 at an idle speed during the regeneration R1 is accompanied by the synthesis step B of a sound environment inside the motor vehicle.
  • the time interval L is for example between one minute and five minutes.
  • the lapse of time L is zero, the synthesis step B of a sound environment inside the motor vehicle and that the implementation step A1 of the heat engine 1 to a regime idle during regeneration R1 start simultaneously.
  • FIG. 4 schematically represents an example of highlighting the sliding window used the synthesis step B of a sound environment inside the motor vehicle. For reasons of clarity, the scale between the different positions of the sliding window is not respected.
  • An original sound signal sso2 is stored as a function of time t in a memory. On the ordinate, it is the acoustic pressure expressed in Pascals, which represents the amplitude of the original sound signal.
  • the windows F1 to F5 actually represent five positions F1, F2, F3, F4 and F5 of the sliding window. It is the application of a window F1 to F5 to the sound signal of origin sso2 , during the extraction step, which gives some of the parts extracted from the original sound signal which will be used to realize the synthesis of the sound signal of restitution.
  • the parts extracted from the original sound signal that will be used to carry out the synthesis of the restitution sound signal are also called grains.
  • the extraction step is like a step of applying several windows, that is to say applying several positions of the sliding window.
  • the difference pg between the windows F1 and F2 represents the slip pitch pg , that is to say the smallest difference that can be between two adjacent positions of the sliding window.
  • the size of slip pitch pg can vary from a few samples, even possibly a significant number of samples, advantageously to a single sample to maintain a maximum richness in the possibilities offered to extract parts of the original sound signal sso2 .
  • the window F2 has a width d which will remain preferentially constant over time, but which could possibly vary according to one of the driving parameters of the vehicle, for example the speed of the vehicle.
  • the window F2 is positioned at the instant t i on the axis of time t.
  • the sampling frequency of the original sound signal sso2 or sso1 is about 45 kHz, for example 44,100 Hz
  • the slip pitch corresponding to the value of a sample is about 23 s
  • the width of a window is worth about 100 ms
  • the length of small displacements of a window around a nominal position intended to be repeated several times remains bounded by an interval of plus or minus 5 ms around the nominal position
  • the spectral density which is the number of grains or parts extracted from the original sound signal is advantageously about 16 grains per second.
  • the figure 5 schematically represents an example of a synopsis of the progress of the synthesis step B of a sound environment inside the motor vehicle.
  • Several pc driving parameters are used to drive the extraction step. Among these parameters are used the RPM engine speed expressed in rotations per minute rpm, the depression of the accelerator pedal EP expressed as a%, the speed of the vehicle V expressed in kilometers per hour km / h.
  • these different driving parameters are regularly refreshed, for example every 10ms per reading on a car network, for example of the CAN type. Indeed, the engine speed, the pedal depression and the vehicle speed are all available on the CAN automobile network.
  • a part P2 of the system are stored original sound signals, for example the original sound signals sso1 and sso2 , in separate memories. Respectively associated with the sound signals sso1 and sso2 , are stored maps cs1 and cs2.
  • the mapping cs1, associated with the sound signal of origin sso1 contains two elementary maps, csl1 and csl2.
  • the elementary map csl1 represents a first mask of the nominal position, according to the speed of the vehicle, of the sliding window used. At a given instant of measurement, the elementary map csl1 makes it possible to associate the value of the vehicle speed with a nominal position, along the original sound signal sso1, with the sliding window.
  • a gain is applied to obtain the part extracted from the original sound signal sso1 which will be used by the synthesis of the restitution sound signal.
  • This gain is given by the elementary map csl2 thanks to the value of the depression of the acceleration pedal at said given instant of measurement.
  • the part extracted from the original sound signal sso1 is a grain of the sound signal of origin sso1.
  • the cs2 map associated with the sound signal of origin sso2 , also contains two elementary maps, cs21 and cs22.
  • the basic mapping cs21 represents a second template of the nominal position, different from the first template, depending on the speed of the vehicle, the sliding window used.
  • the basic mapping cs22 represents a second template, different from the first template, depending on the depression of the accelerator pedal, the gain applied to the sliding window used.
  • the elementary cartography cs22 could represent, if necessary, another template, according to one of the driving parameters or according to a linear combination of these driving parameters, of the modification of the height of the grain, corresponding to a spectral translation. of the part extracted from original sound signal. Of course, there may be more than two original sound signals stored.
  • either one or the other, original sound signals sso1 and sso2 can be selected.
  • the original sound signal or signals selected, sso1 and or sso2 the corresponding cartography or maps, cs1 and or cs2 , are used to control the extraction step.
  • it can be chosen or not to add a tonal signal to generate, or indeed even several tonal signals to generate.
  • This tonal signal is generated using a mapping cs3 including two elementary maps cs31 and cs32.
  • the elementary map cs31 represents, for different harmonics of a fundamental frequency, the curve of gain in dB as a function of the engine speed.
  • the elementary map cs32 represents for the set constituted by the different harmonics of a fundamental frequency as well as by said fundamental frequency, the overall gain curve in dB (decibels) as a function of a linear combination of the vehicle speed and the pedal depression.
  • a part P3 of the system are different processing DSP1 and DSP2 respectively for synthesizing a signal from the sets of parts extracted respectively original sound signals sso1 and sso2 firstly by extracting the parts extracted from the sound signals of origin using the maps stored in the P2 part of the system and then by concatenation of the different grains or parts extracted from the original sound signal, possibly previously filtered.
  • Another DSP3 processing makes it possible to calculate a tonal synthesis signal to be added to one or the other of the signals synthesized from the original sound signals sso1 and sso2. The calculation uses cs3 mapping to generate the tonal synthesis signal.
  • a summator S makes it possible to sum the signals synthesized from the sound signals of origin sso1 and sso2 if these two signals have been synthesized and to keep the signals which have been synthesized if there has been only one .
  • the summator S also makes it possible to add, to the signal synthesized from an original sound signal or, where appropriate, to the sum of the signals synthesized from the original sound signals sso1 and sso2 , the tonal synthesis signal generated. by calculation if there is one.
  • On the output of the summator S there is the restitution sound signal.
  • the sound reproduction signal is sent on an audio channel HP, for example an HP speaker, to be restored in the passenger compartment of the vehicle.
  • the figure 6 schematically represents another example of highlighting the sliding window used in the synthesis method according to the invention.
  • the windows F6, F7, F8 and F9 represent four windows of width d which are successively applied to the original sound signal sso1 different from the original sound signal sso2 of the figure 4 .
  • the four windows F6 to F9 there is from one window to the next a large overlap to ensure good continuity during the return of the signal Synthetic sound reproduction.
  • the concatenation itself can be a simple concatenation, each part extracted one after the other, or a more complex concatenation, where one already starts to replay the next extracted part while replaying the previously extracted part even before it was completed. This overlap in the concatenation of the extracted parts to replay the extracted parts is preferential.
  • the figure 7 shows schematically an example of a template of the nominal position, as a function of the speed of the vehicle, of the sliding window used in the synthesis method according to the invention.
  • the place of the original audible signal where the sliding window will be applied here only depends on the vehicle speed.
  • This template establishes a correspondence between the speed of the driven vehicle and the time sequence of the original sound signal used. This correspondence is performed according to a desired sound effect. Each desired sound effect corresponds to a different plot of the curve representing the template.
  • the sliding window will move, from right to left along the time axis, from the nominal position corresponding to the instant t i + n of sound signal of origin sso1 at the nominal position corresponding to the instant t i of the original sound signal sso1. If the driven vehicle accelerates from the vehicle speed vi to the vehicle speed v i + n , the sliding window will move, from left to right on the time axis, the nominal position corresponding to the instant t i of the sound signal. of origin sso1 at the nominal position corresponding to the instant t i + n of the original sound signal sso1.
  • the figure 8 shows schematically an example of a template, depending on the depression of the accelerator pedal, the gain applied to the sliding window used in the synthesis method according to the invention. Again, the gain curve depends on the desired sound effect. In general, an increase in the pedal depression increases the gain and the overall sound volume, while a relaxation of the pedal depression decreases the gain and the overall sound volume. At every moment of given measurement, a value of the pedal depression is determined and the value of the corresponding gain to be applied is read on the ordinate.
  • the figure 9 schematically represents another example of a template of the nominal position, as a function of the speed of the vehicle, of the sliding window used in the synthesis method according to the invention. The operation of the figure 9 is similar to that of the figure 7 .
  • the figure 10 schematically represents another example of template, depending on the depression of the accelerator pedal, the gain applied to the sliding window used in the synthesis method according to the invention.
  • the operation of the figure 10 is similar to that of the figure 8 .
  • the figure 11 shows schematically an example of a template, as a function of the engine speed, of the gain applied to a given harmonic h of the fundamental frequency of a tonal signal used in the synthesis method according to the invention.
  • a curve like the one shown on the figure 11 exists for both the fundamental frequency (if present) and for each of the harmonics associated with the fundamental frequency that are used (which can be used without the fundamental frequency). On the figure 11 only one curve has been shown for reasons of clarity.
  • the figure 12 schematically represents an example of a template, based on a linear combination of the speed of the vehicle and the depression of the accelerator pedal, of the overall gain applied to the whole of a reconstituted tonal signal used in the method of synthesis according to the invention.
  • the linear combination of the driving parameters represented on the abscissa is calculated.
  • curves giving values in ordinate as a function of values in abscissa are represented and one speaks of reading on the ordinate because that clearly explains the process.
  • a regeneration device 100 for carrying out such a regeneration process A comprises a supervisor 101 of the particle filter 5 which is connected with the heat engine 1 and the particle filter 5.
  • the regeneration device 100 is also in relation with a temperature sensor 102 housed inside the exhaust line 3 upstream of the particulate filter 5 in a direction of flow 6 of the exhaust gases 2 to the The temperature sensor 102 is capable of measuring the temperature T of the exhaust gases 2 upstream of the particle filter 5 in a direction of flow 6 of the exhaust gases 2 to 1. the interior of the exhaust line 3.
  • the regeneration device 100 is finally in relation with a device 103 for synthesizing a sound environment inside the motor vehicle which is able to implement said synthesis step B.
  • the invention also applies to gasoline-type heat engines, with some possibly some adaptations to be made, such as a modification of the feedrate to the fuel. ignition instead of the sub-setting of the main injection.
  • the engine can also be electric hybrid type by associating an electric machine or pneumatic hybrid by associating a compressed gas tank.

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Abstract

L'invention porte sur un procédé de régénération (A) d'un filtre à particules logé à l'intérieur d'une ligne d'échappement équipant un moteur thermique ou hybride thermique-électrique ou hybride thermique-pneumatique, dont est pourvu un véhicule automobile. Le procédé de régénération (A) comprend une étape d'augmentation (A) d'une température (T) de gaz d'échappement circulant à l'intérieur de la ligne d'échappement en amont du filtre à particules selon un sens d'écoulement des gaz d'échappement à l'intérieur de la ligne d'échappement. L'étape d'augmentation (A) comprend une étape de mise en oeuvre (A1) du moteur thermique à un régime de ralenti lors de la régénération (R1) qui est supérieur à un régime de ralenti standard (R0). L'étape de mise en oeuvre (A1) du moteur thermique au régime de ralenti lors de la régénération (R1) est simultanée à une étape de synthèse (B) d'une ambiance sonore à l'intérieur du véhicule automobile.

Description

  • L'invention porte sur un procédé de régénération d'un filtre à particules équipant une ligne d'échappement d'un véhicule automobile. Elle a pour objet un tel procédé de régénération. Elle a aussi pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre d'un tel procédé.
  • Un véhicule automobile est couramment équipé d'un filtre à particules pour retenir des particules produites par un moteur thermique dont est pourvu le véhicule automobile. Le filtre à particules est logé à l'intérieur d'une ligne d'échappement qui est ménagée entre le moteur thermique et un environnement extérieur pour évacuer vers ce dernier des gaz d'échappement qui contiennent lesdites particules. Le filtre à particules est traversé par les gaz d'échappement et retient les particules, que ces derniers transportent, préalablement au rejet des gaz d'échappement vers l'environnement extérieur. Au fur et à mesure, le filtre à particules tend à se colmater ce qui modifie les performances du moteur thermique et augmente notamment la consommation en carburant du moteur thermique ce qui constitue des inconvénients.
  • On connait des procédés de régénération du filtre à particules qui tendent à éliminer les particules retenues par le filtre à particules à partir d'un brûlage de ces dernières. Un tel brûlage est obtenu à partir d'une élévation d'une température des gaz d'échappement préalablement à une traversée par ces derniers du filtre à particules. Une telle élévation est réalisée à partir de la mise en oeuvre de divers procédés, tels qu'un procédé de sous-calage d'injections de carburant à l'intérieur du moteur thermique, un procédé de post-injection de carburant, un procédé de vannage à l'admission de l'air admis à l'intérieur du moteur thermique, voire un procédé consistant en une augmentation de la charge du moteur thermique, notamment par enclenchement de dispositifs consommateurs d'énergie électrique qui sont embarqués à bord du véhicule automobile.
  • Dans le cas où le véhicule automobile est équipé d'un moteur hybride comprenant le moteur thermique et un moteur électrique, il est possible de mettre en oeuvre le moteur thermique à un régime ralenti standard, par exemple de l'ordre de 800 tour/min, un avancement du véhicule automobile étant obtenu à partir de la mise en oeuvre du moteur électrique. Autrement dit, dans ce cas-là, le moteur thermique est découplé d'un système d'avancement du véhicule automobile. Il apparait néanmoins qu'un tel régime ralenti standard ne permet pas une augmentation de la température des gaz d'échappement à un niveau suffisant pour obtenir le brûlage des particules retenues par le filtre à particules. De plus, le découplage du moteur thermique est préjudiciable, notamment au cours d'un profil de roulage à très faible vitesse, par exemple inférieur à 20km/h. Il en résulte dans certains cas une impossibilité de régénérer le filtre à particules de manière satisfaisante, ce qui constitue un inconvénient.
  • D'une manière générale, il est souhaitable de disposer d'un procédé de régénération d'un filtre à particules équipant une ligne d'échappement en relation avec un moteur thermique d'un véhicule automobile, le moteur thermique étant indifféremment le seul moyen de propulsion du véhicule automobile ou bien constitutif d'un moteur hybride comprenant un autre moyen moteur participant à la propulsion du véhicule automobile, tel qu'un moteur électrique.
  • Un but de la présente invention est de proposer un procédé de régénération d'un filtre à particules logé à l'intérieur d'une ligne d'échappement équipant un moteur thermique d'un véhicule automobile, le moteur thermique étant indifféremment le seul moyen de propulsion du véhicule automobile ou bien constitutif d'un moteur hybride, ledit procédé permettant une régénération rapide et satisfaisante du filtre à particules, par exemple en moins de 20 minutes, y compris dans des situations de roulage sévères, par exemple lors d'un profil de roulage à faible vitesse du véhicule automobile, notamment inférieure à 20 km/h, un tel procédé étant mis en oeuvre sans nuisance notamment sonore pour un utilisateur du véhicule automobile, un tel procédé permettant en outre de réduire efficacement des émissions de particules vers un environnement extérieur au véhicule automobile. Un autre but est de proposer un dispositif simple et efficace pour la mise en oeuvre d'un tel procédé de régénération.
  • Un procédé de la présente invention est un procédé de régénération d'un filtre à particules logé à l'intérieur d'une ligne d'échappement équipant un moteur thermique ou hybride thermique-électrique ou hybride thermique-pneumatique dont est pourvu un véhicule automobile. Le moteur thermique peut donc être indifféremment le seul moyen de propulsion du véhicule automobile ou bien est associé à un autre moyen de propulsion, tel qu'un moteur électrique ou autre. Le procédé de régénération comprend une étape d'augmentation d'une température de gaz d'échappement circulant à l'intérieur de la ligne d'échappement en amont du filtre à particules selon un sens d'écoulement des gaz d'échappement à l'intérieur de la ligne d'échappement. L'étape d'augmentation comprend une étape de mise en oeuvre du moteur thermique à un régime de ralenti lors de la régénération qui est supérieur à un régime de ralenti standard.
  • Selon la présente invention, l'étape de mise en oeuvre du moteur thermique au régime de ralenti lors de la régénération est simultanée à une étape de synthèse d'une ambiance sonore à l'intérieur du véhicule automobile.
  • On comprend par ambiance sonore, de façon connue en soi notamment dans le domaine automobile, le bruit perçu par les personnes qui sont dans l'habitacle du véhicule.
  • Le régime de ralenti lors de la régénération est avantageusement une fonction d'un critère de roulage à court terme.
  • Le régime de ralenti lors de la régénération est avantageusement une fonction décroissante du critère de roulage à court terme.
  • Le régime de ralenti lors de la régénération est avantageusement une fonction en escalier du critère de roulage à court terme.
  • On comprend ici par fonction du critère de roulage, une fonction qui permet d'estimer la facilité qu'aura le conducteur à déclencher la régénération du filtre à particules. L'objectif est de caractériser le type de roulage, de façon connue dans le domaine automobile, par exemple roulage ville sévère avec bouchons, roulage ville, roulage route, roulage autoroute, roulage montagne..., afin d'aider le superviseur à prendre ses décisions de déclencher et d'arrêter la régénération. On peut par exemple se reporter au brevet WO 2006/005873 pour des exemples de type de roulage de véhicule.
  • Un exemple de calcul de critère de roulage instantané du véhicule est selon la relation : Cr inst = V (1 + k Pp), avec Cr inst le critère de roulage instantané ; V la vitesse du véhicule ; Pp la position pédale de l'accélérateur ; et K un facteur de correction.
  • Les conditions de roulage instantanées peuvent aussi être déterminées à partir de la charge du moteur, du régime de celui-ci, de la vitesse du véhicule, et/ou du niveau thermique dans la ligne d'échappement du véhicule.
  • L'étape de synthèse d'une ambiance sonore à l'intérieur du véhicule automobile est par exemple anticipée d'un laps de temps par rapport à l'étape de mise en oeuvre du moteur thermique au régime de ralenti lors de la régénération.
  • L'étape de synthèse d'une ambiance sonore à l'intérieur du véhicule automobile comprend préférentiellement :
    • une étape de sélection d'un signal sonore d'origine stocké sous la forme d'une ou de plusieurs caractéristiques en fonction du temps;
    • une étape d'extraction de plusieurs parties dudit signal sonore d'origine à partir d'un ou de plusieurs paramètres de conduite du véhicule automobile;
    • une étape de synthèse au cours du temps d'un signal sonore de restitution à partir desdites parties dudit signal sonore d'origine;
    lesdites parties dudit signal sonore d'origine étant extraites, dans l'étape d'extraction, par application, sur le signal sonore d'origine, d'une fenêtre temporelle glissante dont les positions sur l'axe du temps sont fonction du ou des paramètres de conduite du véhicule respectivement à différents instants de conduite du véhicule automobile.
  • Un dispositif de la présente invention est un dispositif de régénération pour la mise en oeuvre d'un tel procédé de régénération qui est principalement reconnaissable en ce que le dispositif de régénération comprend un superviseur du filtre à particules qui est en relation avec le moteur thermique ou hybride thermique-électrique ou hybride thermique-pneumatique et le filtre à particules.
  • On comprend au sens de l'invention, et de façon connue, par superviseur du filtre à particules la fonction logicielle embarquée qui gère le fonctionnement du filtre à particules en supervisant son état de charge (en suies), et en décidant quand il faut lancer une régénération et quand il faut la stopper.
  • Le dispositif de régénération est préférentiellement en relation avec un capteur de température logé à l'intérieur de la ligne d'échappement en amont du filtre à particules selon un sens d'écoulement des gaz d'échappement à l'intérieur de la ligne d'échappement.
  • Le dispositif de régénération est préférentiellement en relation avec un dispositif de synthèse d'une ambiance sonore à l'intérieur du véhicule automobile apte à mettre en oeuvre l'étape de synthèse.
  • En synthèse, la présente invention propose une augmentation du régime moteur, qui dépend des conditions de roulage, visant à augmenter la température des gaz d'échappement en entrée du filtre à particules (quelle que soit l'altitude à laquelle se trouve le véhicule), et à coupler cette augmentation de régime à une modification sonore pour « couvrir » l'augmentation du bruit généré par le moteur, l'objectif visé étant d'accélérer la régénération du filtre à particules.
  • Un véhicule automobile de la présente invention est reconnaissable en ce que le véhicule automobile est équipé d'un tel dispositif de régénération.
  • D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va en être faite d'exemples de réalisation, en relation avec les figures des planches annexées, dans lesquelles
  • La figure 1 est une vue schématique d'un dispositif de régénération de la présente invention qui équipe un moteur thermique d'un véhicule automobile.
  • La figure 2 est une vue schématique d'un procédé de régénération mis en oeuvre par le dispositif de régénération illustré sur la figure précédente.
  • La figure 3 est une vue schématique d'un profil de ralenti du moteur thermique selon un critère de roulage à court terme.
  • La figure 4 représente schématiquement un exemple de mise en évidence de la fenêtre glissante utilisée lors d'une étape de synthèse d'une ambiance sonore à l'intérieur du véhicule automobile.
  • La figure 5 représente schématiquement un exemple de synoptique du déroulement de l'étape de synthèse d'une ambiance sonore à l'intérieur du véhicule automobile.
  • La figure 6 représente schématiquement un autre exemple de mise en évidence de la fenêtre glissante utilisée dans l'étape de synthèse d'une ambiance sonore à l'intérieur du véhicule automobile.
  • La figure 7 représente schématiquement un exemple de gabarit de la position nominale, en fonction de la vitesse du véhicule, de la fenêtre glissante utilisée dans l'étape de synthèse d'une ambiance sonore à l'intérieur du véhicule automobile.
  • La figure 8 représente schématiquement un exemple de gabarit, en fonction de l'enfoncement de la pédale d'accélération, du gain appliqué sur la fenêtre glissante utilisée dans l'étape de synthèse d'une ambiance sonore à l'intérieur du véhicule automobile.
  • La figure 9 représente schématiquement un autre exemple de gabarit de la position nominale, en fonction de la vitesse du véhicule, de la fenêtre glissante utilisée dans l'étape de synthèse d'une ambiance sonore à l'intérieur du véhicule automobile.
  • La figure 10 représente schématiquement un autre exemple de gabarit, en fonction de l'enfoncement de la pédale d'accélération, du gain appliqué sur la fenêtre glissante utilisée dans l'étape de synthèse d'une ambiance sonore à l'intérieur du véhicule automobile.
  • La figure 11 représente schématiquement un exemple de gabarit, en fonction du régime moteur, du gain appliqué sur une harmonique de la fréquence fondamentale d'un signal tonal utilisé dans l'étape de synthèse d'une ambiance sonore à l'intérieur du véhicule automobile.
  • La figure 12 représente schématiquement un exemple de gabarit, en fonction d'une combinaison linéaire de la vitesse du véhicule et de l'enfoncement de la pédale d'accélérateur, du gain global appliqué à l'ensemble d'un signal tonal reconstitué utilisé dans l'étape de synthèse d'une ambiance sonore à l'intérieur du véhicule automobile.
  • Sur la figure 1, un véhicule automobile est équipé d'un moteur thermique 1 pour pourvoir à son déplacement. Le moteur thermique 1 est indifféremment un moteur à essence ou un moteur Diesel. Le moteur thermique 1 est par exemple le seul moyen de propulsion du véhicule automobile. Le moteur thermique 1 est par exemple encore constitutif d'un moteur hybride comprenant le moteur thermique 1 et un moteur électrique 1', ou analogue, qui sont aptes à permettre notamment alternativement un déplacement du véhicule automobile.
  • Le moteur thermique 1 produit des gaz d'échappement 2 qui sont évacués par l'intermédiaire d'une ligne d'échappement 3 vers un environnement extérieur 4 au véhicule automobile. Les gaz d'échappement 2 contiennent des particules, telles que des suies, des poussières ou analogues, qu'il est souhaitable de retenir préalablement à leur rejet vers l'environnement extérieur 4. A cet effet, la ligne d'échappement 3 loge un filtre à particules 5 qui est traversé par les gaz d'échappement 2 lors d'un cheminement de ces derniers à l'intérieur de la ligne d'échappement 3. Le filtre à particules 5 constitue un obstacle pour les particules et forme un moyen de rétention de ces dernières. Au fur et à mesure de l'utilisation du véhicule automobile, le filtre à particules 5 tend à se colmater ce qui modifie notamment des performances du moteur thermique 1 et la consommation en carburant du moteur thermique 1.
  • Sur la figure 2, pour éliminer les particules retenues à l'intérieur du filtre à particules 5, la présente invention propose un procédé de régénération A qui comprend une étape d'augmentation E d'une température T des gaz d'échappement 2 en amont du filtre à particules 5 selon un sens d'écoulement 6 des gaz d'échappement 2 à l'intérieur de la ligne d'échappement 3. L'étape d'augmentation E est réalisée à partir d'une étape de mise en oeuvre A1 du moteur thermique 1 à un régime de ralenti lors de la régénération R1, le régime de ralenti lors de la régénération R1 étant strictement supérieur à un régime de ralenti standard R0 mis en oeuvre lors d'une étape de ralenti standard A0. Selon la présente invention, l'étape de mise en oeuvre A1 est simultanée à une étape de synthèse B d'une ambiance sonore à l'intérieur du véhicule automobile.
  • Autrement dit, lors de la mise en oeuvre du procédé de régénération A du filtre à particules, l'étape d'augmentation E comprend de manière concomitante un passage du moteur thermique 1 depuis un régime ralenti standard R0 à un régime de ralenti lors de la régénération R1 et une mise en oeuvre de l'étape de synthèse B. Ainsi, au cours de l'étape d'augmentation E, le moteur thermique 1 tourne au régime de ralenti lors de la régénération R1 qui est strictement supérieur au régime de ralenti standard R0 qui est par exemple de l'ordre de 800 tours/min.
  • Sur la figure 3, le régime de ralenti lors de la régénération R1 est fonction d'un critère de roulage à court terme CT. Le critère de roulage à court terme CT, exprimé en pourcentage, s'étend entre une valeur minimale égale à 0% pour laquelle une régénération du filtre à particules 5 est impossible et une valeur maximale pour laquelle les conditions de roulage sont favorables à une régénération du filtre à particules 5. Le critère de roulage à court terme CT dépend notamment d'une vitesse V du véhicule automobile, d'un couple instantané C délivré par le moteur thermique 1 et de la température T mesurée en amont du filtre à particules 5. La figure 3 représente un profil de roulage selon le critère de roulage à court terme dans lequel le profil de roulage est une fonction en escalier comportant diverses plages de fonctionnement P1, P2, P3, P4. Une première plage P1 est une plage où le critère de roulage à court terme CT est compris entre 0% et 20% pour lequel une régénération est quasiment impossible au régime ralenti standard, il en résulte qu'un régime R du moteur thermique 1 est porté à un régime de ralenti lors de la régénération R1 de 1250 tours/min. Une deuxième plage P2 est une plage où le critère de roulage à court terme CT est compris entre 20% et 40%, ce critère étant plus favorable que celui de la première plage P1, le régime R du moteur thermique 1 est porté à un régime de ralenti lors de la régénération R1 de 1000 tours/min. Une troisième plage P3 est une plage où le critère de roulage à court terme CT est compris entre 40% et 50%, ce critère étant plus favorable que celui de la deuxième plage P2, le régime R du moteur thermique 1 est porté à un régime de ralenti lors de la régénération R1 de 900 tours/min. Enfin, une quatrième plage P4 est une plage où le critère de roulage à court terme CT est compris entre 50% et 100%, ce critère étant plus favorable que celui de la troisième plage P3, le régime R du moteur thermique 1 est maintenu au régime ralenti standard de 800 tours/min.
  • Le régime de ralenti lors de la régénération R1 est préférentiellement une fonction décroissante du critère de roulage à court terme CT.
  • Il en résulte finalement que la mise en oeuvre du moteur thermique 1 au régime de ralenti lors de la régénération R1 résulte du meilleur compromis possible entre une régénération efficace du filtre à particules 5 et une minimisation à la fois d'une consommation de carburant et d'une émission de polluants par le moteur thermique 1.
  • On pourra par exemple se reporter au tableau de résultats suivant :
    Température moyenne entrée FAP Durée de RG théorique % suies brûlées en 15 min.
    Ralenti standard 351 °C > 15 min. 1%
    Ralenti augmenté : 1000 rpm 483 °C 15,5 min. 87%
    Ralenti augmenté : 1250 rpm 518 °C 10,2 min. 100%
    Ralenti augmenté : 1500 rpm 550 °C 9min. 100%
  • Dans lequel figurent la température moyenne T des gaz d'échappement 2 en entrée du filtre à particules 5 pendant la régénération, une durée de régénération théorique ainsi qu'un pourcentage de suies théoriques brûlées en quinze minutes pour divers régimes R du moteur thermique et notamment le régime de ralenti standard R0 et divers régimes de ralenti lors de la régénération R1 compris entre 1000 tours/min et 1500 tours/min.
  • Il est observable qu'avec un régime de ralenti augmenté, le pourcentage de suies brûlées en quinze minutes augmente significativement pour des durées de régénération qui sont acceptables.
  • Enfin, ces dispositions sont telles que dans le cas où le moteur thermique 1 est constitutif d'un moteur hybride, une régénération du filtre à particules 5 est obtenu de manière satisfaisante tout en maintenant un entraînement d'un système d'avancement du véhicule automobile uniquement par le moteur électrique 1', notamment lors d'une phase de découplage du moteur thermique 1 d'avec le système d'avancement du véhicule automobile.
  • Le passage du régime de ralenti R du moteur thermique 1 depuis un régime de ralenti standard R0 à un régime de ralenti lors de la régénération R1 provoque une augmentation de nuisance sonore pour un utilisateur placé à l'intérieur du véhicule automobile. C'est pourquoi la présente invention propose avantageusement que l'étape de mise en oeuvre A1 du moteur thermique 1 à un régime de ralenti lors de la régénération R1 est accompagnée de l'étape de synthèse B d'une ambiance sonore à l'intérieur du véhicule automobile.
  • Selon une variante préférée illustrée sur la figure 2, de l'étape de synthèse B d'une ambiance sonore à l'intérieur du véhicule automobile est anticipée d'un laps de temps L pour améliorer un ressenti acoustique de l'utilisateur du véhicule automobile. A titre indicatif, le laps de temps L est par exemple compris entre une minute et cinq minutes. Selon une autre variante non représentée, le laps de temps L est nul, l'étape de synthèse B d'une ambiance sonore à l'intérieur du véhicule automobile et que l'étape de mise en oeuvre A1 du moteur thermique 1 à un régime de ralenti lors de la régénération R1 débutent simultanément.
  • Sur les figures 4 à 12, une forme de réalisation de l'étape de synthèse B d'une ambiance sonore à l'intérieur du véhicule automobile est illustrée.
  • L'ensemble des figures 4 à 12 est décrit dans le cadre d'un signal sonore d'origine numérique stocké sous la forme d'une succession d'échantillons au cours du temps. La fenêtre glissante conserve préférentiellement une forme et une largeur constante tout au long de la phase d'extraction des parties du signal sonore d'origine. La figure 4 représente schématiquement un exemple de mise en évidence de la fenêtre glissante utilisée l'étape de synthèse B d'une ambiance sonore à l'intérieur du véhicule automobile. Pour des raisons de clarté, l'échelle entre les différentes positions de la fenêtre glissante, n'est pas respectée. Un signal sonore d'origine sso2 est stocké en fonction du temps t dans une mémoire. En ordonnée, c'est la pression acoustique exprimée en Pascals, qui représente l'amplitude du signal sonore d'origine.
  • Les fenêtres F1 à F5 représentent en fait cinq positions F1, F2, F3, F4 et F5 de la fenêtre glissante. C'est l'application d'une fenêtre F1 à F5 au signal sonore d'origine sso2, pendant l'étape d'extraction, qui donne certaines des parties extraites du signal sonore d'origine qui vont être utilisées pour réaliser la synthèse du signal sonore de restitution. Les parties extraites du signal sonore d'origine qui vont être utilisés pour réaliser la synthèse du signal sonore de restitution sont encore appelées des grains. L'étape d'extraction est comme une étape d'application de plusieurs fenêtres, c'est-à-dire d'application de plusieurs positions de la fenêtre glissante. L'écart pg entre les fenêtres F1 et F2 représente le pas de glissement pg, c'est-à-dire le plus petit écart qu'il peut y avoir entre deux positions contiguës de la fenêtre glissante. La taille de pas de glissement pg peut varier de quelques échantillons, même éventuellement un nombre notable d'échantillons, jusqu'à de manière avantageuse un seul échantillon pour conserver une richesse maximale dans les possibilités offertes pour extraire des parties du signal sonore d'origine sso2. La fenêtre F2 présente une largeur d qui restera préférentiellement constante au cours du temps, mais qui pourrait éventuellement varier en fonction de l'un des paramètres de conduite du véhicule, par exemple la vitesse du véhicule. La fenêtre F2 est positionnée à l'instant ti sur l'axe du temps t. Si la fenêtre glissante doit rester à la position de l'instant ti plusieurs fois, et afin d'éviter les phénomènes parasites issus d'une lecture en boucle d'une même portion du signal sonore d'origine sso2, au lieu d'utiliser plusieurs fois de suite la fenêtre F2, on peut faire des petits déplacements de la fenêtre F2 autour de la position de l'instant ti. L'un de ces déplacements d'une longueur d'translate la fenêtre glissante et on passe de la fenêtre F2 à la fenêtre F3. On peut ensuite passer à une autre fenêtre F3bis décalée de la fenêtre F2 d'une longueur d'vers la gauche. On peut après cela, passer à une autre fenêtre F3ter décalée de la fenêtre F2 d'une longueur d", inférieure à la longueur d' et non représentée pour des raisons de clarté, vers la droite, ou bien revenir à la fenêtre F2. Ce type de petit déplacement autour d'une position nominale est reproduite au niveau de l'instant ti+n au voisinage duquel les fenêtres F4 et F5 correspondant toutes deux à l'instant ti+n , sont séparées par une longueur d' de déplacement entre elles.
  • Dans un exemple numérique préférentiel, la fréquence d'échantillonnage du signal sonore d'origine sso2 ou sso1 valant environ 45kHz, par exemple 44.100 Hz, le pas de glissement correspondant à la valeur d'un échantillon vaut environ 23 s, la largeur d'une fenêtre vaut environ 100 ms, la longueur des petits déplacements d'une fenêtre autour d'une position nominale destinée à être répétée plusieurs fois, reste bornée par un intervalle de plus ou moins 5 ms autour de la position nominale ; la densité spectrale qui est le nombre de grains ou parties extraites du signal sonore d'origine est avantageusement d'environ 16 grains par seconde. Avec le signal sonore d'origine sso2, sont également stockés en mémoire d'autres paramètres permettant d'utiliser ce signal sonore d'origine, sso2, comme par exemple la largeur de fenêtre encore appelée durée de grain, la longueur des petits déplacements de la fenêtre glissante autour d'une position nominale, l'écart entre deux positions de lecture nominale correspondant à deux instants de lecture consécutifs, le nombre de grains lus par seconde encore appelé densité de grain. La figure 5 représente schématiquement un exemple de synoptique du déroulement de l'étape de synthèse B d'une ambiance sonore à l'intérieur du véhicule automobile. Plusieurs paramètres de conduite pc sont utilisés pour piloter l'étape d'extraction. Parmi ces paramètres sont utilisés le régime moteur RPM exprimé en rotations par minute rpm, l'enfoncement de la pédale d'accélérateur EP exprimé en pourcentage %, la vitesse du véhicule V exprimée en kilomètres par heure km/h. Dans une partie P1 du système, ces différents paramètres de conduite sont régulièrement rafraîchis, par exemple toutes les 10ms par lecture sur un réseau automobile par exemple de type CAN. En effet, le régime moteur, l'enfoncement pédale et la vitesse véhicule sont tous disponibles sur le réseau automobile CAN.
  • Dans une partie P2 du système sont stockés des signaux sonores d'origine, par exemple les signaux sonores d'origine sso1 et sso2, dans des mémoires distinctes. Respectivement associées aux signaux sonores sso1 et sso2, sont stockées des cartographies cs1 et cs2. La cartographie cs1, associée au signal sonore d'origine sso1, contient deux cartographies élémentaires, csl1 et csl2. La cartographie élémentaire csl1 représente un premier gabarit de la position nominale, en fonction de la vitesse du véhicule, de la fenêtre glissante utilisée. A un instant de mesure donné, la cartographie élémentaire csl1 permet d'associer à la valeur de la vitesse véhicule une position nominale, le long du signal sonore d'origine sso1, à la fenêtre glissante. Sur la portion de signal sonore d'origine sso1 sélectionnée, on applique un gain pour obtenir la partie extraite du signal sonore d'origine sso1 qui sera utilisée par la synthèse du signal sonore de restitution. Ce gain est donné par la cartographie élémentaire csl2 grâce à la valeur de l'enfoncement de la pédale d'accélération audit instant de mesure donné. A un instant de mesure donnée, la partie extraite du signal sonore d'origine sso1 est un grain du signal sonore d'origine sso1.
  • La cartographie cs2, associée au signal sonore d'origine sso2, contient aussi deux cartographies élémentaires, cs21 et cs22. La cartographie élémentaire cs21 représente un deuxième gabarit de la position nominale, différent du premier gabarit, en fonction de la vitesse du véhicule, de la fenêtre glissante utilisée. La cartographie élémentaire cs22 représente un deuxième gabarit, différent du premier gabarit, en fonction de l'enfoncement de la pédale d'accélération, du gain appliqué sur la fenêtre glissante utilisée. La cartographie élémentaire cs22 pourrait représenter le cas échéant un autre gabarit, en fonction de l'un des paramètres de conduite ou en fonction d'une combinaison linéaire de ces paramètres de conduite, de la modification de hauteur du grain, correspondant à une translation spectrale de la partie extraite de signal sonore d'origine. Il peut aussi bien sûr y avoir plus de deux signaux sonores d'origine stockés. Au niveau de l'étape de sélection, l'un ou l'autre ou bien l'un et l'autre, des signaux sonores d'origine sso1 et sso2 peuvent être sélectionnés. Selon le ou les signaux sonores d'origine sélectionné, sso1 et ou sso2, la ou les cartographies correspondantes, cs1 et ou cs2, sont utilisées pour piloter l'étape d'extraction. En plus d'au moins un signal sonore d'origine, il peut être choisi ou non d'ajouter un signal tonal à générer, ou d'ailleurs même plusieurs signaux tonals à générer. Ce signal tonal est généré à l'aide d'une cartographie cs3 comprenant deux cartographies élémentaires cs31 et cs32. La cartographie élémentaire cs31 représente pour différentes harmoniques d'une fréquence fondamentale, la courbe de gain en dB en fonction du régime moteur. Sur la figure 2, pour des raisons de clarté, une seule courbe de gain est représentée, mais il y a en fait une telle courbe de gain pour chaque harmonique. La cartographie élémentaire cs32 représente pour l'ensemble constitué par les différentes harmoniques d'une fréquence fondamentale ainsi que par ladite fréquence fondamentale, la courbe de gain global en dB (décibels) en fonction d'une combinaison linéaire de la vitesse véhicule et de l'enfoncement pédale.
  • Dans une partie P3 du système se trouvent différents traitements DSP1 et DSP2 permettant respectivement de synthétiser un signal à partir des jeux de parties extraites respectivement des signaux sonores d'origine sso1 et sso2 tout d'abord par extraction des parties extraites des signaux sonores d'origine à l'aide des cartographies stockées dans la partie P2 du système et ensuite par concaténation des différents grains ou parties extraites du signal sonore d'origine, éventuellement préalablement filtrés. Un autre traitement DSP3 permet de calculer un signal de synthèse tonal à ajouter à l'un et ou à l'autre des signaux synthétisés à partir des signaux sonores d'origine sso1 et sso2. Le calcul utilise la cartographie cs3 pour générer le signal de synthèse tonal. Un sommateur S permet de sommer les signaux synthétisés à partir des signaux sonores d'origine sso1 et sso2 si ces deux signaux ont été synthétisés et de garder celui des signaux qui a été synthétisé s'il n'y en a eu qu'un seul. Le sommateur S permet également d'ajouter, au signal synthétisé à partir d'un signal sonore d'origine ou le cas échéant à la somme des signaux synthétisés à partir des signaux sonores d'origine sso1 et sso2, le signal de synthèse tonal généré par calcul s'il y en a un. Sur la sortie du sommateur S, se trouve le signal sonore de restitution. Dans une partie P4 du système, le signal sonore de restitution est envoyé sur une voie audio HP, par exemple un haut-parleur HP, pour être restitué dans l'habitacle du véhicule. Préalablement à son envoi sur la voie audio HP de restitution, et après sa sortie du sommateur S, le signal sonore de restitution peut avoir été filtré et ou amplifié. La figure 6 représente schématiquement un autre exemple de mise en évidence de la fenêtre glissante utilisée dans le procédé de synthèse selon l'invention. Les fenêtres F6, F7, F8 et F9 représentent quatre fenêtres de largeur d que l'on applique successivement sur le signal sonore d'origine sso1 différent du signal sonore d'origine sso2 de la figure 4. Parmi les quatre fenêtres F6 à F9, il y a d'une fenêtre à la suivante un recouvrement important pour assurer une bonne continuité lors de la restitution du signal sonore de restitution synthétisé. On obtient quatre parties extraites du signal sonore d'origine sso1 qui vont être concaténées entre elles pour donner une séquence par exemple d'accélération du signal sonore de restitution synthétisé, notamment si le signal sonore d'origine sso1 correspond à un bruit enregistré dont l'amplitude augmente. On traduirait ainsi sur une berline le bruit d'un rugissement de lion qui s'amplifie. La concaténation elle-même peut être une concaténation simple, chaque partie extraite l'une à la suite de l'autre, ou une concaténation plus complexe, où l'on commence déjà à rejouer la partie extraite suivante pendant que l'on rejoue la partie extraite précédente avant même que celle-ci soit terminée. Ce recouvrement dans la concaténation des parties extraites pour rejouer lesdites parties extraites est préférentiel. En effet, préférentiellement, après l'étape de synthèse, se trouve une étape de restitution sonore du signal sonore de restitution au cours de laquelle lesdites parties extraites contiguës se recouvrent partiellement. Ainsi, la continuité du son rejoué est bien assurée. La figure 7 représente schématiquement un exemple de gabarit de la position nominale, en fonction de la vitesse du véhicule, de la fenêtre glissante utilisée dans le procédé de synthèse selon l'invention. L'endroit du signal sonore d'origine où la fenêtre glissante sera appliquée ne dépend ici que de la vitesse véhicule. Ce gabarit établit une correspondance entre d'une part la vitesse du véhicule conduit et d'autre part la séquence temporelle retenue du signal sonore d'origine utilisé. Cette correspondance est effectuée en fonction d'un effet sonore recherché. A chaque effet sonore recherché correspond un tracé différent de la courbe représentant le gabarit. Si le véhicule conduit ralentit de la vitesse véhicule vi+n à la vitesse véhicule vi, la fenêtre glissante se déplacera, de droite à gauche sur l'axe du temps, de la position nominale correspondant à l'instant ti+n du signal sonore d'origine sso1 à la position nominale correspondant à l'instant ti du signal sonore d'origine sso1. Si le véhicule conduit accélère de la vitesse véhicule vi à la vitesse véhicule vi+n, la fenêtre glissante se déplacera, de gauche à droite sur l'axe du temps, de la position nominale correspondant à l'instant ti du signal sonore d'origine sso1 à la position nominale correspondant à l'instant ti+n du signal sonore d'origine sso1. A chaque instant de mesure donné, une valeur de la vitesse véhicule est déterminée et la valeur de position nominale correspondante est lue en ordonnée. La figure 8 représente schématiquement un exemple de gabarit, en fonction de l'enfoncement de la pédale d'accélération, du gain appliqué sur la fenêtre glissante utilisée dans le procédé de synthèse selon l'invention. Là encore, la courbe de gain dépend de l'effet sonore recherché. En général, un accroissement de l'enfoncement pédale augmente le gain donc le volume sonore global, tandis qu'un relâchement de l'enfoncement pédale diminue le gain donc le volume sonore global. A chaque instant de mesure donné, une valeur de l'enfoncement pédale est déterminée et la valeur du gain à appliquer correspondante est lue en ordonnée. La figure 9 représente schématiquement un autre exemple de gabarit de la position nominale, en fonction de la vitesse du véhicule, de la fenêtre glissante utilisée dans le procédé de synthèse selon l'invention. Le fonctionnement de la figure 9 est similaire à celui de la figure 7.
  • La figure 10 représente schématiquement un autre exemple de gabarit, en fonction de l'enfoncement de la pédale d'accélération, du gain appliqué sur la fenêtre glissante utilisée dans le procédé de synthèse selon l'invention. Le fonctionnement de la figure 10 est similaire à celui de la figure 8. La figure 11 représente schématiquement un exemple de gabarit, en fonction du régime moteur, du gain appliqué sur une harmonique h donnée de la fréquence fondamentale d'un signal tonal utilisé dans le procédé de synthèse selon l'invention. En fait, une courbe comme celle représentée sur la figure 11 existe aussi bien pour la fréquence fondamentale (si elle est présente) que pour chacune des harmoniques associées à la fréquence fondamentale qui sont utilisées 1s (lesquelles peuvent être utilisées sans la fréquence fondamentale). Sur la figure 11, seule une courbe a été représentée pour des raisons de clarté. La figure 12 représente schématiquement un exemple de gabarit, en fonction d'une combinaison linéaire de la vitesse du véhicule et de l'enfoncement de la pédale d'accélérateur, du gain global appliqué à l'ensemble d'un signal tonal reconstitué utilisé dans le procédé de synthèse selon l'invention. A chaque instant de mesure donné, on calcule la combinaison linéaire des paramètres de conduite représentée en abscisse. On y associe un gain global correspondant qui est lu en ordonnée. Ce gain global est appliqué sur la somme des harmoniques et de la fréquence fondamentale obtenue à partir des différentes courbes de la figure 11. Sur l'ensemble des figures, des courbes donnant des valeurs en ordonnée en fonction de valeurs en abscisse sont représentées et on parle de lecture en ordonnée parce que cela explique clairement le processus. En réalité, l'ensemble de ces courbes et gabarits peuvent être intégrés dans un microprocesseur qui fait directement l'ensemble des calculs à partir des valeurs des paramètres de conduite en entrée, et qui fournit en sortie le signal sonore de restitution à envoyer sur une voie audio. Le microprocesseur effectuant toutes les opérations de traitement et ou de calcul, notamment sur les signaux sonores d'origine sso1 et sso2 respectivement à l'aide des cartographies cs1 et cs2, regroupe en fait les traitements DSP1 et DSP2 ainsi que le cas échéant le traitement DSP3.
  • En se reportant à nouveau sur la figure 1, un dispositif de régénération 100 pour la mise en oeuvre d'un tel procédé de régénération A comprend un superviseur 101 du filtre à particules 5 qui est en relation avec le moteur thermique 1 et le filtre à particules 5. Le dispositif de régénération 100 est aussi en relation avec un capteur de température 102 logé à l'intérieur de la ligne d'échappement 3 en amont du filtre à particules 5 selon un sens d'écoulement 6 des gaz d'échappement 2 à l'intérieur de la ligne d'échappement 3. Le capteur de température 102 est apte à mesurer la température T des gaz d'échappement 2 en en amont du filtre à particules 5 selon un sens d'écoulement 6 des gaz d'échappement 2 à l'intérieur de la ligne d'échappement 3. Le dispositif de régénération 100 est enfin en relation avec un dispositif de synthèse 103 d'une ambiance sonore à l'intérieur du véhicule automobile qui est apte à mettre en oeuvre ladite étape de synthèse B.
  • Comme indiqué plus haut, si l'exemple décrit concerne plutôt un moteur thermique de type Diesel, l'invention s'applique également aux moteurs thermiques de type essence, avec quelques éventuellement quelques adaptations à apporter, comme une modification de l'avance à l'allumage au lieu du sous-calage de l'injection principale. Et, que le moteur soit de type Diesel ou essence, il peut en outre être de type hybride électrique en y associant une machine électrique ou hybride pneumatique en y associant un réservoir de gaz comprimé.

Claims (10)

  1. Procédé de régénération (A) d'un filtre à particules (5) logé à l'intérieur d'une ligne d'échappement (3) équipant un moteur thermique (1) ou hybride thermique-électrique ou hybride thermique-pneumatique, dont est pourvu un véhicule automobile, le procédé de régénération (A) comprenant une étape d'augmentation (A) d'une température (T) de gaz d'échappement (2) circulant à l'intérieur de la ligne d'échappement (3) en amont du filtre à particules (5) selon un sens d'écoulement (6) des gaz d'échappement (2) à l'intérieur de la ligne d'échappement (3), l'étape d'augmentation (A) comprenant une étape de mise en oeuvre (A1) du moteur thermique (1) à un régime de ralenti lors de la régénération (R1) qui est supérieur à un régime de ralenti standard (R0), caractérisé en ce que l'étape de mise en oeuvre (A1) du moteur thermique (1) au régime de ralenti lors de la régénération (R1) est simultanée à une étape de synthèse (B) d'une ambiance sonore à l'intérieur du véhicule automobile.
  2. Procédé de régénération (A) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le régime de ralenti lors de la régénération (R1) est fonction d'un critère de roulage à court terme (CT).
  3. Procédé de régénération (A) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le régime de ralenti lors de la régénération (R1) est une fonction décroissante du critère de roulage à court terme (CT).
  4. Procédé de régénération (A) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le régime de ralenti lors de la régénération (R1) est une fonction en escalier du critère de roulage à court terme (CT).
  5. Procédé de régénération (A) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de synthèse (B) d'une ambiance sonore à l'intérieur du véhicule automobile est anticipée d'un laps de temps (L) par rapport à l'étape de mise en oeuvre (A1) du moteur thermique (1) au régime de ralenti lors de la régénération (R1).
  6. Procédé de régénération (A) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de synthèse (B) d'une ambiance sonore à l'intérieur du véhicule automobile comprend :
    - une étape de sélection d'un signal sonore d'origine (sso1,sso2) stocké sous la forme d'une ou de plusieurs caractéristiques en fonction du temps (t) ;
    - une étape d'extraction de plusieurs parties dudit signal sonore d'origine à partir d'un ou de plusieurs paramètres de conduite (pc) du véhicule automobile;
    - une étape de synthèse au cours du temps d'un signal sonore de restitution à partir desdites parties dudit signal sonore d'origine (sso1, sso2);
    lesdites parties dudit signal sonore d'origine (sso1, sso2) étant extraites, dans l'étape d'extraction, par application, sur le signal sonore d'origine (sso1, sso2), d'une fenêtre temporelle (F1 à F9) glissante dont les positions sur l'axe du temps (t) sont fonction du ou des paramètres de conduite (pc) du véhicule respectivement à différents instants de conduite du véhicule automobile.
  7. Dispositif de régénération (100) pour la mise en oeuvre d'un procédé de régénération (A) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de régénération (100) comprend un superviseur (101) du filtre à particules (5) qui est en relation avec le moteur thermique (1) ou hybride thermique-électrique ou hybride thermique-pneumatique et le filtre à particules (5).
  8. Dispositif de régénération (100) selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif de régénération (100) est en relation avec un capteur de température (102) logé à l'intérieur de la ligne d'échappement (3) en amont du filtre à particules (5) selon un sens d'écoulement (6) des gaz d'échappement (2) à l'intérieur de la ligne d'échappement (3).
  9. Dispositif de régénération (100) selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que le dispositif de régénération (100) est en relation avec un dispositif de synthèse (103) d'une ambiance sonore à l'intérieur du véhicule automobile apte à mettre en oeuvre l'étape de synthèse (B).
  10. Véhicule automobile équipé d'un dispositif de régénération (100) selon l'une quelconque des revendications 7 à 9.
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