FR2862705A1 - Systeme d'aide a la regeneration de moyens de depollution integres dans une ligne d'echappement d'un moteur de vehicule automobile - Google Patents

Systeme d'aide a la regeneration de moyens de depollution integres dans une ligne d'echappement d'un moteur de vehicule automobile Download PDF

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Abstract

Ce système d'aide à la régénération de moyens de dépollution (1) intégrés dans une ligne d'échappement (2) d'un moteur Diesel (3) de véhicule automobile, dans lequel le moteur est associé à des moyens (6) d'alimentation à rampe commune d'injection de carburant, selon au moins une post-injection, et adaptés pour mettre en oeuvre, à iso-couple, par modification de paramètres de contrôle du fonctionnement du moteur au moins deux stratégies de régénération de premier et de second niveaux (8, 9), 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, est caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens (6,7) d'enclenchement temporaire d'une stratégie de second niveau surcalibré (10), à iso-couple, pour obtenir un niveau thermique plus élevé et donc accélérer la mise en température de la ligne d'échappement (2) et/ou la régénération des moyens de dépollution (1).

Description

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 oeuvre, 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 oeuvre 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: Cycles EUDC - température en entrée du FAP de 600 C atteinte en 200 sec. au lieu de 600 sec. avec l'aide de
RG
- température en entrée du FAP de 650 C atteinte en 220 sec. alors que cette température n'est jamais atteinte en aide à la RG standard température en entrée du FAP de 500 c atteinte en 100 sec. au lieu de 150 sec. avec l'aide à la
RG
Cycle Ville - température en entrée FAP de 550 C atteinte en 105 sec. au lieu de 300 sec. avec l'aide à la
RG
- température en entrée FAP de 600 C atteinte en 150 sec. alors que cette température n'est jamais atteinte en aide à la RG standard 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.

Claims (6)

REVENDICATIONS
1. Système d'aide à la régénération de moyens de dépollution (1) intégrés dans une ligne d'échappement (2) d'un moteur Diesel (3) de véhicule automobile, dans lequel le moteur (3) 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 oeuvre, à iso-couple, par modification de paramètres du contrôle du fonctionnement du moteur au moins deux stratégies de régénération de premier et de second niveaux (8, 9), 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 (6,7) d'enclenchement temporaire d'une stratégie de second niveau surcalibré (10), 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.
2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de dépollution comprennent des moyens formant catalyseur d'oxydation (4).
3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de dépollution comprennent un filtre à particules (5).
4. Système selon la revendication 1,2 ou 3, caractérisé en ce que les 20 moyens de dépollution comprennent un piège à NOx.
5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que 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.
6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moteur est associé à un turbocompresseur.
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