FR2928410A1 - Procede de regeneration d'un filtre a particules d'une ligne d'echappement d'un moteur a combustion interne - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de régénération d'un filtre à particules (12) d'une ligne d'échappement (16) d'un moteur à combustion interne selon lequel on utilise un dispositif (100) de recirculation double boucle des gaz d'échappement comportant une première conduite de recirculation (17) dite « haute pression » piquée sur la ligne d'échappement (16) en amont d'une turbine (9) d'un turbocompresseur (14) et débouchant dans le répartiteur d'admission (6) en aval d'un compresseur (2) dudit turbocompresseur et une deuxième conduite de recirculation (41) dite « basse pression » piquée sur la ligne d'échappement en aval de ladite turbine et d'un filtre à particules (12) et débouchant dans une conduite d'admission en amont dudit compresseur pour réaliser les étapes suivantes :- on estime la charge et le régime du moteur à combustion interne ;- si la charge et le régime estimés sont respectivement inférieurs à une première valeur seuil de charge (CS1) et une première valeur seuil de régime (RS1), on introduit dans la chambre de combustion (23) des gaz d'échappement « chauds » (non refroidis dans le répartiteur d'admission ou peu refroidis en amont du compresseur).

Description

1 DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concerne un procédé de régénération d'un filtre à particules d'une ligne d'échappement d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile.
ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE Les moteurs à combustion interne émettent dans leurs gaz d'échappement des hydrocarbures imbrûlés, des particules de suies et des molécules d'oxydes d'azote polluantes. Afin de limiter ces émissions polluantes, des dispositifs de traitement des gaz d'échappement sont implantés sur la ligne d'échappement en aval de la chambre de combustion. Ces dispositifs de traitement des gaz d'échappement comprennent notamment un filtre à particules placé en aval d'un catalyseur d'oxydation. Celui-ci fonctionne selon deux phases de fonctionnement alternées : dans une première phase, dite de fonctionnement normal, le filtre à particules piège les particules de suies présentes dans les gaz d'échappement qui le traversent. Dans une deuxième phase, dite de régénération, on brûle les particules piégées à l'intérieur du filtre en élevant fortement sa température. Les produits issus de cette combustion sont acheminés vers l'extérieur du système dans les gaz d'échappement.
Pour réaliser cette phase de régénération, la température à l'entrée du filtre à particules atteint une valeur comprise entre 600 et 700°C, environ égale à 650°C. Le fonctionnement du moteur est généralement caractérisé par son régime, c'est-à-dire le nombre de cycles effectués par le moteur par unité de 25 temps, mesuré en tours par minute, et sa charge. La charge du moteur est le rapport du travail fourni par le moteur à un certain régime sur le travail maximal possible à ce régime. On mesure ce travail en calculant par exemple la pression moyenne effective définie comme l'image de l'énergie mécanique produite par litre de cylindrée et par cycle, exprimée en bars. .30 Lors du fonctionnement normal du véhicule, les températures de régénération du filtre à particules ne sont atteintes que dans une très petite zone de fonctionnement, c'est-à-dire pour des plages de régime et de charge très réduites. Dans ces plages de fonctionnement, le filtre à particules subit une régénération passive. 35 II est également prévu d'autres phases de régénération actives. Pour amener le filtre à particules à la température de régénération, on modifie le motif 2 d'injection du carburant dans la chambre de combustion (par exemple, en augmentant le nombre d'injections par cycle moteur ou la durée des injections, ou encore le moment de l'injection dans le cycle) afin d'élever la température des gaz d'échappement traversant le filtre à particules.
On effectue notamment des injections de carburant supplémentaires appelée post-injections dans la chambre de combustion, après l'injection principale, tardivement au cours du cycle du moteur. On réalise par exemple une première post-injection de carburant proche de l'injection principale. La combustion de cette première post-injection élève fortement la température des gaz d'échappement en amont du catalyseur d'oxydation. Il est également connu d'effectuer une seconde post-injection de carburant plus éloignée de l'injection principale dans la chambre de combustion, afin de produire une grande quantité d'hydrocarbures imbrûlés qui réagissent dans le catalyseur d'oxydation selon une réaction exotherme et contribuent donc à élever la température du filtre à particules. Cependant, l'efficacité de combustion du carburant injecté lors des post-injections étant faible, une partie du carburant injecté en post-injection n'est pas brûlée, ce qui entraîne une dilution importante de carburant dans l'huile du moteur.
Cette dilution dégrade les propriétés lubrifiantes de l'huile, qui doit être remplacée d'autant plus souvent que la quantité de carburant injectée en post-injection est plus grande (sur un point de fonctionnement donné du moteur). De plus, les post-injections éloignées fournissent très peu de couple au moteur, et font donc baisser son rendement, d'où l'augmentation de consommation spécifique dudit moteur.
Il est également connu d'injecter du carburant directement dans la conduite d'échappement grâce à une buse d'injection de carburant additionnelle placée sur la ligne d'échappement. L'injection de carburant directement dans la conduite d'échappement permet d'augmenter la température des gaz d'échappement sans effet de dilution sur l'huile du moteur.
Cependant, l'injection du carburant dans la ligne d'échappement est limitée à certaines plages d'utilisations du moteur dans lesquelles les conditions de vaporisation et d'homogénéisation du carburant dans la conduite d'échappement sont favorables. OBJET DE L'INVENTION Par rapport à l'Etat de la technique précité, la présente invention propose un procédé de régénération du filtre à particules d'une ligne 3 d'échappement, selon lequel on introduit des gaz d'échappement recirculés chauds dans la chambre de combustion afin de limiter la quantité de carburant injectée en post-injection pour réaliser la régénération du filtre à particules, ce qui diminue la dilution de l'huile du moteur et améliore le rendement du moteur.
Plus particulièrement, on propose selon l'invention un procédé de régénération d'un filtre à particules d'une ligne d'échappement d'un moteur à combustion interne selon lequel on utilise un dispositif de recirculation double boucle des gaz d'échappement comportant une première conduite de recirculation dite haute pression piquée sur la ligne d'échappement en amont d'une turbine d'un turbocompresseur et débouchant dans le répartiteur d'admission en aval d'un compresseur dudit turbocompresseur et une deuxième conduite de recirculation dite basse pression piquée sur la ligne d'échappement en aval de ladite turbine et du filtre à particules et débouchant dans une conduite d'admission en amont dudit compresseur pour réaliser les étapes suivantes : - on estime la charge et le régime du moteur à combustion interne ; - si la charge et le régime estimés sont respectivement inférieurs à une première valeur seuil de charge et une première valeur seuil de régime, on introduit dans la chambre de combustion des gaz d'échappement chauds. Les gaz d'échappement dits chauds sont non refroidis dans le répartiteur d'admission 6 ou peu refroidis en amont du compresseur 2. Ainsi, la température du mélange d'air frais et de gaz d'échappement introduit dans la chambre de combustion est augmentée. La température des gaz d'échappement issus de la combustion du carburant dans ce mélange augmente également en conséquence et se rapproche de la température des gaz d'échappement souhaitée pour la régénération du filtre à particules. L'élévation de température complémentaire des gaz d'échappement nécessaire pour déclencher la combustion des particules piégées dans le filtre à particules est donc moins grande, et la quantité de carburant injectée en post-injection pour réaliser cette élévation de température est diminuée.
Sur un point de fonctionnement donnée du moteur à combustion interne, la dilution de carburant dans l'huile étant d'autant plus grande que la quantité decarburant injectée en post-injection est importante, la dilution est diminuée, et les vidanges de l'huile peuvent être plus espacées. De même, la consommation de carburant du moteur diminue.
Selon une première caractéristique avantageuse du procédé selon l'invention si la charge du moteur estimée est inférieure à la première valeur seuil 4 de charge et si le régime estimé du moteur est inférieur à la première valeur seuil de régime inférieure à la première valeur seuil de régime, on dévie une partie des gaz d'échappement dans la première conduite de recirculation pour les introduire dans le répartiteur d'admission.
Dans ces conditions de très faible charge et régime du moteur, les gaz d'échappement ne sont pas très chauds. L'utilisation de la première boucle du dispositif de recirculation double boucle, qui est une conduite de recirculation haute pression, permet d'introduire des gaz d'échappement chauds dans la chambre de combustion, car les gaz d'échappement déviés par cette première conduite de recirculation sont prélevés à la sortie de la chambre de combustion sans les refroidir. Avantageusement alors, on oriente une vanne EGR HP située dans la première conduite de recirculation dans une position d'ouverture au moins partielle, de manière qu'une partie des gaz d'échappement chauds qui circulent dans la conduite d'échappement est acheminée jusqu'au répartiteur d'admission par la première conduite de recirculation et on oriente une vanne EGR BP située dans la deuxième conduite de recirculation dans une position de fermeture totale, de manière qu'aucun gaz d'échappement ne circule dans la deuxième conduite de recirculation.
L'actionnement des vannes EGR HP et EGR BP assure une commande aisée de la recirculation des gaz d'échappement dans la première conduite de recirculation. En pratique, ces vannes peuvent être actionnées par une unité de commande électronique. Dans ces mêmes conditions de fonctionnement moteur, il est aussi possible d'utiliser la deuxième conduite de recirculation, pour cela : - on dévie une partie des gaz d'échappement dans la deuxième conduite de recirculation, qui comporte sur leur trajet un refroidisseur, - on envoie dans la conduite d'admission des gaz d'échappement refroidis, - on réchauffe lesdits gaz d'échappement mélangés à l'air d'admission dans le compresseur avant de les introduire dans la chambre de combustion. Ainsi, dans des conditions de charge et de régime moteur faibles où les gaz d'échappement ne sont pas très chauds, on élève la température de ces gaz d'échappement en augmentant la température du mélange de gaz introduit dans la chambre de combustion. Les gaz d'échappement sont ici prélevés de préférence après les dispositifs de post-traitement situés sur la ligne d'échappement, de sorte que l'encrassement de la conduite d'admission dans laquelle ces gaz sont introduits est limité. La deuxième conduite de recirculation comporte un refroidisseur de sorte 5 que les gaz d'échappement sont refroidis avant d'être introduits dans la conduite d'admission afin de ne pas dégrader celle-ci par une exposition à des températures trop élevées. La deuxième conduite de recirculation débouchant en amont du compresseur, le mélange de gaz d'échappement et d'air frais circulant dans la conduite d'admission est réchauffé par la compression dans le compresseur avant d'être introduit dans la chambre de combustion. On augmente donc la température des gaz d'échappement issus de la combustion du carburant dans ce mélange, ce qui permet de diminuer la quantité de carburant injectée en post-injection dans la chambre de combustion, et donc de 1.5 limiter la dilution de carburant dans l'huile du moteur et la consommation du véhicule. Avantageusement alors, on utilise une conduite de dérivation piquée de part et d'autre d'un refroidisseur disposé sur le trajet des gaz d'échappement dans la ligne d'admission en aval du compresseur dans le sens d'écoulement des gaz 20 d'échappement et : - on oriente un volet d'échappement situé dans la conduite d'échappement en aval de l'entrée de la deuxième conduite de recirculation dans le sens d'écoulement des gaz d'échappement dans une position de fermeture partielle et on oriente la vanne EGR BP dans une position d'ouverture au moins 25 partielle, de manière qu'une partie des gaz d'échappement est acheminée jusqu'à la conduite d'admission par la deuxième conduite de recirculation ; - on oriente un volet by-pass RAS situé dans la conduite d'admission à l'entrée de ladite conduite de dérivation dans une position de fermeture totale de la conduite d'admission de manière que les gaz chauds circulant dans la conduite 30 d'admission circulent dans la conduite de dérivation sans traverser le refroidisseur ; - on oriente la vanne EGR HP dans une position de fermeture totale de la première conduite de recirculation, de manière qu'aucun gaz d'échappement ne circule dans cette première conduite de recirculation. 35 La conduite d'admission comportant classiquement un refroidisseur situé en aval du compresseur, une conduite de dérivation piquée de part et d'autre de 6 ce refroidisseur permet d'acheminer le mélange d'air frais et de gaz d'échappement réchauffé dans le compresseur jusqu'à la chambre de combustion sans qu'il traverse le refroidisseur. L'actionnement des différents volets et vannes décrit ici permet de réaliser aisément l'acheminement des gaz d'échappement dans la chambre de combustion selon le procédé. Selon une autre caractéristique avantageuse du procédé selon l'invention, si la charge est inférieure à une deuxième valeur seuil de charge et le régime est compris entre la première valeur seuil de régime et une deuxième valeur seuil de régime, ou si la charge est comprise entre la première et la deuxième valeur seuil de charge et le régime est inférieur à la deuxième valeur seuil de régime, lesdites deuxièmes valeurs seuil de charge et de régime étant supérieures respectivement aux premières valeurs seuil de charge et de régime, on introduit des gaz d'échappement refroidis dans la chambre de combustion.
Dans des conditions de charge et de régime normales du moteur, on introduit de préférence des gaz d'échappement refroidis dans la chambre de combustion, de façon à abaisser encore plus la quantité d'oxygène introduite dans la chambre de combustion et par conséquent la quantité d'oxydes d'azote produite par la combustion.
Le refroidissement des gaz d'échappement permet d'augmenter la masse de gaz d'échappement que l'on introduit dans la chambre de combustion. Avantageusement alors, on dévie une partie des gaz d'échappement dans la deuxième conduite de recirculation pour l'introduire dans la conduite d'admission et on fait circuler ces gaz d'échappement à travers le refroidisseur de la conduite d'admission de sorte qu'ils sont introduits moins chauds dans la chambre de combustion. Les gaz d'échappement introduits dans la conduite d'admission sont ainsi de plus traités par les dispositifs de post-traitement placés dans la conduite d'échappement. L'encrassement de la conduite d'admission est ainsi limité et les émissions d'oxydes d'azote pendant la régénération active du filtre à particules sont diminuées. Selon une autre caractéristique avantageuse du procédé selon l'invention, - on oriente le volet d'échappement dans une position de fermeture partielle de la conduite d'échappement et la vanne EGR BP dans une position d'ouverture au moins partielle, de manière qu'une partie des gaz d'échappement 7 est acheminée jusqu'à la conduite d'admission par la deuxième conduite de recirculation ; - on oriente le volet by-pass RAS dans une position d'ouverture totale de la conduite d'admission de manière à ce que les gaz chauds circulant dans la conduite d'admission traversent le refroidisseur ; - on oriente la vanne EGR HP dans une position de fermeture totale de la première conduite de recirculation, de manière qu'aucun gaz d'échappement ne circule dans la première conduite de recirculation. L'actionnement des différents volets et vannes décrit ici permet de réaliser aisément l'acheminement des gaz d'échappement dans la chambre de combustion selon le procédé. Selon une autre caractéristique avantageuse du procédé selon l'invention, si la charge et/ou le régime estimés sont respectivement supérieurs à la deuxième valeur seuil de charge et/ou à la deuxième valeur seuil de régime, on ne fait plus recirculer de gaz d'échappement dans la chambre de combustion. Selon une autre caractéristique avantageuse du procédé selon l'invention, - on oriente le volet d'échappement dans une position d'ouverture totale de la conduite d'échappement et la vanne EGR BP dans une position de fermeture totale de la deuxième conduite de recirculation, de manière qu'aucun gaz d'échappement ne soit introduit dans la conduite d'admission par la deuxième conduite de recirculation ; - on oriente le volet by-pass RAS dans une position d'ouverture totale de la conduite d'admission de manière à ce que l'air chaud circulant dans la conduite d'admission traverse le refroidisseur ; - on oriente la vanne EGR HP dans une position de fermeture totale de la première conduite de recirculation, de manière qu'aucun gaz d'échappement ne circule dans la première conduite de recirculation. L'actionnement des différents volets et vannes décrit ici permet donc aussi d'interdire la recirculation des gaz d'échappement dans la chambre de combustion selon le procédé. DESCRIPTION DÉTAILLÉE D'UN EXEMPLE DE RÉALISATION La description qui va suivre, en regard des dessins annexés, donnée à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. La figure unique est une vue schématique des différents organes d'un 8 moteur à combustion interne. Sur la figure unique, on a représenté un moteur à combustion interne suralimenté comportant une chambre de combustion 23 alimentée en air frais par une ligne d'admission 300 et débouchant en aval sur une ligne d'échappement 400. Dans la suite de la description, les termes amont et aval sont définis par rapport au sens d'écoulement des gaz dans la ligne d'admission 300 et d'échappement 400. La ligne d'admission 300 comporte une conduite d'admission 4 dans laquelle circule de l'air frais. Le débit d'air frais est mesuré en entrée de la conduite d'admission 4 par un débitmètre d'air 1. Le moteur comprend un turbocompresseur 14 comportant un compresseur 2 et une turbine entraînante 9. La turbine entraînante 9 est placée dans une conduite d'échappement 16 et entraîne la turbine entraînée 2 placée dans la conduite d'admission 4 afin de comprimer l'air frais y circulant. La conduite d'admission 4 débouche dans un répartiteur d'admission 6. Elle comporte un volet d'admission 5 situé en amont de ce répartiteur d'admission 6 dont l'orientation par rapport à l'axe de la conduite d'admission 4 contrôle le débit d'air frais entrant dans le répartiteur d'admission 6 sur les points de fonctionnement du moteur le nécessitant. Le répartiteur d'admission 6 est relié à une soupape d'admission 21 d'un cylindre 20 du moteur. Le gaz circulant dans la conduite d'admission 4 entre via cette soupape d'admission 21 dans une chambre de combustion 23 du cylindre 20 et il est prévu un injecteur 8 qui injecte le carburant dans cette chambre de combustion 23. Après la combustion, les gaz résiduels d'échappement sont expulsés hors de la chambre de combustion 23 par une soupape d'échappement 22 dans la conduite d'échappement 16. Les gaz d'échappement circulent dans la conduite d'échappement 16 pour arriver à la turbine entraînante 9 du turbocompresseur 14. Ils traversent ensuite des dispositifs de traitement 11, 12 des gaz d'échappement comportant un catalyseur d'oxydation 11 placé en amont d'un filtre à particules 12 de la ligne d'échappement 400. Le moteur comporte également un dispositif 100 de recirculation des gaz d'échappement dit double boucle . Ce dispositif 100 de recirculation comporte une conduite de recirculation 41 dite basse pression , qui présente une entrée 9 piquée sur la conduite d'échappement 16, en aval des dispositifs de traitement 11, 12 des gaz d'échappement et qui débouche dans la conduite d'admission 4, en amont du compresseur 2 du turbocompresseur 14. Un dispositif de refroidissement 40 des gaz d'échappement recirculés est placé dans ladite conduite de recirculation 41 basse pression afin de refroidir les gaz d'échappement avant leur introduction dans la conduite d'admission 4. Une partie des gaz d'échappement traités par les dispositifs de traitement 11, 12 peut donc être prélevée par cette conduite de recirculation 41 basse pression pour être acheminée, après refroidissement, dans la conduite d'admission 4 en amont du compresseur 2, où elle se mélange à l'air frais. La fraction de gaz d'échappement circulant dans la conduite de recirculation 41 qui est introduite dans la conduite d'admission 4 est contrôlée par une vanne 43 appelée vanne 43 EGR BP (Exhaust Gaz Recirculation Basse Pression) dont l'orientation détermine la section de passage des gaz d'échappement dans la conduite de recirculation 41. Un volet d'échappement 44 est placé dans la conduite d'échappement 16 en aval de l'entrée de la conduite de recirculation 41 et son orientation fait varier la section de passage des gaz d'échappement dans ladite conduite d'échappement 16.
En particulier, la fermeture de ce volet d'échappement 44, en freinant la circulation des gaz d'échappement dans la conduite d'échappement 16, permet de créer une contre-pression favorisant le prélèvement et l'acheminement des gaz d'échappement dans ladite conduite de recirculation 41. La position de ce volet d'échappement 44 contribue à déterminer la fraction de gaz d'échappement circulant dans la conduite d'échappement 16 qui est prélevée par la conduite de recirculation 41. Une fois mélangés à l'air frais circulant dans la conduite d'admission 4, les gaz d'échappement refroidis traversent le compresseur 2 du turbocompresseur 14.
Cette compression ayant pour effet de réchauffer le mélange, il est prévu sur la ligne d'admission 300, un refroidisseur 3 qui refroidit le mélange en sortie du turbocompresseur 14. Il est également prévu une conduite de dérivation 50 piquée de part et d'autre du refroidisseur 3 et un volet 51 appelé volet 51 by-pass RAS placé dans la conduite d'admission 4 en entrée de cette conduite de dérivation 50. La fermeture de la conduite d'admission 4 par le volet 51 by-pass RAS 10 permet de forcer le passage des gaz circulant dans la conduite d'admission 4 à travers cette conduite de dérivation 50, pour éviter qu'ils ne soient refroidis en traversant le refroidisseur 3. Ceci autorise l'alimentation du répartiteur d'admission 6 en gaz d'échappement recirculés à travers la conduite de recirculation 41 basse pression et réchauffés par leur compression dans le compresseur 2. Le dispositif 100 de recirculation des gaz d'échappement double boucle comporte également une conduite de recirculation 17 dite haute pression qui présente une entrée piquée sur la conduite d'échappement 16, en amont de la turbine 9 du turbocompresseur 14 et qui débouche dans la conduite d'admission 4, en aval du compresseur 2 du turbocompresseur 14, par exemple dans le répartiteur d'admission 6. Une vanne 13 appelée vanne 13 EGR HP (Exhaust Gaz Recirculation Haute Pression) est placée dans la conduite de recirculation 17 haute pression.
Son orientation dans la conduite de recirculation 17 contrôle la quantité de gaz d'échappement circulant dans cette conduite de recirculation 17 et introduite dans le répartiteur d'admission 6. Cette conduite de recirculation 17 ne comporte pas ici de refroidisseur. Alternativement, on peut envisager qu'un refroidisseur est placé dans la conduite de recirculation haute pression, et qu'une conduite de dérivation est piquée de part et d'autre de ce refroidisseur dans la conduite de recirculation haute pression pour permettre de faire circuler les gaz d'échappement soit à travers le refroidisseur soit dans la conduite de dérivation le contournant. Les gaz d'échappement qui ne sont pas prélevés par les conduites de recirculation 41 basse pression ou 17 haute pression circulent dans la conduite d'échappement 16 et sont acheminés vers l'extérieur. Le moteur comporte avantageusement une unité de commande électronique 30 qui commande l'orientation du volet 51 by-pass RAS, du volet d'échappement 44, de la vanne 13 EGR HP et de la vanne 43 EGR BP pour réguler le débit de gaz dans les conduites de recirculation 41 basse pression et 17 haute pression. L'unité de commande électronique 30 commande également ici l'actionnement du volet d'admission 5 et la quantité de carburant injectée par l'injecteur 8 dans la chambre de combustion 23 ainsi que le moment où sont réalisées ces injections. L'unité de commande électronique 30 reçoit également ici d'autres 11 informations transmises par différents capteurs du moteur, dont par exemple le débitmètre 1 qui mesure le débit d'air frais à l'entrée de la conduite d'admission 4. D'autres capteurs (non représentés) fournissent à l'unité de commande électronique 30 des informations sur le fonctionnement du moteur, par exemple la charge et le régime du moteur. Conformément à l'invention, l'unité de commande 30 permet d'utiliser le dispositif de recirculation double boucle dans un procédé de régénération du filtre à particules 12. A partir des informations qu'elle reçoit, l'unité centrale de commande estime la quantité de particules piégées dans le filtre à particules. Si cette quantité de particules piégées estimée est supérieure à une valeur seuil appelée valeur de régénération, une phase de régénération active du filtre à particules 12 est déclenchée. Lors de cette phase de régénération, la température du filtre à particules 12 est augmentée de manière à brûler les particules piégées dans le filtre à particules 12. Les produits résultants de cette combustion sont évacués dans les gaz d'échappement. Afin d'augmenter la température du filtre à particules 12, la température des gaz d'échappement est augmentée.
Pour cela, l'unité de commande électronique 30 commande classiquement une ou plusieurs injections de carburant dans la chambre de combustion retardées par rapport à l'injection principale. Ces injections retardées, appelées post-injections, sont brûlées selon une combustion incomplète, qui ne produit que peu de couple moteur, mais contribue à l'élévation de la température des gaz d'échappement. Selon le procédé de régénération du filtre à particules selon l'invention, pour augmenter la température des gaz d'échappement, on estime la charge et le régime du moteur à combustion interne, et si la charge et le régime estimés sont respectivement inférieurs à une première valeur seuil de charge CS1 et une première valeur seuil de régime RS1, on introduit dans une chambre de combustion du moteur des gaz d'échappement recirculés chauds. En particulier, si la charge du moteur estimée est inférieure à la première valeur seuil de charge CS1 et si le régime estimé du moteur est inférieur à la première valeur seuil de régime RS1 : - on fait circuler des gaz d'échappement chauds dans la conduite de recirculation 17 haute pression ; 12 - on introduit dans le répartiteur d'admission 6 les gaz d'échappement chauds circulant dans la conduite de recirculation 17 haute pression. Ou: - on fait circuler des gaz d'échappement dans la conduite de recirculation 41 basse pression ; - on introduit dans la conduite d'admission 4 les gaz d'échappement circulant dans la conduite de recirculation 41 basse pression refroidis dans le refroidisseur 40 situé dans cette conduite de recirculation 41 basse pression ; - on réchauffe lesdits gaz d'échappement mélangés à lair frais dans le compresseur 2 ; - on fait circuler ce mélange de gaz d'échappement et d'air d'admission dans la conduite de dérivation 50 ; - on introduit dans la chambre de combustion ce mélange gazeux non refroidi.
Enfin, si la charge est inférieure à une deuxième valeur seuil de charge CS2 supérieure à la première valeur seuil de charge CS1 et le régime est compris entre la première valeur seuil de régime RS1 et une deuxième valeur seuil de régime RS2 supérieure à la première valeur seuil de régime RS1, ou si la charge est comprise entre la première valeur seuil de charge CS1 et la deuxième valeur seuil de charge CS2 et le régime est inférieur à la deuxième valeur seuil de régime RS2, on introduit des gaz d'échappement refroidis dans la chambre de combustion 23. En pratique, l'unité de commande électronique 30 estime la charge et le régime du moteur à partir des informations qu'elle reçoit des différents capteurs.
Elle compare la charge et le régime estimés aux premières et deuxièmes valeurs seuil de charge et de régime prédéterminées et enregistrées dans cette unité de commande électronique 30. Si la charge et le régime du moteur estimés sont inférieurs à la première valeur seuil de charge CS1 et à la première valeur seuil de régime RS1, l'unité de commande électronique oriente la vanne 13 EGR HP dans une position d'ouverture au moins partielle, de manière qu'une partie des gaz d'échappement chauds qui circulent dans la conduite d'échappement 16 est acheminée jusqu'au répartiteur d'admission 6 par la conduite de recirculation 17 haute pression et elle oriente la vanne 43 EGR BP dans une position de fermeture totale, de manière qu'aucun gaz d'échappement ne circule dans la conduite de recirculation 41 basse pression. 13 Si la charge et le régime du moteur estimés sont inférieurs à la première valeur seuil de charge CS1 et à la première valeur seuil de régime RS1, l'unité de commande électronique peut également orienter la vanne 43 EGR BP dans une position d'ouverture au moins partielle, de manière qu'une partie des gaz d'échappement est acheminée jusqu'à la conduite d'admission 4 par la conduite de recirculation 41 basse pression et elle oriente la vanne 13 EGR HP dans une position de fermeture totale, de manière qu'aucune recirculation ne s'effectue par la conduite de recirculation 17 haute pression. Elle oriente enfin le volet 51 by-pass RAS de façon à forcer le passage du mélange gazeux dans la conduite de dérivation 50 et ainsi lui éviter de traverser le refroidisseur 3. La première valeur seuil de charge CS1 est par exemple comprise entre 5 et 8 bars de pression effective moyenne. La première valeur seuil de régime RS1 est par exemple comprise entre 2200 et 2800 tours par minute. Le procédé de régénération selon l'invention assure alors une recirculation de gaz d'échappement non refroidis vers le répartiteur d'admission 6 ou refroidis vers l'amont du compresseur 2. La température des gaz d'échappement émis après combustion du carburant dans le mélange de gaz introduit dans la chambre de combustion 23 augmente avec la température de ce mélange. La recirculation de gaz d'échappement vers le répartiteur d'admission 6 ou refroidis vers l'amont du compresseur 2 sans passer ensuite au travers du refroidisseur 3 augmente la température du mélange de gaz introduit dans la chambre de combustion 23 et la température des gaz d'échappement émis augmente. Or, les quantités de carburant injectées en post-injection pour la régénération du filtre à particules sont d'autant plus grandes que les températures des gaz d'échappement sont basses avant l'activation de ces post-injections. Selon le procédé de régénération conforme à l'invention, la quantité de carburant injectée en post-injection pour chauffer le filtre à particules 12 afin d'effectuer sa régénération est donc diminuée. La dilution de carburant dans l'huile du moteur entraînée par la combustion incomplète des injections retardées de carburant dans la chambre de combustion est donc diminuée. Les vidanges de l'huile du moteur par l'utilisateur peuvent alors être plus espacées. La consommation de carburant diminue également. L'apport de gaz d'échappement dans la conduite d'admission abaisse de plus la quantité d'oxygène introduite dans la chambre de combustion 23 et par conséquent la quantité d'oxydes d'azote dans les gaz d'échappement. 14 Si la charge est inférieure à sa deuxième valeur seuil de charge CS2 et le régime est compris entre sa première valeur seuil de régime RS1 et sa deuxième valeur seuil de régime RS2, ou si la charge est comprise entre sa première valeur seuil de charge CS1 et sa deuxième valeur seuil de charge CS2 et le régime est inférieur à sa deuxième valeur seuil de régime RS2, l'unité de commande électronique 30 oriente le volet d'échappement 44 dans une position de fermeture partielle de la conduite d'échappement et la vanne 43 EGR BP dans une position d'ouverture au moins partielle de la conduite de recirculation 41 basse pression, de manière qu'une partie des gaz d'échappement chauds qui circulent dans la conduite d'échappement 16 est acheminée jusqu'à la conduite d'admission 4 par la conduite de recirculation 41 basse pression. L'unité de commande électronique 30 oriente également le volet 51 by-pass RAS dans une position de fermeture totale de la conduite de dérivation 50 de manière que les gaz chauds circulants en aval du compresseur 2 dans la conduite d'admission 4 traversent le refroidisseur 3. Elle oriente enfin la vanne 13 EGR HP dans une position de fermeture totale de la conduite de recirculation 17 haute pression, de manière qu'aucun gaz d'échappement ne circule dans cette conduite. La deuxième valeur seuil de charge CS2 est par exemple comprise entre 9 et 14 bars. La deuxième valeur seuil de régime RS2 est par exemple comprise entre 2900 et 3500 tours par minute. Dans ces conditions de forte charge et fort régime du moteur, les températures des gaz en aval du compresseur 2 sont trop élevées pour autoriser l'utilisation de la conduite de dérivation 50 du refroidisseur 3.
Malgré cela, la dilution de carburant dans l'huile du moteur et la consommation de carburant diminuent sensiblement grâce à la présence des gaz EGR recirculés dans la chambre de combustion 23 qui contribuent à la diminution de la quantité globale de post-injection. L'apport de gaz d'échappement dans la conduite d'admission 4 abaisse de plus la quantité d'oxygène introduite dans la chambre de combustion 23 et par conséquent la quantité d'oxydes d'azote produite par la combustion. Les gaz d'échappement introduits dans la conduite d'admission 4 étant de plus traités par les dispositifs de post-traitement 11, 12, l'encrassement de la conduite d'admission 4 est limité.
Le refroidissement des gaz d'échappement avant leur introduction dans la conduite d'admission 4 permet d'augmenter leur densité. Ainsi, pour un même 15 débit de gaz d'échappement, la masse de gaz d'échappement admise dans la chambre de combustion 23 est augmentée, et la quantité d'oxygène est diminuée, ce qui limite la production de molécules d'oxydes d'azote dans les gaz d'échappement. Les performances de dépollution du moteur sont donc augmentées. Si la charge et/ou le régime estimés sont respectivement supérieurs à la deuxième valeur seuil de charge CS2 et/ou à la deuxième valeur seuil de régime RS2, l'unité de commande électronique 30 oriente le volet d'échappement 44 dans une position d'ouverture totale de la conduite d'échappement 16 et la vanne 43 EGR BP dans une position de fermeture totale de la conduite de recirculation 41 basse pression, de manière qu'aucun gaz d'échappement ne circule dans la conduite de recirculation 41 basse pression. Elle oriente le volet 51 by-pass RAS dans une position d'ouverture totale de la conduite d'admission 4 de manière à ce que l'air chaud circulant dans la conduite d'admission traversent le refroidisseur 3, et elle oriente la vanne 13 EGR HP dans une position de fermeture totale de la conduite de recirculation 17 haute pression, de manière qu'aucun gaz d'échappement ne circule dans cette conduite de recirculation 17 haute pression. Dans ces conditions de charge élevée et de fort régime du moteur, il n'y a donc plus de réintroduction de gaz d'échappement dans la chambre de combustion 23. La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit.

Claims (6)

REVENDICATIONS
1. Procédé de régénération d'un filtre à particules (12) d'une ligne d'échappement (16) d'un moteur à combustion interne selon lequel on utilise un dispositif (100) de recirculation double boucle des gaz d'échappement comportant une première conduite de recirculation (17) dite haute pression piquée sur la ligne d'échappement (16) en amont d'une turbine (9) d'un turbocompresseur (14) et débouchant dans un répartiteur d'admission (6) en aval d'un compresseur (2) dudit turbocompresseur (14) et une deuxième conduite de recirculation (41) dite basse pression piquée sur la ligne d'échappement (16) en aval de ladite turbine (9) et du filtre à particules (12) et débouchant dans une conduite d'admission (4) en amont dudit compresseur (2) pour réaliser les étapes suivantes: - on estime la charge et le régime du moteur à combustion interne ; - si la charge et le régime estimés sont respectivement inférieurs à une première valeur seuil de charge CS1 et une première valeur seuil de régime RS1, on introduit dans une chambre de combustion (23) des gaz d'échappement chauds.
2. Procédé de régénération d'un filtre à particules (12) selon la revendication précédente, selon lequel : - on oriente une vanne (13) EGR HP située dans la première conduite de recirculation (17) dans une position d'ouverture au moins partielle, de manière qu'une partie des gaz d'échappement chauds qui circulent dans la conduite d'échappement (16) est acheminée jusqu'au répartiteur d'admission (6) par la première conduite de recirculation (17) et - on oriente une vanne (43) EGR BP située dans la deuxième conduite de recirculation (41) dans une position de fermeture totale, de manière qu'aucun gaz d'échappement ne circule dans la deuxième conduite de recirculation (41).
3. Procédé de régénération d'un filtre à particules (12) selon la revendication 1, selon lequel: - on oriente un volet d'échappement (44) situé dans la conduite d'échappement (16) en aval de l'entrée de la deuxième conduite de recirculation (41) dans le sens d'écoulement des gaz d'échappement dans une position de fermeture partielle et on oriente la vanne (43) EGR BP dans une position d'ouverture au moins partielle de la deuxième conduite de recirculation (41), de manière qu'une partie des gaz d'échappement chauds qui circulent dans la 17 conduite d'échappement (16) est acheminée jusqu'à la conduite d'admission (4) par la deuxième conduite de recirculation (41) ; - on oriente un volet (51) by-pass RAS située dans la conduite d'admission (4), à l'entrée d'une conduite de dérivation (50) piquée de part et d'autre d'un refroidisseur (3) disposé sur le trajet des gaz d'échappement dans la ligne d'admission (4) en aval du compresseur (2) dans le sens d'écoulement des gaz d'échappement, dans une position de fermeture totale de la conduite d'admission (4) de manière que les gaz chauds circulants dans la conduite d'admission (4) circulent dans la conduite de dérivation (50) sans traverser le refroidisseur (3) ; - on oriente la vanne (13) EGR HP dans une position de fermeture totale de la première conduite de recirculation (17), de manière qu'aucun gaz d'échappement ne circule dans cette première conduite de recirculation (17).
4. Procédé de régénération d'un filtre à particules (12) selon l'une des revendications précédentes, selon lequel : si la charge est inférieure à une deuxième valeur seuil de charge (CS2) et le régime est compris entre sa première valeur seuil de régime (RS1) et une deuxième valeur seuil de régime (RS2), ou si la charge est comprise entre sa première valeur seuil de charge (CS1) et une deuxième valeur seuil de charge (CS2) et le régime est inférieur à une deuxième valeur seuil de régime (RS2), on introduit des gaz d'échappement refroidis dans la chambre de combustion (23), les deuxièmes valeurs seuil de charge (CS2) et de régime (RS2) étant respectivement supérieures aux premières valeurs seuil de charge (CS1) et de régime (RS1).
5. Procédé de régénération d'un filtre à particules (12) selon la revendication précédente, selon lequel : - on dévie une partie des gaz d'échappement dans la deuxième conduite de recirculation (41) pour les introduire dans la conduite d'admission (4), - on fait circuler ces gaz à travers le refroidisseur (3) de la conduite d'admission (4) de sorte qu'ils sont introduits refroidis dans la chambre de combustion (23), - on oriente le volet d'échappement (44) dans une position de fermeture partielle de la conduite d'échappement (16) et la vanne (43) EGR BP dans une position d'ouverture au moins partielle de la deuxième conduite de recirculation (41), de manière qu'une partie des gaz d'échappement qui circulent dans la conduite d'échappement (16) est acheminée jusqu'à la conduite d'admission (4) par la deuxième conduite de recirculation (41) ; 18 - on oriente le volet (51) by-pass RAS dans une position d'ouverture totale de la conduite d'admission (4) de manière à ce que les gaz chauds circulant dans la conduite d'admission traversent le refroidisseur (3) ; -on oriente la vanne (13) EGR HP dans une position de fermeture totale de la première conduite de recirculation (17), de manière qu'aucun gaz d'échappement ne circule dans la première conduite de recirculation (17).
6. Procédé de régénération d'un filtre à particules (12) selon l'une des revendications 4 à 5, selon lequel : si la charge et/ou le régime estimés sont respectivement supérieurs à la 10 deuxième valeur seuil de charge (CS2) et/ou à la deuxième valeur seuil de régime (RS2), - on oriente la vanne (13) EGR HP située dans la première conduite de recirculation (17) dans une position de fermeture totale, de manière qu'aucun gaz d'échappement ne circule dans la première conduite de recirculation (17), 15 - on oriente la vanne (43) EGR BP située dans la deuxième conduite de recirculation (41) dans une position de fermeture totale, de manière qu'aucun gaz d'échappement ne circule dans la deuxième conduite de recirculation (41) ; - on oriente le volet d'échappement (44) dans une position d'ouverture totale de la conduite d'échappement (16) ; 20 - on oriente le volet by-pass RAS (51) dans une position d'ouverture totale de la conduite d'admission (4) de manière à ce que l'air chaud circulant dans la conduite d'admission (4) traverse le refroidisseur (3).
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