FR2998000A1 - Procede d'estimation et de diagnostic du dosage des suies dans un systeme de filtre a particules additive - Google Patents

Procede d'estimation et de diagnostic du dosage des suies dans un systeme de filtre a particules additive Download PDF

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Abstract

Le procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes : - détermination par cartographie (18) du ratio Add/C estimé (Add/C) lors d'au moins une régénération en fonction, d'une part, de la température interne (Tpic) du filtre à particules à partir de laquelle les suies commencent à brûler et, d'autre part, de la masse de suies (Md) dans le filtre à particules, - exploitation du ratio Add/C estimé (Add/C) lors de ladite au moins une régénération, ce ratio Add/C subissant éventuellement une transformation, ou exploitation d'un écart multiplicatif ou sommatif (Em) fonction dudit ratio (Add/C) pour la reconfiguration d'au moins un paramètre de fonctionnement du système du filtre à particules.

Description

PROCEDE D'ESTIMATION ET DE DIAGNOSTIC DU DOSAGE DES SUIES DANS UN SYSTEME DE FILTRE A PARTICULES ADDITIVE [0001] L'invention porte sur un procédé d'estimation et de diagnostic du dosage des suies dans un système de filtre à particules additivé, ceci se faisant avantageusement lors d'une régénération active en conditions stabilisées, ce procédé entraînant en particulier une ou des reconfigurations d'au moins un paramètre relatif au fonctionnement du système de filtre à particules. [0002] Par système de filtre à particules, il est entendu un filtre à particules additivé et ses dispositifs auxiliaires, notamment son dispositif d'ajout d'un additif dans le carburant. Un système de filtre à particules additivé est conçu au nominal pour fonctionner avec un dosage prédéterminé en additif. L'additif est un composé d'un liquide à base de cérium, appelé aussi cérine, à base d'un mélange de cérium et de fer ou à base uniquement de fer. [0003] L'additif est introduit par un dispositif d'ajout de l'additif dans le carburant, ce dispositif étant fréquemment appelé dispositif d'additivation, cette appellation étant reprise ci-après. L'additif, sous forme d'oxydes ferriques ou Fe203 et/ou d'oxydes de Cérium ou Ce02, est apporté directement à l'intérieur des agglomérats de carbone et d'hydrocarbures imbrûlés qui forment les suies au moment de la combustion moteur. L'additif, jouant le rôle de catalyseur lors de la régénération, est ainsi disposé de manière uniforme dans les suies et non pas uniquement dans la couche d'imprégnation d'un filtre à particules catalysé, cette couche étant aussi connue sous la dénomination anglaise de « washcoat ». [0004] Pour suivre directement la cinétique de combustion des suies, il peut être utilisé au moins un paramètre spécifique. Ce paramètre spécifique, pouvant être le rapport massique de l'additif sur le carbone, dénommé ci-après ratio Add/C, est étudié attentivement et intensivement en conception car il dicte directement la cinétique de combustion des suies. [0005] Plus ce ratio est fort, plus les suies commencent à brûler de manière significative à plus faible température. Les cibles de température amont du filtre à particules, notamment très contraignantes lors du vieillissement du catalyseur, en surconsommation et en dilution moteur alors visés en régénération sont établies en fonction de ce ratio. [0006] A partir d'un ratio Add/C choisi, il est déterminé la quantité d'additif en embarqué sur le véhicule, la taille du filtre à particules car les oxydes de fer ou de cérium restent dans le filtre à particules après la combustion des suies ainsi que des températures à viser en régénération. Ce ratio Add/C détermine ainsi tout le processus de conception d'un système filtre à particules additivé. [0007] Une défaillance, par exemple un biais négatif voire un dysfonctionnement du dispositif d'additivation, ce dispositif étant aussi appelé dispositif AddGo, fait ainsi rentrer le système de filtre à particules additivé dans un domaine dysfonctionnel, par exemple une surcharge du filtre à particules, du fait d'une succession de régénérations incomplètes dues à des thermiques alors insuffisantes. [0008] Le diagnostic embarqué de l'additivation n'est généralement pas fait ou repose sur un capteur de pression placé dans les conduites pour savoir si l'additif sous forme liquide est bien injecté par le dispositif d'additivation. Le diagnostic via une mesure de pression dans les conduites du dispositif d'additivation impose un capteur supplémentaire et un surcoût sur le véhicule. [0009] Il n'y a cependant aucune garantie que le composé détecté, via un pic de pression au moment des pulses de la pompe du dispositif d'additivation, soit réellement de l'additif. Ce composé peut être en effet du carburant ou un autre liquide mis par erreur ou par malveillance dans le réservoir d'additif, étant donné que certains réservoirs de dispositifs d'additivation peuvent être remplis manuellement afin de pouvoir faire l'appoint en garage. [0010] Il est également possible de diagnostiquer une non additivation en débarqué lors d'une régénération en après-vente, opération qui est réalisée en atelier par un garagiste lorsqu'un filtre à particules est diagnostiqué comme étant trop chargé. Cette régénération en après-vente consiste généralement en une régénération lancée par un outil spécifique en garage dans des conditions bien particulières et maitrisées. On contrôle généralement que la thermique est adéquate, ceci avantageusement par l'intermédiaire de sondes de température et, si le filtre à particules ne se régénère pas alors que la température est adéquate, on peut conclure à une défaillance du dispositif d'additivation. [0011] Le diagnostic débarqué en après-vente a pour défaut de traiter le problème d'une manière indirecte et trop tard, sachant que le conducteur est déjà revenu en garage exprès pour ce problème alors qu'un diagnostic plus précoce aurait permis de reconfigurer le système de manière plus transparente pour lui, cette reconfiguration pouvant consister essentiellement en un biais temporaire et positif sur les thermiques et/ou les durées de régénération jusqu'à son prochain pas de maintenance. [0012] Le document FR-A-2 829 798 décrit un système de gestion de la régénération du système d'échappement d'un véhicule automobile. La charge en suies du filtre à particules est mesurée par la différence de pression et le début de régénération est détecté par une température supérieure à un seuil prédéterminé. Dans ce document, lors de la régénération, une surveillance de la différence de pression est effectuée ainsi qu'une vérification de la température de régénération. [0013] Ce document a cependant trait à un filtre à particules avec revêtement catalytique et non à un filtre à particules additivé. La température de début de combustion des suies est juste fonction de la masse de suies dans le filtre à particules. Il n'y a donc aucune description ni suggestion dans ce document sur un quelconque contrôle de l'addition d'additif dans le filtre à particules. [0014] Le problème de la présente invention est donc de procéder à un diagnostic fiable de la présence d'additif dans les suies, ceci à des intervalles de temps limités et sans nécessiter l'utilisation de moyens spécifiques ou d'avoir le besoin d'immobiliser le véhicule en garage, ce diagnostic permettant notamment de constater si le dispositif d'additivation fonctionne correctement ou nécessite une ou des reconfigurations. [0015] Pour atteindre cet objectif, il est prévu, selon l'invention, un procédé d'estimation et de diagnostic du dosage des suies dans un système de filtre à particules additivé pour un véhicule automobile, pour lequel procédé il est défini un ratio Add/C qui est le rapport massique de la masse d'additif sur la masse de suies contenues dans un filtre à particules additivé, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : détermination par cartographie du ratio Add/C estimé lors d'au moins une régénération en fonction, d'une part, de la température interne du filtre à particules à partir de laquelle les suies commencent à brûler et, d'autre part, de la masse de suies dans le filtre à particules, exploitation du ratio Add/C estimé lors de ladite au moins une régénération, ce ratio Add/C subissant éventuellement une transformation, ou exploitation d'un écart multiplicatif ou sommatif fonction dudit ratio pour la reconfiguration d'au moins un paramètre de fonctionnement du système du filtre à particules. [0016] L'effet technique est d'obtenir une estimation fiable d'un ratio Add/C des suies lors d'une régénération du filtre à particules. Cette estimation se fait en fonction de la température interne du filtre à particules à partir de laquelle les suies commencent à brûler, la chute brutale de température au début de la combustion des suies étant aisément repérable. [0017] Cela ne nécessite pas l'emploi d'un capteur spécifique dans la ligne d'échappement et peut se faire lors des régénérations du filtre si les conditions des régénérations sont stabilisées, donc pendant une grande partie du fonctionnement opérationnel du véhicule automobile, sans avoir besoin de simuler des conditions spécifiques pour la mesure comme lors d'une simulation en garage. [0018] De plus, l'exploitation d'un écart multiplicatif ou sommatif fonction dudit ratio, en plus ou en alternative à l'exploitation du ratio Add/C pour la reconfiguration d'au moins un paramètre de fonctionnement du système du filtre à particules permet, par exemple, une reconfiguration aisée d'un dosage d'additif cible ainsi que la détection d'une défaillance du dispositif d'additivation. [0019] Avantageusement, la température interne du filtre à particules à partir de laquelle les suies commencent à brûler est détectée par le suivi d'un critère de pression fonction de la différence de pression régnant dans le filtre, une chute de pression étant caractéristique du début de combustion des suies dans le filtre. En effet, la température de début de combustion des suies peut être reconnue par une chute brutale de la pression dans le filtre à particules, cette différence de pression élevée pouvant être aisément détectée. [0020] Avantageusement, il est suivi la dérivée du critère de pression par rapport au 25 temps. [0021] Avantageusement, le critère de pression est défini par l'équation suivante : Al) Crit_DP = -Qvol f iltré pour lequel 3,P est la différence de pression et Qvol est le débit volumique des gaz dans le filtre à particules, le critère de pression étant filtré. [0022] Avantageusement, il est procédé à la détermination d'un critère de stabilité des 30 gaz d'échappement, représentatif des conditions de roulage du véhicule comportant le système de filtre à particules, une détermination du ratio Add/C estimé pouvant ne pas être prise en compte si ce critère évalue une instabilité des conditions de roulage lors d'une régénération. Ceci permet de ne pas tenir compte de fausses déterminations effectuées lors d'une régénération pour laquelle règnent des conditions de roulage instables. [0023] Avantageusement, le ou les paramètres de fonctionnement du système de filtre à particules pouvant être reconfigurés sont les paramètres suivants pris unitairement ou en combinaison : la quantité d'additif à ajouter dans le système de filtre à particules, un ou des paramètres des régénérations comme la durée des régénérations et les consignes de température en régénération du filtre à particules parmi lesquelles la température en amont du filtre à particules, un ou des paramètres thermodynamiques du système de filtre à particules comme les températures et le débit des gaz. L'exploitation du ratio Add/C et ou de l'écart issu d'un tel ratio permet de reconfigurer des paramètres de fonctionnement qui ne sont pas spécifiquement liés au dispositif d'additivation mais, au contraire, concernent des paramètres thermodynamiques généraux du système de filtre à particules. [0024] Avantageusement, il est procédé au calcul d'un rapport de surdosage, ce rapport de surdosage étant le rapport d'un ratio Add/C estimé sur un ratio Add/C minimal, ce rapport de surdosage étant moyenné ou non sur plusieurs régénérations, le ratio Add/C minimal étant obtenu selon une cartographie en fonction d'un critère de roulage en chargement du véhicule. [0025] Avantageusement, le critère de roulage en chargement est calculé en fonction d'un ou de plusieurs des paramètres suivants : la vitesse moyenne du véhicule, le taux de circulation en ville ou un indicateur fonction des conditions de roulage du véhicule permettant d'adapter les déclenchements des régénérations aux conditions de roulage du véhicule. [0026] Avantageusement, l'écart multiplicatif ou sommatif fonction dudit ratio est un écart multiplicatif correspondant au rapport de surdosage moyenné, le rapport de surdosage moyenné étant utilisé pour le calcul d'un dosage cible d'additif à partir du dosage initial ainsi que pour l'actualisation du modèle de combustion des suies. [0027] Avantageusement, il est diagnostiqué une défaillance de l'additivation du système de filtre à particules quand le rapport de surdosage moyenné est inférieur à un écart minimal de diagnostic prédéterminé, une alerte étant activée dans ce cas. [0028] D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique des étapes du procédé d'estimation et de diagnostic du dosage des suies en suivant une différence de pression aux bornes d'un filtre à particules additivé selon la présente invention, cette différence de pression servant à la détermination de la masse de suies dans un filtre à particules, le procédé selon la présente invention s'effectuant selon quatre groupes d'étapes, le troisième groupe et le quatrième groupe concernant respectivement le calcul du rapport moyenné de surdosage d'additif et les reconfigurations possibles du système de filtre à particules, - la figure 2 est une représentation schématique d'un premier module pour un premier groupe d'étapes du procédé d'estimation et de diagnostic selon la présente invention, ce premier groupe servant à la caractérisation de la stabilité des gaz d'échappement lors d'une régénération d'un filtre à particules, - la figure 3 est une représentation schématique d'un second module pour un second groupe d'étapes du procédé, ce second groupe concernant l'estimation du ratio Add/C et étant le groupe principal pour le procédé selon la présente invention. [0029] Le principe inventif à la base de l'invention est d'introduire dans l'unité de contrôle moteur d'un véhicule équipé d'un système de filtre à particules additivé une stratégie opérationnelle lors des régénérations du filtre à particules sur certains profils de roulage stabilisé, ou en régénération en après-vente, afin de détecter la température intra filtre à particules à partir de laquelle les suies commencent à brûler. Ceci peut être fait, avantageusement mais pas uniquement, en détectant une chute rapide d'une information de différence de pression. Le procédé selon l'invention va maintenant être décrit en regard des figures 1 à 3. [0030] La température Tpic à partir de laquelle les suies commencent à brûler est en relation avec le ratio Add/C des suies présentes dans le filtre à particules au moment de la régénération, ce ratio Add/C étant d'autre part utilisé dans le domaine des filtres à particules additivé pour optimiser les régénérations du filtre. Le procédé d'estimation et de diagnostic du dosage des suies dans un système de filtre à particules additivé, selon la présente invention, utilise donc le ratio Add/C qui est le rapport massique de la masse d'additif sur la masse de suies Md contenues dans un filtre à particules additivé. [0031] Dans le procédé, la relation entre ratio Add/C estimé et température de début de combustion Tpic est cartographiée afin de déterminer le ratio Add/C estimé. La détermination par cartographie 18 du ratio Add/C estimé Add/C se fait lors d'au moins une régénération en fonction, d'une part, de la température interne Tpic du filtre à particules à partir de laquelle les suies commencent à brûler et, d'autre part, de la masse de suies Md dans le filtre à particules. [0032] Il est ensuite procédé à l'exploitation du ratio Add/C estimé lors de ladite au moins une régénération, ce ratio Add/C estimé subissant éventuellement une transformation. En alternative ou en complément, il est procédé à l'exploitation d'un écart multiplicatif ou sommatif fonction dudit ratio pour la reconfiguration d'au moins un paramètre de fonctionnement du système du filtre à particules. [0033] Le ratio Add/C estimé peut être utilisé en l'état ou subir une transformation. La transformation subie par le ratio Add/C estimé peut être un moyennage, un filtrage ou toute sorte de traitement mathématique de ce ratio. Par écart multiplicatif ou additif du ratio Add/C estimé, les termes multiplicatif et additif sont pris dans un sens large incluant au moins les quatre opérateurs arithmétiques. Les termes multiplicatif ou additif comprennent donc toute opération mathématique, par exemple addition, soustraction, division ou multiplication ou une combinaison de ces opérations, ces opérations étant effectuées sur le ratio Add/C estimé. [0034] Le mode de réalisation préférentielle de l'écart sera expliqué plus en détail ultérieurement. Cette exploitation directe ou indirecte du ratio Add/C estimé permet de pratiquer un diagnostic, notamment sur l'ajout d'additif dans le système de filtre à particules, c'est-à-dire soit une bonne additivation, une sous additivation ou une non additivation du filtre. Cela permet aussi d'effectuer les reconfigurations nécessaires, par exemple, une adaptation du dosage de l'additif, une adaptation de la thermique et/ou de la durée des régénérations ou une optimisation des paramètres thermodynamiques de fonctionnement du système de filtre à particules additivé. Avantageusement, une alerte pour le conducteur signifiant une réparation urgente à faire peut être émise. [0035] Les étapes du procédé selon la présente invention sont avantageusement intégrées dans l'unité électronique de contrôle-commande du véhicule. Le procédé tient compte de la longueur et du type de filtre à particules lors d'une série d'essais de mise au point. Le procédé selon l'invention n'est mis avantageusement en oeuvre que sur un roulage stabilisé ou en procédure après-vente, par exemple mais pas seulement lors d'une régénération à l'arrêt sur un point de fonctionnement stabilisé, avantageusement à un régime de 3.000 tours par minute à vide. Une régénération prenant place lors du roulage en opération du véhicule dans des conditions stables de vitesse peut aussi convenir. [0036] Il existe plusieurs manières de détecter le début de combustion des suies et donc de déterminer la température Tpic régnant à ce début. Avantageusement, la température interne Tpic du filtre à particules à partir de laquelle les suies commencent à brûler est détectée par le suivi d'un critère de pression Crit DP fonction de la différence de pression régnant dans le filtre. Une chute de pression est en effet caractéristique du début de combustion des suies dans le filtre. [0037] Un prérequis faisant partie de l'état de la technique pour la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention peut donc être le calcul d'un critère de différence de pression ou Crit DP. Ce calcul a lieu dans le module 1 et est illustré en pointillés. Le critère de différence de pression Crit DP caractérise la perte de charge du filtre à particules chargé en suies. Il peut cependant exister plusieurs autres critères calculés de manière différente. Avantageusement, ce critère Crit DP peut être calculé de la manière suivante: AP Crit_DP = Qvolfiltré pour lequel AP est la différence de pression, Qvol est le débit volumique des gaz dans le filtre à particules, le rapport AP/Qvol étant avantageusement filtré. En regard de la figure 1, en plus des valeurs de Qvol et AP, d'autres paramètres 3 peuvent être pris en compte. Ces paramètres 3, pouvant par exemple être relatifs aux températures, aux conditions de roulage, etc.., sont alors introduits dans le module 1. D'autres critères fondés sur une différence de pression peuvent aussi être sélectionnés et peuvent être avantageusement enrichis d'autres informations. [0038] De manière usuelle, ce ou ces critères servent principalement à donner une estimation de la masse M en suies intra filtre à particules via des cartographies et/ou des modèles, ce qui se fait dans le module 2 en tenant compte d'un ou de paramètres d'encrassement 4 ainsi que d'autres paramètres auxiliaires 5. [0039] Les étapes du procédé selon la présente invention sont regroupées en quatre modules 11 à 14, ces modules étant entourés à la figure 1. Le premier module 11 est un module de caractérisation de la stabilité des gaz au niveau du filtre à particules pendant la régénération. Le second module 12 est le module principal du procédé en estimant le ratio Add/C estimé présent dans les suies qui viennent d'être régénérées. Le troisième module 13 est un module calculant le rapport de surdosage avantageusement moyenné, ce rapport étant le ratio Add/C estimé sur un ratio Add/C attendu selon le type de roulage de chargement ayant précédé la régénération. Le quatrième module 14 établit la liste des reconfigurations possibles du système de filtre à particules additivé. [0040] En se référant plus particulièrement aux figures 1 et 2, le module de caractérisation de la stabilité des gaz en régénération ou premier module 11 va maintenant être décrit. [0041] Dans ce premier module 11, il est utilisé la valeur de débit massique d'échappement Qmas, sans post-injection ou injection spécifique déportée hors de la chambre de combustion, du type 5e injecteur. Cette valeur Qmas sert à évaluer la dynamique de roulage du conducteur lors de la régénération. En alternative ou en complément, on peut également utiliser les informations du rapport régime sur couple moteur pendant la régénération ou la vitesse ou une combinaison de ces paramètres.
L'avantage de l'utilisation du débit massique Qmas d'échappement est que c'est le paramètre de base qui lie la thermodynamique autour du filtre à particules et la façon dont le conducteur roule. [0042] Comme montré à la figure 2, il est donc procédé en 21 à la moyenne du débit massique Qmas d'échappement sur la durée d'une régénération. En parallèle, il peut être procédé au calcul en 22 de l'écart-type sur la durée de régénération. Plus la moyenne sera haute et plus l'écart-type est petit, plus il sera considéré que le roulage en régénération est stable, notamment en ce qui concerne la vitesse, le régime, et/ou le couple et plus l'utilisation d'un critère de différence de pression Crit DP sera propre et pertinente. [0043] Dans ce cas, le débit volumique Qvol sera précisément calculé et peu dynamique, étant donné qu'il dépend de la différence de pression réelle, de l'augmentation progressive de la thermique en amont du filtre à particules et du débit massique d'échappement total avec post injection. Il en résulte une meilleure fiabilité de l'estimation du ratio Add/C dans le module suivant qui est le second module 12, module principal pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. [0044] Dans le premier module 11, il est ensuite utilisé sous la référence 23 une cartographie permettant avantageusement de caractériser par un critère numérique de stabilité Cs, par exemple un nombre entre 0 et 100, la stabilité pendant la régénération. Dans le cas d'un nombre entre 0 et 100, 0 correspond à pas du tout stable et 100 correspond à très stable, par exemple comme stabilisé à 120 km/h sur autoroute. La caractérisation de ce critère numérique de stabilité Cs est du premier ordre et dépend de la performance qu'on a des différentes estimations du débit volumique Qvol, des températures ou d'autres paramètres. [0045] Par contre, une régénération lors d'un roulage très dynamique, par exemple du type ville où la température amont du filtre à particules a du mal à monter de manière monotone en régénération. La pertinence de la paire de la différence de pression DP et du débit volumique Qvol est donc peu précise, ce qui conduit à un critère numérique de stabilité Cs très faible. Il convient donc que l'estimateur de ratio Add/C ne puisse pas prendre en compte les valeurs du ratio Add/C de cette régénération. [0046] Ainsi, grâce à la détermination d'un critère de stabilité Cs, représentatif des conditions de roulage du véhicule comportant le système de filtre à particules, une détermination du ratio Add/C estimé référencé Add/C peut ne pas être prise en compte si ce critère de stabilité Cs est représentatif d'une instabilité des conditions de roulage lors d'une régénération. [0047] Le second module 12 d'estimation du ratio Add/C va maintenant être décrit en regard des figures 1 et 3. Dans ce module 12, la chute de différence de pression est suivie afin de déterminer l'instant où les suies commencent à se consumer. Cette chute peut être plus ou moins rapide, en fonction, d'une part, de la masse en suies Md réelle présente dans le filtre à particules et, d'autre part, des conditions de stabilité des gaz pendant la régénération estimé par le critère de stabilité Cs. [0048] Comme étant notamment montré à la figure 2, le critère de différence de pression Crit DP précédemment mentionné en tant que possible critère de suivi de différence de pression est introduit dans le second module, filtré en 8 et dérivé en 9 en fonction du temps. De manière avantageuse, la dérivée temporelle du critère de pression Crit DP peut être comparée à un seuil S dépendant de la masse en suies Md réelle présente en début de régénération et des conditions de stabilité des gaz, représentées par le critère de stabilité Cs. Cette valeur seuil S est donc calculée par cartographie à partir du critère de stabilité Cs et de la masse de suies Md en début de régénération. [0049] La valeur de la dérivée du critère de pression obtenue en 9 est inversée en 10 et comparée en 15 avec la valeur 0 de sorte que la valeur maximale entre ces deux valeurs soit prise pour être comparée en 16 à la valeur seuil S. On a ainsi la valeur maximale entre 0 et la valeur négative de la dérivée partielle qui doit être supérieure audit seuil : d(CritDp) max( , 0) > Seuil(Critère stabilité, masse début RG) Ot la masse début RG étant la masse en suies Md présente en début de régénération. [0050] Il est alors procédé à la détection de la température Tpic régnante lors du pic de la dérivée de la différence de pression, avantageusement du critère de pression Crit DP.
Ceci est fait en 24 en fonction de la température interne T du filtre à particules préalablement filtrée en 8a. La température Tpic, régnante au moment de la chute du critère de différence de pression Crit DP est avantageusement modélisée mais peut aussi être mesurée via une sonde. [0051] Cette température Tpic est directement corrélée au ratio Add/C présent dans les suies au moment de la régénération et à la masse de suies Md présente au début de la régénération. Cette chute brutale est physiquement due à la montée de la température interne au filtre à particules et à l'abaissement de l'énergie d'activation qui diminue plus le ratio Add/C est grand. [0052] Si un filtre en 8 est appliqué au critère Crit DP avant dérivation, ce qui est une mesure classique en traitement du signal embarqué, il convient d'appliquer un filtrage en 8a analogue en termes de retard à la température T interne au filtre à particules utilisée si besoin. [0053] Au global, il est obtenu : Add ratio- = f (Température chute CritDp, Masse en suies en début de régénération) Où le ratio estimé est fonction de la température Tpic régnante lors de la chute du critère de pression et de la masse en suies Md en début de régénération. Ce ratio Add/C estimé, référencé Add/C sur les figures, est avantageusement obtenu par cartographie référencée 18 à la figure 3. [0054] Les cartographies de seuil 17 et de ratio Add/C 18 sont avantageusement établies lors d'une phase de mise au point du système de filtre à particules. Elles sont à réaliser de manière générique pour un type de filtre à particules additivé donné, par exemple en tenant compte de la longueur et de la nature du filtre à particules additivé. La plupart de ces essais peuvent être d'ailleurs déjà réalisés dans le cadre des consultations avec les fabricants de filtre à particules. [0055] Ainsi, sans que cela soit limitatif, le ratio Add/C peut être entre 0.5 et 2%, le chargement en masse de suies Md entre 10 et 80 g et la température Tpic de début de combustion entre 450°C et 600°C. [0056] En regard de la figure 1, le troisième module 13 pour la mise en oeuvre du procédé concerne le calcul d'un rapport de surdosage. La connaissance du ratio Add/C estimé dans le filtre à particules au moment de la régénération ne peut pas s'accompagner en tant que telle d'une quelconque décision immédiate. En effet, le ratio Add/C estimé dans un filtre à particules est une valeur naturellement mouvante de par sa création. De manière générale, le ratio Add/C estimé est proportionnel au dosage du carburant, en ppm dans le réservoir, que multiplie la consommation en carburant et que divise l'émission de suies par le moteur. [0057] Selon la façon de rouler du conducteur avec des points de fonctionnement du moteur et des transitoires, la masse des suies générées n'est jamais la même et un ratio Add/C estimé sera avantageusement une moyenne de l'ensemble des ratios estimés pour chaque masse de suies produites à chaque temps de combustion du moteur. C'est ce ratio Add/C estimé moyen qui est représentatif de la réactivité des suies au moment de la régénération. [0058] La plupart du temps, le dosage du carburant est fixe et ainsi, selon les conditions moyennes de roulage du conducteur caractérisées par sa vitesse moyenne par exemple ou par un histogramme de vitesses, on peut s'attendre en nominal et en moyenne à une courbe de ratio Add/C dépendant d'un critère de roulage lors du chargement du filtre à particules avant la régénération, ce critère étant introduit en 19 dans le troisième module 13. [0059] Il peut être pris comme critère de roulage parmi d'autres un critère de long terme consistant en un filtrage très lent sur la vitesse, les points de fonctionnement et la thermique de la ligne d'échappement du véhicule. Ce critère de long terme sert déjà à adapter les déclenchements des régénérations au roulage. Cependant, tout autre critère caractérisant le roulage peut être pertinent, ce critère étant avantageusement basé sur une longue période de temps et non pas instantané. [0060] II est procédé en 20 au calcul par cartographie d'un ratio Add/C minimum cible référencé Add/C mini. Une telle cartographie 20, connue des constructeurs automobiles pour un filtre à particules additivé, représente la base du dimensionnement du dosage fixe d'additif nécessaire pour permettre la bonne régénération des suies optimisant la surconsommation moteur, la dilution et la robustesse thermomécanique du filtre à particules pendant la durée du système du filtre à particules. [0061] Avantageusement, les ratios Add/C minimum cible référencés Add/C mini varient en ordre de grandeur entre 0.5 (3/0 et 3`)0.Lors de l'étape suivante dans le module 13, l'estimation du ratio Add/C estimé réalisée dans le module 12 précédent est divisée par le ratio Add/C mini ci-dessus obtenu en fonction des conditions de roulage lors du chargement par la cartographie 20. On obtient donc en 21 un rapport de surdosage R étant un rapport du ratio Add/C sur le ratio Add/C mini. Le rapport de surdosage R, ce rapport variant entre 0 et plus de 1, est donc égal à : R= Ratio Add/C estimé/ Ratio Add/C mini avec Ratio Add/C mini étant fonction des critères de conditions de roulage en chargement. [0062] Il est procédé ensuite en 22 à la moyenne des rapports de surdosage des ratios sur plusieurs cycles de chargement et de régénération, par exemple 5 cycles, afin d'obtenir un rapport de surdosage moyenné, ceci avant de prendre une décision de sous ou de sur-additivation réelle des suies par l'additif. Ceci sera fait dans le quatrième module 14. [0063] Le quatrième module 14 comprend les étapes de procédé relatives aux reconfigurations possibles. Une fois le ratio Add/C estimé de la régénération courante déterminé par le second module 12 et le rapport de surdosage moyenné déterminé par le troisième module 13, ces valeurs sont transmises en entrée du module 14 pour alimenter des stratégies permettant des reconfigurations, concernant notamment l'adaptation du nominal. Ces reconfigurations peuvent être mises en place en étant visibles ou invisibles au conducteur et servent à optimiser l'utilisation du système de filtre à particules. [0064] Le rapport de surdosage moyenné est pris avantageusement pour l'écart multiplicatif ou sommatif Em qui est alors un écart multiplicatif au sens large du terme en étant sous la forme du rapport de surdosage moyenné précédemment mentionné. [0065] II est aussi calculé sous la référence Add/Cest un ratio Add/C estimé pour un chargement n consistant en une nouvelle simulation de la dernière régénération. Ceci est applicable notamment dans le cas d'une remise à jour d'un modèle de chargement. Il peut être aussi transmis un ratio Add/C référencé Add/C correspondant au ratio actuel au moment d'une régénération en atelier ou en garage pour élaborer un diagnostic. [0066] Une des possibles reconfigurations consiste en un recalcul de la combustion des suies afin d'avoir une meilleure estimation des suies qui restent dans le filtre à particules à l'issu de la régénération, ceci à partir du ratio Add/C estimé à la nième régénération. Ceci constitue une réadaptation du modèle de combustion a posteriori. Dans le cas d'une régénération en service après-vente en garage, on peut ainsi procéder au diagnostic de l'ajout d'additif ou additivation. [0067] En ce qui concerne le colmatage du filtre à particules aboutissant à la nécessité d'une régénération en après-vente, celui-ci a principalement trois origines : un roulage ultra urbain du véhicule ne lui offrant pas de possibilité de régénération.
Ceci n'est pas réparable et n'entraîne pas de reconfiguration. un problème de thermique en amont du filtre à particules, problème qui est détectable. - un problème de forte sous additivation. [0068] En garage ou en atelier, il est difficile de trancher sur une cause certaine avant de réparer. Le procédé selon la présente invention permet de choisir une température moyenne pendant la régénération en après-vente afin de diagnostiquer la bonne additivation ou pas. Si le filtre à particules est réellement sous additivé mais que les températures visées sont obtenues, le filtre à particules n'est pas régénéré et il est procédé à une réparation du dispositif d'additivation ou AddGO. De plus, on peut procéder à un changement du filtre à particules. [0069] Ainsi, avec un tel diagnostic du ratio Add/C, on vise une température forte qui régénère même des suies non additivées, par exemple 600°C, et grâce au procédé selon la présente invention, il est possible aussi de décider de la réparation du dispositif d'additivation ou AddG0 si celui-ci est défaillant tout en régénérant le filtre à particules.
Ceci présente l'avantage d'avoir moins de coût de garantie ou de coût total de possession, connu aussi sous l'appellation anglaise de TCO. De plus, les conditions de la régénération en service après-vente sont optimales en termes de stabilité des gaz. [0070] Le rapport de surdosage moyenné pris comme écart Em, dont la valeur peut être comprise entre 0 et plus de 1 et qui a été transmis au quatrième module 14, peut servir à paramétrer à nouveau différentes stratégies, avantageusement de manière invisible pour le conducteur. Il pourra être cité entre autres des réglages du modèle de combustion des suies, des durées des régénérations, des consignes de température en régénération, notamment la température en amont du filtre à particules. [0071] Il est possible aussi également d'adapter le dosage du carburant afin de converger en permanence autour d'un rapport de surdosage de 1. En partant d'un dosage de 1 référencé en 27 il est retranché en 28 le rapport de surdosage moyenné Em. Après passage dans un régulateur en 29 et ajout en 28a du dosage initial référencé 26, il est obtenu un dosage cible ou Dc. [0072] S'il y a sur-additivation, le dosage cible Dc à mettre dans le carburant est donc diminué. S'il y a sous-additivation, le dosage cible Dc à mettre dans le carburant est augmenté. L'avantage de cette solution, par rapport à la régulation proposée dans l'état de la technique est qu'on s'affranchit de toute la chaîne de modélisation du ratio Add/C dans les suies, du dosage moyen dans le réservoir etc. Il est ainsi régulé directement le rapport de surdosage moyenné servant d'écart Em grâce à une commande sur le dosage. Le régulateur conseillé est de préférence un régulateur PI ou Proportionnel Intégral avec une zone morte et un anti-emballement du terme intégral ou anti-windup en anglais. [0073] La stratégie de dosage du carburant présentant des limites de correction, notamment en ce qui concerne la durabilité du réservoir d'additif à assurer, cette stratégie de dosage dépendant aussi du bon fonctionnement du dispositif d'additivation ou AddGO, il peut être également émis un code de diagnostic dès que le rapport de surdosage moyenné servant d'écart Em devient trop bas malgré correction, ce qui facilite ainsi la réparation en garage. On peut aussi décider, d'alerter le conducteur par allumage d'un voyant que son véhicule a une défaillance de dépollution nécessitant une réparation. [0074] Dans le quatrième module, il est donc calculé un écart multiplicatif Em qui est le rapport de surdosage moyenné pour les x dernières régénérations, par exemple par un modèle de combustion embarqué ou une plus forte thermique. Cet écart multiplicatif Em est comparé en 25 avec un écart minimal référencé Emdiag en vue du diagnostic. Si l'écart multiplicatif Em est inférieur à Emdiag, une alerte A et émise car le dispositif d'additivation ou AddGO est considéré comme étant défaillant. [0075] L'utilisation du procédé selon l'invention permet de s'affranchir d'un dispositif de détection de cérium et/ou de fer dans le filtre à particules, ce dispositif étant difficilement implantable sur un véhicule hybride et, pour tout type de véhicule, très cher. De plus, les ratios Add/C habituels d'addition obtenus sont inférieurs au (3/0, ce qui ne facilite pas la précision de leur détection par un tel dispositif. [0076] L'avantage principal de la présente invention est de gagner en disponibilité du véhicule pour le conducteur en cas de panne de son dispositif d'additivation ou AddGO, notamment en ce qui concerne des pannes intermittentes et de disposer d'un diagnostic complémentaire, ceci sans capteur supplémentaire, pour diagnostiquer le dosage, en roulage quand les conditions le permettent ou en débarqué en garage. [0077] La mise en application du procédé selon l'invention est relativement simple, en étant plus liée au système de filtre à particules qu'au type du véhicule et ne nécessite que quelques essais de calibration. Par contre, la mise en application du procédé augmente grandement la qualité du système de filtre à particules. Le diagnostic du filtre permet entre autres de recaler par exemple les modèles embarqués d'encrassement ou de combustion des suies. [0078] Le diagnostic du filtre permet aussi de reconfigurer de manière presque transparente le système de filtre à particules pour faire des régénérations plus longues et/ou plus chaudes afin de ne pas immobiliser le véhicule dès l'apparition d'une surcharge du filtre à particules par exemple, immobilisation qui aurait pu être évitée jusqu'au prochain pas de maintenance avec ce genre de reconfigurations. [0079] L'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'a titre d'exemples.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé d'estimation et de diagnostic du dosage des suies dans un système de filtre à particules additivé pour un véhicule automobile, pour lequel procédé il est défini un ratio Add/C qui est le rapport massique de la masse d'additif sur la masse de suies (Md) contenues dans un filtre à particules additivé, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : détermination par cartographie (18) du ratio Add/C estimé (Add/C) lors d'au moins une régénération en fonction, d'une part, de la température interne (Tpic) du filtre à particules à partir de laquelle les suies commencent à brûler et, d'autre part, de la masse de suies (Md) dans le filtre à particules, exploitation du ratio Add/C estimé (Add/C) lors de ladite au moins une régénération, ce ratio Add/C subissant éventuellement une transformation, ou exploitation d'un écart multiplicatif ou sommatif (Em) fonction dudit ratio (Add/C) pour la reconfiguration d'au moins un paramètre de fonctionnement du système du filtre à particules.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la température interne (Tpic) du filtre à particules à partir de laquelle les suies commencent à brûler est détectée par le suivi d'un critère de pression (Crit DP) fonction de la différence de pression régnant dans le filtre, une chute de pression étant caractéristique du début de combustion des suies dans le filtre.
  3. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel il est suivi la dérivée du critère de pression (Crit DP) par rapport au temps.
  4. 4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, pour lequel le critère de pression (Crit DP) est défini par l'équation suivante : AP Crit_DP = -Qvol filtré pour lequel 3,P est la différence de pression et Qvol est le débit volumique des gaz dans le filtre à particules, le critère de pression (Crit DP) étant filtré.
  5. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, pour lequel il est procédé à la détermination d'un critère de stabilité (Cs) des gaz d'échappement, représentatif des conditions de roulage du véhicule comportant le système de filtre à particules, une détermination du ratio Add/C estimé (Add/C) pouvant ne pas être prise en compte si ce critère de stabilité (Cs) est représentatif d'une instabilité des conditions de roulage lors d'une régénération.
  6. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, pour lequel le ou les paramètres de fonctionnement du système de filtre à particules pouvant être reconfigurés sont les paramètres suivants pris unitairement ou en combinaison : la quantité d'additif à ajouter dans le système de filtre à particules, un ou des paramètres des régénérations comme la durée des régénérations et les consignes de température en régénération du filtre à particules parmi lesquelles la température en amont du filtre à particules, un ou des paramètres thermodynamiques du système de filtre à particules, comme les températures et le débit des gaz.
  7. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel il est procédé au calcul d'un rapport de surdosage (R), ce rapport de surdosage (R) étant le rapport d'un ratio Add/C estimé (Add/C) sur un ratio Add/C minimal (Add/C mini), ce rapport de surdosage (R) étant ensuite moyenné sur plusieurs régénérations pour donner un rapport de surdosage moyenné (Em), le ratio Add/C minimal (Add/C mini) étant obtenu selon une cartographie (20) en fonction d'au moins un critère de roulage (19) en chargement du véhicule.
  8. 8. Procédé selon la revendication 7, pour lequel le critère de roulage (19) en chargement est calculé en fonction d'un ou de plusieurs des paramètres suivants : la vitesse moyenne du véhicule, le taux de circulation en ville ou un indicateur fonction des conditions de roulage du véhicule permettant d'adapter les déclenchements des régénérations aux conditions de roulage du véhicule.
  9. 9. Procédé selon la revendication 7 ou 8 quand dépendante de la revendication 6, pour lequel l'écart multiplicatif ou sommatif (Em) fonction dudit ratio (Add/C) est un écart multiplicatif correspondant au rapport de surdosage moyenné, le rapport de surdosage moyenné (Em) étant utilisé pour le calcul d'un dosage cible d'additif à partir du dosage initial ainsi que pour l'actualisation du modèle de combustion des suies.
  10. 10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel il est diagnostiqué une défaillance de l'additivation du système de filtre à particules quand le rapport de surdosage moyenné(Em) est inférieur à un écart minimal de diagnostic prédéterminé (Emdiag), une alerte (A) étant activée dans ce cas.
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