FR3025558A1 - Procede de controle d'un etat d'un filtre a particules - Google Patents

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Abstract

L'invention porte sur un procédé de contrôle (100) d'un état d'un filtre à particules logé à l'intérieur d'une ligne d'échappement qui équipe un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile. Le procédé de contrôle (100) comprend une prise en compte pondérée, selon une situation de vie (SV) du moteur à combustion interne, d'une première information fournie par une première phase (S1) de mesure d'une première donnée du filtre à particules et une deuxième information fournie par une deuxième phase (S2) de mesure d'une deuxième donnée du filtre à particules préalablement à une opération de remplacement du filtre à particules.

Description

1 PROCEDE DE CONTROLE D'UN ETAT D'UN FILTRE A PARTICULES. [0001] L'invention porte sur un procédé de contrôle d'un état d'un filtre à particules logé à l'intérieur d'une ligne d'échappement qui équipe un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile. [0002] Le document FR 2,976,620 décrit un procédé de surveillance d'un état de fonctionnement d'un système de post-traitement d'une ligne d'échappement d'un moteur. Le système de post-traitement comporte un dispositif filtrant muni d'une entrée et d'une sortie. Le dispositif filtrant est formé d'une pluralité d'éléments filtrants étanches entre eux et s'étendant entre l'entrée et la sortie. Le procédé comporte une étape de mesure de la perte de charge au niveau d'au moins deux éléments filtrants, la perte de charge d'un élément filtrant étant la différence de pression entre la sortie et l'entrée de l'élément filtrant. Le procédé comporte aussi une étape de comparaison d'au moins deux pertes de charge et une étape de détection d'une fissure dans un des éléments filtrants en fonction du résultat de la comparaison. [0003] Un premier inconvénient d'un tel procédé réside dans le fait que l'élément filtrant se charge en suie au fur et à mesure de l'utilisation du moteur de telle sorte que la perte de charge apparaît inéluctablement. Il en résulte une difficulté de discernement entre une mise en charge normale de l'élément filtrant et un dysfonctionnement de ce dernier. [0004] Un deuxième inconvénient d'un tel procédé réside dans le fait qu'un tel procédé repose sur une maîtrise des dispersions de la perte de charge de l'élément filtrant ce qui est difficile à réaliser et ce qui est dépendant d'un état de l'élément filtrant tel qu'un élément filtrant neuf ou vieilli, ou bien encore de l'association de l'élément filtrant avec un catalyseur de réduction ou non, etc.. [0005] Un troisième inconvénient réside dans le fait qu'il est nécessaire de disposer d'un flux de gaz d'échappement relativement important pour pouvoir générer une perte de charge suffisamment importante et la mesurer. Il en résulte qu'à bas débit il est difficile de discerner un élément filtrant intègre d'un élément filtrant défectueux. [0006] II en découle qu'un tel procédé mérite d'être amélioré, notamment pour une meilleure fiabilité dans certaines situations de vie du moteur. 3025558 2 [0007] Un but de la présente invention est de proposer un procédé de contrôle d'un état d'un filtre à particules qui est logé à l'intérieur d'une ligne d'échappement équipant un moteur à combustion interne qui répond aux inconvénients susvisés et qui est efficace lors de situations de vie diverses du moteur à combustion interne pour optimiser un diagnostic 5 du filtre à particules, minimiser des opérations de maintenance inutiles et optimiser une détection d'un défaut affectant le filtre à particules. [0008] Un procédé de la présente invention est un procédé de contrôle d'un état d'un filtre à particules logé à l'intérieur d'une ligne d'échappement qui équipe un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile. 10 [0009] Selon la présente invention, le procédé de contrôle comprend une prise en compte pondérée, selon une situation de vie du moteur à combustion interne, d'une première information fournie par une première phase de mesure d'une première donnée du filtre à particules et une deuxième information fournie par une deuxième phase de mesure d'une deuxième donnée du filtre à particules, préalablement à une opération de 15 remplacement du filtre à particules. [0010] La première phase comprend avantageusement une première étape de mesure d'une perte d'une charge induite par au moins un élément filtrant constitutif du filtre à particule, la perte de charge étant une différence de pression entre la sortie de l'élément filtrant et l'entrée de l'élément filtrant. 20 [0011] La deuxième phase comprend avantageusement une deuxième étape de mesure d'une donnée électrique. [0012] La donnée électrique est indifféremment un courant de fuite ou une résistance mesurées entre deux électrodes constitutives d'un capteur de suies. [0013] Le procédé de contrôle comprend avantageusement une deuxième étape de 25 qualification de la première phase et de la deuxième phase par l'intermédiaire respectivement d'une première performance et d'une deuxième performance, en fonction de la situation de vie du moteur à combustion interne. [0014] Le procédé de contrôle comprend avantageusement, pour chaque couple de performances, une troisième étape de détermination d'un couple de ratio, formé d'un 30 premier ratio numérique et d'un deuxième ratio numérique. 3025558 3 [0015] Le procédé de contrôle comprend avantageusement une quatrième étape de prise en compte d'informations fournies par la première phase et d'informations fournies par la deuxième phase respectivement selon le premier ratio numérique et le deuxième ratio numérique, pour fournir une information de contrôle. 5 [0016] Un filtre à particules de la présente invention est principalement reconnaissable en ce que le filtre à particules est équipé d'un capteur de pression différentielle et d'un capteur de suies pour la mise en oeuvre d'un tel procédé de contrôle. [0017] Une ligne d'échappement de la présente invention est une ligne d'échappement logeant un tel filtre à particules. 10 [0018] Un moteur à combustion interne de la présente invention est un moteur à combustion interne pourvu d'une telle ligne d'échappement. [0019] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va en être faite d'exemples de réalisation, en relation avec les figures de la planche annexée, dans laquelle : 15 [0020] La figure 1 est une vue schématique d'une ligne d'échappement de la présente invention. [0021] La figure 2 est une vue schématique d'un procédé de contrôle d'un état d'un filtre à particules que comprend la ligne d'échappement illustré sur la figure précédente. [0022] Sur la figure 1, un véhicule automobile est équipé d'un moteur à combustion 20 interne 1 pour pourvoir au déplacement de celui-ci. Le moteur à combustion interne 1 produit des gaz d'échappement 2 qui sont évacués hors du moteur à combustion interne 1 vers un environnement extérieur 3 par l'intermédiaire d'une ligne d'échappement 4. Les gaz d'échappement 2 comprennent des polluants, tels que des suies, des hydrocarbures imbrûlés, des oxydes d'azote et analogue, qu'il est souhaitable de retenir préalablement à 25 l'évacuation des gaz d'échappement 2 vers l'environnement extérieur 3. Pour ce faire, la ligne d'échappement 2 loge un filtre à particules 5 qui est notamment destiné à retenir les suies et les particules véhiculées par les gaz d'échappement 2. Le filtre à particules 5 comprend au moins un élément filtrant 6 qui s'étend selon un sens de circulation 7 des gaz d'échappement 2 à l'intérieur de l'élément filtrant 6 entre une entrée 8 de l'élément filtrant 30 6 et une sortie 9 de l'élément filtrant 6. 3025558 4 [0023] Au fur et à mesure de son utilisation, le filtre à particules 5 tend à s'encrasser ce qu'il est préférable d'éviter. Il est connu de régénérer le filtre à particules 5 en brûlant les suies que le filtre à particules 5 contient. A l'issue d'une telle étape de régénération, il est souhaitable de diagnostiquer un état du filtre à particules 5 pour déterminer par exemple 5 une altération du filtre à particules 5, telle qu'une fissuration ou analogue. [0024] Sur la figure 2, pour diagnostiquer l'état du filtre à particules 5, la présente invention propose de mettre en oeuvre un procédé de contrôle 100 d'un état du filtre à particules 5 qui comprend une première phase Si de mesure d'une différence de pression et une deuxième phase S2 de mesure d'une donnée électrique. 10 [0025] La première phase Si comprend une première étape de mesure M1 d'une première donnée du filtre à particules 5. La première donnée est préférentiellement une perte de charge induite par l'élément filtrant 6, la perte de charge étant une différence de pression entre la sortie 9 de l'élément filtrant 6 et l'entrée 8 de l'élément filtrant 6. La première phase Si est mise en oeuvre par l'intermédiaire d'un capteur de pression 15 différentielle 10 pour mesurer une première pression P1 en amont de l'élément filtrant 6 et une deuxième pression P2 en aval de l'élément filtrant 6 selon le sens de circulation 7 des gaz d'échappement 2 à l'intérieur de l'élément filtrant 6. On en déduit une première information. [0026] La deuxième phase S2 comprend une deuxième étape de mesure M2 d'une 20 deuxième donnée du filtre à particules 5. La deuxième donnée est préférentiellement une donnée électrique du filtre à particules 5, telle qu'un courant de fuite ou une résistance entre deux électrodes constitutives d'un capteur de suie 11. On en déduit une deuxième information. Le capteur de suie 11 est notamment conformé en un peigne résistif imprimé sur une plaquette céramique. Le capteur de suie 11 est préférentiellement disposé en aval 25 de la sortie 9 de l'élément filtrant 6 selon le sens de circulation 7 des gaz d'échappement 2 à l'intérieur de l'élément filtrant 6. Le capteur de suie 11 et le capteur de pression différentielle 10 sont en relation électrique avec un superviseur électronique 12. Le superviseur électronique 12 est apte à déclencher une régénération du filtre à particules 5. Le superviseur électronique 12 comprend les moyens d'acquisition, de traitement et de 30 commande requis à la mise en oeuvre du procédé de contrôle détaillé ci-après. [0027] Le procédé de contrôle 100 comprend, selon diverses situations de vie SV du moteur à combustion interne, une deuxième étape de qualification 101 de la première phase Si et de la deuxième phase S2 par l'intermédiaire d'une première performance Perf, 3025558 5 et une deuxième performance Perf2 qui sont plus ou moins bonnes et qui sont notamment représentables sur une échelle de valeur graduée. A titre d'exemple, la première performance Perf, peut s'étendre entre une première performance maximale Perflmax et une première performance minimale Perfimin en passant par des premières performances 5 intermédiaires Perflintl, Perf1int2, Perflint3, ---- PerflintN- A titre d'exemple encore, la deuxième performance peut s'étendre entre une deuxième performance maximale Perf2max et une deuxième performance minimale Perf2min en passant par des deuxièmes performances intermédiaires Perf21ntl, Perf21nt2, Perf21nt3, ---- Perf21ntN- [0028] On peut distinguer un nombre X de situations de vie distinctes SV du moteur à 10 combustion interne 1 à chacune desquelles est affecté un couple de performances (Perf,, Perf2) respectivement de la première phase S1 et de la deuxième phase S2. Autrement dit, on affecte pour chacune des situations de vie identifiées, une première performance Perf, à la première phase S1 et une deuxième performance Perf2 à la deuxième phase S2. Les situations de vie SV sont par exemple déterminées en fonction de paramètres moteurs tels 15 qu'une information de débit de gaz d'échappement 2, une information de résultat de la régénération, une information relative à la différence de pression entre l'entrée 8 et la sortie 9 du filtre à particules 5, une information relative à une température des gaz d'échappement 2, une information relative à un régime-moteur, une information relative à un état EGR, une information relative à une loi d'injection, une information relative à une 20 pression de carburant ou analogue. Les couples de performances (Perf,, Perf2) sont qualitatifs et sont par exemple modélisés dans le tableau 1 ci-dessous : SV Perf, Perf2 SV1 +++ + SV2 +++ - ... ... ... SVx_, _ +++ SVx + +++ Tableau 1 3025558 6 [0029] Le procédé de contrôle 100 comprend, pour chaque couple de performances (Perfl, Perf2), une troisième étape de détermination 102 d'un couple de ratio (F,,F2), formé d'un premier ratio numérique F, et d'un deuxième ratio numérique F2, qui sont qualitatifs et qui sont représentés dans le tableau 2 ci-dessous : SV F1 F2 SV1 0,7 0,3 SV2 0,9 0,1 ... ... ... SVx_, 0,1 0,9 SVx 0,3 0,7 5 Tableau 2 [0030] Pour chaque couple de performances (Perfl, Perf2), le premier ratio numérique F, et le deuxième ratio numérique F2 vérifient la relation [1] suivante : F2 = 1- F, [1] [0031] Le procédé de contrôle 100 comprend ensuite une quatrième étape de prise en 10 compte 103 des informations fournies par la première phase S, et des informations fournies par la deuxième phase S2 respectivement selon le premier ratio numérique F, et le deuxième ratio numérique F2, pour fournir une information de contrôle INF obtenue par exemple à partir d'une moyenne pondérée des informations fournies par la première phase S, et des informations fournies par la deuxième phase S2. L'information de contrôle 15 INF est révélatrice d'un état du filtre à particules 5. [0032] A titre d'exemple, l'information de contrôle INF est basée sur un compteur générique CG qui s'incrémente au fur et à mesure des contrôles effectués à partir d'un premier compteur de contrôle CG, intégrant la première information obtenue lors de la première étape de mesure M, et d'un deuxième compteur de contrôle CG2 intégrant la 20 deuxième information obtenue lors de la deuxième étape de mesure M2 selon la relation [2] suivante : 3025558 7 CG = F, * CG, + F2 * CG2 [2] [0033] Autrement dit, le procédé de contrôle 100 comprend une prise en compte pondérée de la première information obtenue lors de la la première phase S, et de la deuxième information obtenue lors de la deuxième phase S2 en favorisant celle des 5 informations des phases S, et S2 qui est la plus performante et/ou la plus fiable selon la situation de vie SV du moteur à combustion interne 1. [0034] Ces dispositions sont telles qu'un seuil d'émission de polluants inférieur à 12 mg/km tout en évitant une dépose à tort de filtre à particules 5 intègres et en limitant une occurrence de non-détection d'un filtre à particules 5 endommagé. Il en résulte une 10 meilleure fiabilité du filtre à particules 5 et une optimisation des opérations de maintenance de ce dernier.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de contrôle (100) d'un état d'un filtre à particules (5) logé à l'intérieur d'une ligne d'échappement (4) qui équipe un moteur à combustion interne (1) d'un véhicule automobile, caractérisé en ce que le procédé de contrôle (100) comprend une prise en compte pondérée, selon une situation de vie (SV) du moteur à combustion interne (1), d'une première information fournie par une première phase (S1) de mesure d'une première donnée du filtre à particules (5) et d'une deuxième information fournie par une deuxième phase (S2) de mesure d'une deuxième donnée du filtre à particules (5) préalablement à une opération de remplacement du filtre à particules (5).
  2. 2. Procédé de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première phase (S1) comprend une première étape de mesure (M1) d'une perte d'une charge induite par au moins un élément filtrant (6) constitutif du filtre à particule (5), la perte de charge étant une différence de pression entre la sortie (9) de l'élément filtrant (6) et l'entrée (8) de l'élément filtrant (6).
  3. 3. Procédé de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce que la deuxième phase (S2) comprend une deuxième étape de mesure (M2) d'une donnée électrique.
  4. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la donnée électrique est indifféremment un courant de fuite ou une résistance mesurées entre deux électrodes constitutives d'un capteur de suie (11).
  5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le procédé de contrôle (100) comprend une deuxième étape de qualification (101) de la première phase (Si) et de la deuxième phase (S2) par l'intermédiaire respectivement d'une première performance (Perfl) et d'une deuxième performance (Perf2), en fonction de la situation de vie (SV) du moteur à combustion interne (1).
  6. 6. Procédé de contrôle selon la revendication 5, caractérisé en ce que le procédé de contrôle (100) comprend, pour chaque couple de performances (Perfl, Perf2), une troisième étape de détermination (102) d'un couple de ratio (F,,F2), formé d'un premier ratio numérique (F1) et d'un deuxième ratio numérique (F2).
  7. 7. Procédé de contrôle selon la revendication 6, caractérisé en ce que le procédé de contrôle (100) comprend une quatrième étape de prise en compte (103) d'informations 3025558 9 fournies par la première phase (S1) et d'informations fournies par la deuxième phase (S2) respectivement selon le premier ratio numérique (F1) et le deuxième ratio numérique (F2), pour fournir une information de contrôle (INF).
  8. 8. Filtre à particules (5) équipé d'un capteur de pression différentielle (10) et du capteur 5 de suies (11) pour la mise en oeuvre d'un procédé de contrôle (100) selon l'une quelconque des revendications 4 à 7.
  9. 9. Ligne d'échappement (4) logeant un filtre à particules (5) selon la revendication 8.
  10. 10. Moteur à combustion interne (1) pourvu d'une ligne d'échappement (4) selon la revendication 9. 10
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