FR3029964A1 - Procede de regeneration d'un filtre a particules d'une ligne d'echappement d'un moteur a combustion interne appartenant a un groupe motopropulseur hybride et vehicule associe - Google Patents

Procede de regeneration d'un filtre a particules d'une ligne d'echappement d'un moteur a combustion interne appartenant a un groupe motopropulseur hybride et vehicule associe Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un procédé de régénération d'un filtre à particules (12) d'une ligne d'échappement (100) d'un moteur à combustion interne (110) appartenant à un groupe motopropulseur hybride d'un véhicule automobile, ce groupe motopropulseur hybride comprenant également un moteur électrique (140) associé à une batterie (141) électrique, comprenant les étapes suivantes : a) on déclenche la régénération du filtre à particules au cours de laquelle on brûle lesdites particules piégées dans ce filtre à particules, b) au cours de la régénération du filtre à particules, on commande le groupe motopropulseur hybride de manière que le moteur à combustion interne charge la batterie du moteur électrique.

Description

1 DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concerne de manière générale la dépollution des moteurs à combustion interne de véhicules automobiles. Elle concerne plus particulièrement un procédé de régénération d'un filtre à particules d'une ligne d'échappement d'un moteur à combustion interne appartenant à un groupe motopropulseur hybride d'un véhicule automobile, ce groupe motopropulseur hybride comprenant également un moteur électrique associé à une batterie électrique. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE Les moteurs à combustion interne Diesel 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 dépollution sont implantés sur la ligne d'échappement en aval de la chambre de combustion. Ceci est également le cas dans les groupes motopropulseurs hybrides comprenant un moteur à combustion interne Diesel et un moteur électrique. Ces dispositifs de dépollution comprennent généralement un piège à oxydes d'azote placé en amont d'un filtre à particules. Il peut également s'agir d'un filtre à particules catalytique intégrant un matériau catalytique. Ces dispositifs de dépollution fonctionnent selon deux phases de fonctionnement alternées : dans une première phase, dite de fonctionnement normal, le piège à oxydes d'azote piège les molécules d'oxydes d'azote et le filtre à particules piège les particules de suies ainsi que les hydrocarbures imbrûlés. Dans une deuxième phase, dite de purge pour le piège à oxydes d'azote ou de régénération pour le filtre à particules, ils traitent ces polluants et les relâchent dans les gaz d'échappement acheminés vers l'extérieur du moteur sous une forme non polluante.
Pour régénérer le filtre à particules, on brûle les particules piégées à l'intérieur du filtre en élevant fortement sa température. Ainsi, la température à l'entrée du filtre à particules atteint une valeur comprise de préférence entre 580 et 650°C. Pour cela, il est prévu de modifier l'injection du carburant dans la 3029964 2 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.
5 On effectue par exemple une injection retardée, c'est-à-dire une injection de carburant dans la chambre de combustion après le point de fonctionnement du moteur à combustion interne appelé point mort haut, pendant la phase de détente des gaz dans la chambre de combustion. La combustion du carburant injecté tardivement au cours du cycle moteur élève fortement la température des gaz 10 d'échappement. Il est également connu d'effectuer une ou plusieurs injections de carburant tardives, longtemps après le point mort haut, pendant la phase de détente. Le carburant brûle plus tardivement, dans la ligne d'échappement, ce qui contribue à chauffer les gaz d'échappement pour amener le filtre à particules à sa 15 température de régénération. L'élévation de la température des gaz d'échappement en entrée du filtre à particules, si elle est nécessaire pour la régénération de ce filtre, présente néanmoins l'inconvénient d'accélérer le vieillissement de ce filtre à particules. En particulier, lorsque cette élévation de température n'est pas maîtrisée, il y a un 20 risque de casse du filtre à particules. L'élévation de température du filtre à particules peut notamment devenir incontrôlable lorsque le conducteur lève le pied de l'accélérateur pendant la régénération du filtre à particules. En effet, lors d'un levé de pied du conducteur, le moteur à combustion 25 interne revient à une situation de ralenti, dans laquelle l'injection de carburant est stoppée. En conséquence, le taux de dioxygène présent dans la ligne d'échappement augmente brusquement, celui-ci n'étant plus consommé par la combustion du carburant. Simultanément, le débit de gaz d'échappement diminue brutalement.
30 L'augmentation du taux de dioxygène dans le gaz traversant le filtre à particules est susceptible de provoquer un emballement de la réaction de combustion des particules dans le filtre à particules, qui fait beaucoup augmenter la température dans ce filtre. En outre, la diminution du débit global de gaz d'échappement dans le filtre à particules rend plus difficile l'évacuation de la 3029964 3 chaleur générée par la combustion des particules dans le filtre à particules. Ainsi, dans les conditions de retour au ralenti du moteur à combustion interne pendant la régénération du filtre, il y a un risque de casse du filtre à particules sous l'effet des températures excessives atteintes par le filtre à 5 particules. Pour pallier cet inconvénient, il est connu de dimensionner le filtre à particules pour éviter l'emballement de la réaction de combustion des particules pendant un retour au ralenti. La masse limite de particules pouvant être stockées dans le filtre à particules avant que la régénération ne soit mise en oeuvre est 10 déterminée de manière que, pour une régénération mise en oeuvre avant que cette masse limite soit atteinte, le risque d'emballement de la réaction, et donc de casse du filtre à particules soit fortement limité. Cette solution a pour principal inconvénient de limiter, pour un volume donné du filtre à particules, la capacité de piégeage des particules de ce filtre.
15 OBJET DE L'INVENTION Afin de résoudre les inconvénients de l'état de la technique précité, on propose selon l'invention un nouveau procédé de régénération du filtre à particules dans un groupe motopropulseur hybride, limitant les risques de casse du filtre à particules sans limiter la masse maximale de particules piégées dans le filtre à 20 particules. A cet effet, on propose selon l'invention un procédé de régénération tel que défini en introduction, comprenant les étapes suivantes : a) on déclenche la régénération du filtre à particules au cours de laquelle on brûle lesdites particules piégées dans ce filtre à particules, 25 b) au cours de la régénération du filtre à particules, on commande le groupe motopropulseur hybride de manière que le moteur à combustion interne charge la batterie du moteur électrique. Ainsi, grâce au procédé selon l'invention, le moteur électrique exerce, pendant la phase de régénération du filtre à particules et un levé de pied du 30 conducteur, un couple négatif qui augmente artificiellement la charge moteur du moteur à combustion interne, si bien que le moteur à combustion interne ne se trouve pas en conditions de ralenti. Les risques d'emballement de la réaction de combustion sont ainsi limités. Le procédé conforme à l'invention permet avantageusement de contrôler 3029964 4 les conditions de régénération du filtre à particules en empêchant l'emballement de la réaction de combustion et la montée en température excessive du filtre à particules. Ainsi, pour un volume équivalent du filtre à particules, il est possible de 5 piéger une plus grande quantité de particules avant de déclencher la régénération, car la quantité de particules maximale piégée n'a plus besoin d'être déterminée de manière à éviter l'emballement de la réaction de combustion. La régénération du filtre à particules a lieu moins souvent, ce qui limite la surconsommation en carburant liée à la régénération, et augmente la durée de vie du filtre à particules.
10 En outre, la dilution de carburant dans l'huile du moteur, liée aux injections retardées de carburant lors de la régénération, est également limitée. La diminution des performances de lubrification de l'huile et la fatigue mécanique subie par le moteur en conséquence de cette dilution sont également limitées. Pour une quantité maximale de particules piégées identique, le volume 15 du filtre à particules peut être réduit de manière à diminuer son encombrement. Selon d'autres caractéristiques avantageuses du procédé de régénération selon l'invention : - à l'étape b), on impose une première consigne de couple au moteur à combustion interne et une deuxième consigne de couple au moteur électrique, 20 déterminées de manière à charger la batterie du moteur électrique tout en fournissant un couple de traction global demandé par un conducteur dudit véhicule ; - à l'étape b), ladite première consigne de couple imposée au moteur à combustion interne et ladite deuxième consigne de couple imposée au moteur 25 électrique sont déterminées en fonction du couple de traction demandé par le conducteur du véhicule et d'au moins l'un des paramètres suivants : - l'état de charge électrique de la batterie électrique du moteur électrique, - le régime de fonctionnement du moteur à combustion interne, 30 - la charge moteur du moteur à combustion interne ; - pendant une première phase de chauffe du filtre à particules, ladite première consigne de couple imposée au moteur à combustion interne et ladite deuxième consigne de couple imposée au moteur électrique sont déterminées de manière que l'état de charge de la batterie électrique reste inférieur à un état de 3029964 5 charge limite de cette batterie ; - pendant une deuxième phase de combustion des particules piégées dans le filtre à particules, ladite première consigne de couple imposée au moteur à combustion interne et ladite deuxième consigne de couple imposée au moteur 5 électrique sont déterminées de manière à charger la batterie électrique lorsque la charge moteur du moteur à combustion interne est inférieure à une première valeur seuil de la charge moteur, et à décharger la batterie électrique lorsque la charge moteur du moteur à combustion interne est supérieure à une deuxième valeur seuil de la charge moteur ; 10 - pendant la deuxième phase de combustion des particules piégées dans le filtre à particules, ladite première consigne de couple imposée au moteur à combustion interne et ladite deuxième consigne de couple imposée au moteur électrique sont déterminées de manière à charger la batterie électrique dès qu'un retour au ralenti du moteur à combustion interne est détecté ; 15 - on détermine un couple de traction demandé par le conducteur du véhicule et un régime de fonctionnement du moteur à combustion interne et selon lequel le retour au ralenti du moteur à combustion interne est détecté lorsque le couple de traction demandé par le conducteur est nul et que le régime de fonctionnement du moteur à combustion interne est inférieur à une valeur seuil de 20 régime ; - lesdites première et deuxième consignes de couple sont déterminées à partir d'une cartographie en fonction du couple de traction demandé par le conducteur ; - à l'étape a), on détermine la quantité de particules piégées dans le filtre 25 à particules, et on déclenche ladite régénération du filtre à particules lorsque ladite quantité de particules piégées atteint une valeur limite supérieure de quantité de particules prédéterminée ; - on réalise en outre les étapes suivantes : e) on détermine la quantité de particules restant dans le filtre à particules 30 pendant ladite régénération du filtre à particules, f) lorsque cette quantité de particules restante est inférieure à une limite inférieure de quantité de particules, on stoppe la régénération du filtre à particules. L'invention concerne également un véhicule automobile comprenant un groupe motopropulseur hybride comportant un moteur à combustion interne, une 3029964 6 ligne d'échappement dans laquelle circulent les gaz d'échappement en sortie du moteur à combustion interne et sur le trajet de laquelle est disposé un filtre à particules, un moteur électrique et une batterie électrique associé à ce moteur électrique, dans lequel il est en outre prévu une unité de commande électronique 5 programmée pour piloter la régénération dudit filtre à particules selon le procédé de régénération tel que décrit précédemment. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION 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 10 comment elle peut être réalisée. Sur les dessins annexés : - la figure 1 est une vue schématique des différents organes d'un groupe motopropulseur hybride comprenant un moteur à combustion interne avec catalyseur d'oxydation et un filtre à particules sur la ligne d'échappement ; 15 - la figure 2 représente schématiquement l'évolution de l'état de charge électrique de la batterie électrique du moteur électrique en fonction du temps ; - la figure 3 représente schématiquement l'évolution de la température du filtre à particules en fonction du temps. Dans la suite, on appellera « charge moteur » du moteur à combustion 20 interne le rapport du travail fourni par un moteur à un régime donné de ce moteur à combustion interne sur le travail maximal possible à ce régime. On appellera « état de charge » de la batterie du moteur électrique le rapport entre la charge électrique de cette batterie à un instant donné et la charge électrique maximale possible de cette batterie. Cet état de charge est 25 généralement exprimé en pourcentage de cette charge électrique maximale. Un état de charge de 100% correspond alors à une batterie complètement chargée, tandis qu'un état de charge de 0% correspond à une batterie complètement déchargée. Sur la figure 1, on a représenté un groupe motopropulseur 100 hybride, 30 comprenant un moteur à combustion interne 110 et un moteur électrique 140. Le groupe motopropulseur 100 comporte avantageusement une unité de commande électronique 30 qui commande le fonctionnement des moteurs à combustion interne et électrique. Le moteur électrique 140 est associé à une batterie électrique 141.
3029964 7 L'unité de commande électronique 30 du groupe motopropulseur 100 régule le fonctionnement du moteur électrique 140, c'est-à-dire d'une part la charge et la décharge électrique de la batterie 141 de ce moteur électrique 140 et le couple généré par le moteur électrique.
5 Le moteur à combustion interne 110 est un moteur Diesel suralimenté comportant une chambre de combustion 23 alimentée en air frais par une ligne d'admission 120 et débouchant en aval sur une ligne d'échappement 130. La ligne d'admission 120 comporte une conduite d'admission 4 dans laquelle circule de l'air frais. Le débit d'air frais est mesuré en entrée de la 10 conduite d'admission 4 par un débitmètre d'air 1. Le moteur comprend un turbocompresseur 14 comportant deux turbines 2, 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.
15 Cette compression ayant pour effet de réchauffer l'air, il est prévu sur le trajet de la conduite d'admission 4, un refroidisseur d'air 3 qui refroidit l'air en sortie du turbocompresseur 14. La conduite d'admission 4 débouche dans un collecteur 6. Elle comporte en amont de ce collecteur 6 un volet d'admission 5. L'orientation du volet 20 d'admission 5 par rapport à l'axe de la conduite d'admission 4 contrôle le débit d'air frais entrant dans le collecteur 6. Le collecteur 6 est relié à une valve d'admission 21 d'un cylindre 20 du moteur. L'air comprimé entre via cette valve d'admission 21 dans une chambre de combustion 23 du cylindre 20 et il est prévu un injecteur 8 qui injecte le carburant 25 dans cette chambre de combustion 23. En pratique, le moteur à combustion interne comprend généralement plusieurs cylindres similaires. L'unité de commande électronique 30 commande la quantité de carburant injectée par l'injecteur 8 dans la chambre de combustion 23 ainsi que le 30 moment où est réalisée cette injection. Après la combustion, les gaz d'échappement résiduels sont expulsés hors de la chambre de combustion 23 par une valve d'échappement 22 dans la conduite d'échappement 16 de la ligne d'échappement 130. Une partie de ces gaz d'échappement est prélevée par un circuit de 3029964 8 recirculation 17 qui les ramène, après passage par un refroidisseur d'air 15, au collecteur 6 où ils se mélangent à l'air frais arrivant de la conduite d'admission 4. L'apport de gaz d'échappement dans le collecteur 6 est régulé par une vanne 13 dite EGR (Exhaust Gaz Recirculation). L'unité de commande électronique 30 5 commande également l'actionnement du volet d'admission 5 et de la vanne EGR 13 pour réguler le débit d'air dans le collecteur 6 et donc la quantité d'air introduite dans la chambre de combustion 23. L'unité de commande électronique 30 régule donc le rapport des quantités d'air et de carburant introduites dans la chambre de combustion 23.
10 Les gaz d'échappement qui ne sont pas dirigés dans la conduite de recirculation 17 circulent dans la conduite d'échappement 16 pour arriver à la turbine entraînante 9 du turbocompresseur 14. Ils traversent ensuite un catalyseur d'oxydation 11 et un filtre à particules 12 de la ligne d'échappement 130 avant d'être libérés dans l'atmosphère.
15 Le filtre à particules 12 retient les particules issues de la combustion du carburant et acheminées dans les gaz d'échappement afin d'éviter leur rejet dans l'atmosphère. Le catalyseur d'oxydation 11 oxyde les composés chimiques réducteurs polluants issus de la combustion du carburant et acheminés dans les gaz 20 d'échappement afin d'éviter leur rejet dans l'atmosphère. En variante, on peut prévoir sur le trajet de la ligne d'échappement, en amont du catalyseur d'oxydation 11 représenté sur la figure 1, un catalyseur de plus grandes dimensions pouvant par exemple piéger les oxydes d'azote. Un capteur de température 18 est installé à l'entrée du filtre à particules, 25 de manière à mesurer la température des gaz d'échappement qui entrent dans ce filtre à particules. Un capteur de pression différentielle 19 est positionné devant l'entrée et à la sortie du filtre à particules. Ce capteur de pression différentielle mesure la différence de pression entre les gaz d'échappement circulant en aval du filtre à particules et ceux circulant en amont du filtre à particules.
30 Les valeurs de température et de pression différentielle mesurées par ces capteurs sont transmises à l'unité de commande électronique 30. Comme évoqué précédemment, le filtre à particules 12 piège les particules présentent dans les gaz d'échappement, ce qui entraîne une obturation progressive du filtre à particules. Afin d'éviter l'obturation totale du filtre à 3029964 9 particules qui empêcherait la circulation des gaz d'échappement à travers le filtre à particules, les particules piégées sont périodiquement brûlées lors d'une phase de fonctionnement spécifique du moteur à combustion interne appelée la régénération du filtre à particules, réalisée en élevant fortement la température 5 des gaz d'échappement traversant le filtre. Ainsi, la température à l'entrée du filtre à particules atteint une valeur comprise de préférence entre 580 et 650°C. A cet effet, il est prévu de modifier l'injection du carburant dans la chambre de combustion afin d'élever la température des gaz d'échappement traversant le filtre à particules.
10 On effectue par exemple des injections de carburant après le point de fonctionnement du moteur à combustion interne appelé point mort haut, pendant la phase de détente des gaz dans la chambre de combustion. La combustion du carburant injecté tardivement au cours du cycle moteur élève fortement la température des gaz d'échappement.
15 De manière remarquable, selon l'invention, la régénération du filtre à particules 12 du groupe motopropulseur 100 est réalisée suivant un procédé de régénération comprenant les étapes suivantes : a) l'unité de commande électronique 30 déclenche la régénération du filtre à particules 12 au cours de laquelle lesdites particules piégées dans ce filtre 20 à particules sont brûlées, b) au cours de la régénération du filtre à particules, l'unité de commande 30 commande le groupe motopropulseur 100 hybride de manière que le moteur à combustion interne 110 charge la batterie 141 du moteur électrique 140. Un exemple de mise en oeuvre de ce procédé est décrit ci-dessous en 25 référence aux figures 2 et 3 qui représentent l'évolution de l'état de charge électrique de la batterie 141 du moteur électrique 140 et la température en entrée du filtre à particules 12 mesurée par le capteur de température 18 pendant cet exemple de mise en oeuvre. A l'étape a), l'unité de commande électronique 30 détermine par exemple 30 la quantité de particules piégées dans le filtre à particules 12 et compare cette quantité à une valeur limite supérieure de quantité de particules prédéterminée. La quantité de particules piégée dans le filtre est par exemple estimée en fonction de la pression différentielle mesurée par le capteur de pression différentielle 19. En effet, plus les particules s'accumulent dans le filtre à 3029964 10 particules, plus elles entravent la circulation des gaz d'échappement à l'intérieur de ce filtre à particules et plus la différence de pression entre l'entrée et la sortie du filtre à particules est importante. Si la quantité de particules piégées dans le filtre à particules est inférieure à la valeur limite supérieure de quantité de 5 particules prédéterminée, l'unité de commande électronique 30 commande le groupe motopropulseur 100 de manière que le couple demandé par le conducteur soit fournit par le moteur à combustion interne 110 et/ou le moteur électrique 140, selon une répartition de couple prédéterminée classique qui ne fait pas l'objet de cette invention, et ne sera pas décrite en détail ici.
10 Cette répartition de couple est par exemple prédéterminée en fonction du couple demandé par le conducteur, de la charge moteur du moteur à combustion interne et de l'état de charge de la batterie 141. En pratique, sur l'exemple des figures 2 et 3, l'unité de commande électronique 30 commande le groupe motopropulseur 100 selon cette répartition de couple classique pour la période de 15 temps située entre TO et Ti. Cela correspond, sur les figures 2 et 3, à un état de charge variable de la batterie 141 du moteur électrique 140 et à une température relativement basse en entrée du filtre à particules, correspondant au fonctionnement normal, hors régénération, du filtre à particules 12.
20 L'unité de commande électronique 30 détermine la quantité de particules piégées dans le filtre à particules 12 à intervalle de temps réguliers, tout au long du fonctionnement du groupe motopropulseur 100. Si la quantité de particules piégées dans le filtre à particules atteint ladite valeur limite supérieure de quantité de particules prédéterminée, la régénération 25 est déclenchée. L'unité de commande électronique 30 commande alors à l'injecteur 8 de manière à effectuer des injections retardées et/ou tardives du carburant après le point mort haut, pendant la phase de détente des gaz dans la chambre de combustion, de manière à augmenter la température des gaz d'échappement 30 traversant le filtre à particules 12. L'unité de commande électronique 30 commande alors le groupe motopropulseur 100 de manière que le couple demandé par le conducteur soit fournit par le moteur à combustion interne 110 et/ou le moteur électrique 140, selon une autre répartition de couple prédéterminée décrite ci-après. Cette autre 3029964 11 répartition de couple est spécifiquement utilisée pendant la régénération du filtre à particules 12. Plus précisément, à l'étape b), l'unité de commande électronique 30 impose une première consigne de couple au moteur à combustion interne 110 et 5 une deuxième consigne de couple au moteur électrique 140, déterminées de manière à charger la batterie 141 du moteur électrique 140 tout en fournissant le couple de traction demandé par le conducteur dudit véhicule. Cette première consigne de couple imposée au moteur à combustion interne 110 et cette deuxième consigne de couple imposée au moteur électrique 10 140 sont déterminées en fonction du couple de traction demandé par le conducteur du véhicule et d'au moins l'un des paramètres suivants : - l'état de charge électrique de la batterie 141 électrique du moteur électrique 140, - le régime de fonctionnement du moteur à combustion interne 110, 15 - la charge moteur du moteur à combustion interne 110. Les valeurs de ces grandeurs sont déterminées en temps réel par l'unité de commande électronique 30 de manière classique par des capteurs ou des modèles. Ainsi, pendant au moins une partie de la période de temps pendant 20 laquelle est réalisée la régénération du filtre à particules, le moteur à combustion interne 110 charge électriquement la batterie 141 du moteur électrique 140. Cela revient à dire que la deuxième consigne de couple imposée au moteur électrique 140 est alors négative. La première consigne de couple imposée au moteur à combustion 25 interne est égale au couple de traction demandé par le conducteur auquel est soustrait la deuxième consigne de couple imposée au moteur électrique. Ici, la première consigne de couple imposée au moteur à combustion interne est donc au final supérieure au couple de traction demandé par le conducteur. Ceci a pour effet d'augmenter la charge moteur du moteur à combustion 30 interne 110. Nous verrons plus loin que le fait d'augmenter la charge moteur du moteur à combustion interne est utile pour différentes raisons pendant la régénération du filtre à particules. La régénération du filtre à particules 12, qui correspond sur les figures 2 3029964 12 et 3 aux intervalles de temps situés entre les instants Ti et T7 peut être décomposée en deux phases. Lors d'une première phase de chauffage, correspondant aux intervalles de temps compris entre Ti et T2 sur les figures 2 et 3, la température du filtre à 5 particules s'élève progressivement, comme cela est visible sur la figure 3, mais elle reste trop faible pour permettre la combustion des particules dans le filtre à particules. Dans une deuxième phase, appelée dans la suite phase de combustion, la température du filtre à particules reste sensiblement constante, égale à une 10 température de régénération Treg prédéterminée (figure 3), à laquelle la combustion des particules piégées dans le filtre à particules 12 se déroule. De préférence, pendant la première phase de chauffage du filtre à particules, ladite première consigne de couple imposée au moteur à combustion interne 110 et ladite deuxième consigne de couple imposée au moteur électrique 15 140 sont déterminées de manière que la batterie 141 du moteur électrique 140 se charge. Ceci a pour effet, comme expliqué précédemment, d'augmenter la charge moteur du moteur à combustion interne 110. La charge moteur du moteur à combustion interne 110 étant ainsi augmentée, le fonctionnement du moteur à combustion interne est modifié en 20 conséquence. En particulier, la quantité de carburant injectée est augmentée et le chauffage du filtre à particules est alors plus rapide. L'évolution de l'état de charge SOC de la batterie du moteur électrique 140 pendant la phase de chauffage comprise entre Ti et T2, représentée sur la figure 2, montre l'augmentation régulière de cet état de charge pendant cette phase.
25 Avantageusement, pendant la première phase de chauffage du filtre à particules, ladite première consigne de couple imposée au moteur à combustion interne 110 et ladite deuxième consigne de couple imposée au moteur électrique 140 sont déterminées en outre de manière que l'état de charge SOC de la batterie 141 électrique reste inférieur à une valeur limite SOCSEUIL de l'état de charge de 30 cette batterie. Cette valeur limite SOCSEUIL est strictement inférieure à 100%. Elle est par exemple égale à 80%. Ainsi, l'unité de commande électronique 30 impose à la batterie 141 du moteur électrique 140 de se décharger lorsque son état de charge SOC devient supérieur ou égal à la valeur limite SOCSEUIL de l'état de charge. En conséquence, la batterie 141 conserve en permanence un 3029964 13 état de charge inférieur à l'état de charge maximal SOCMAX de la batterie 141. Cela permet à l'unité de commande de pouvoir commander la charge de la batterie 141 pendant la phase de combustion des particules. Cette décharge est effectuée de manière que l'état de charge de la 5 batterie 141 reste néanmoins supérieur à une valeur limite inférieure SOCMIN de l'état de charge de la batterie 141, de telle sorte que celle-ci ne se décharge jamais complètement. Pendant la deuxième phase de combustion des particules piégées dans le filtre à particules, ladite première consigne de couple imposée au moteur à 10 combustion interne 110 et ladite deuxième consigne de couple imposée au moteur électrique 140 sont déterminées de manière à charger la batterie électrique 141 lorsque la charge moteur du moteur à combustion interne 110 est inférieur à une première valeur seuil de la charge moteur. Ainsi, plus particulièrement, lorsque la charge moteur du moteur à 15 combustion interne est faible et risque de provoquer l'arrêt de l'injection de carburant dans le moteur à combustion interne, l'unité de commande électronique impose au moteur à combustion interne de charger la batterie du moteur électrique, ce qui augmente la charge moteur du moteur à combustion interne. En conséquence, l'injection de carburant est maintenue.
20 En d'autres termes, l'arrêt de l'injection de carburant est évité. On évite ainsi l'afflux brutal de dioxygène dans le filtre à particules 12 qu'entraîne l'absence de combustion dans la chambre de combustion. Cet afflux brutal de dioxygène risquerait en effet de provoquer un emballement de la réaction de combustion dans le filtre à particules 12, et, partant, une augmentation 25 incontrôlée de la température du filtre à particules pouvant endommager celui-ci. On entend par « emballement » de la réaction une situation dans laquelle la vitesse de régénération, c'est-à-dire la masse de particules brûlées par unité de temps, augmente très rapidement jusqu'à combustion complète des particules. En effet, la vitesse de régénération augmente avec la température du filtre à 30 particules et avec le taux de dioxygène présent dans les gaz d'échappement en entrée du filtre à particules. La température du filtre à particules dépend elle-même de la température des gaz d'échappement traversant le filtre et de la chaleur dégagée par la réaction de combustion. Or, plus la vitesse de régénération est grande, plus la quantité de chaleur 3029964 14 dégagée par la combustion est grande, ce qui augmente la température du filtre à particules, et donc la vitesse de régénération. Une fois ce processus déclenché, la réaction et donc la température du filtre à particules deviennent incontrôlables. En particulier, ladite première consigne de couple imposée au moteur à 5 combustion interne 110 et ladite deuxième consigne de couple imposée au moteur électrique 140 sont déterminées de manière à charger la batterie électrique 141 dès qu'un retour au ralenti du moteur à combustion interne 110 est détecté. Afin de détecter le retour au ralenti du moteur à combustion interne 110, l'unité de commande électronique 30 détermine le couple de traction demandé par 10 le conducteur du véhicule et le régime de fonctionnement du moteur à combustion interne 110. Le retour au ralenti du moteur à combustion interne 110 est détecté lorsque le couple de traction demandé par le conducteur est nul et que le régime de fonctionnement du moteur à combustion interne 110 est inférieur à une valeur 15 seuil de régime du moteur à combustion interne. Cette valeur seuil de régime est par exemple comprise entre 700 et 900 tours par minute. Cette situation de retour au ralenti du moteur à combustion interne 110 correspond en pratique à un levé de pied du conducteur, qui arrête d'appuyer sur la pédale d'accélération du véhicule automobile.
20 Ce cas de figure est représenté sur la figure 2 pendant les intervalles de temps compris entre T3 et T4 et entre T5 et T6. Pendant ces périodes de temps, un retour au ralenti du moteur à combustion interne 110 est détecté. La charge moteur du moteur à combustion interne devient inférieure à la première valeur seuil de charge moteur.
25 En conséquence, l'unité de commande électronique impose immédiatement au moteur à combustion interne de charger la batterie 141 du moteur électrique 140. L'état de charge de la batterie augmente alors linéairement pendant ces deux périodes de temps (figure 2). En revanche, la température en entrée du filtre à particules 12 reste 30 stable (figure 3). Grâce au procédé selon l'invention, l'emballement de la réaction de combustion dans le filtre à particules est évité, la température du filtre à particules reste bien contrôlée. De préférence, pendant la deuxième phase de combustion des particules piégées dans le filtre à particules, ladite première consigne de couple imposée au 3029964 15 moteur à combustion interne 110 et ladite deuxième consigne de couple imposée au moteur électrique 140 sont également déterminées de manière à décharger la batterie électrique 141 lorsque la charge moteur du moteur à combustion interne 110 est supérieur à une deuxième valeur seuil de la charge moteur.
5 Cette décharge est effectuée de manière que l'état de charge de la batterie 141 reste néanmoins supérieure à la valeur limite inférieure SOCMIN de l'état de charge de la batterie 141, de telle sorte que celle-ci ne se décharge jamais complètement. Sur la figure 3, une courte période de temps située immédiatement avant 10 l'instant T3 illustre la décharge de la batterie électrique 141 lorsque la charge moteur du moteur à combustion interne 110 est supérieure à la deuxième valeur seuil de charge moteur. Cela correspond à une demande d'accélération forte du conducteur juste avant l'instant T3, puis un levé de pied entre T3 et T4. De préférence, lorsque la charge moteur du moteur à combustion interne 15 110 est supérieure à la deuxième valeur seuil de charge moteur, pendant la deuxième phase de combustion des particules, ladite première consigne de couple imposée au moteur à combustion interne 110 et ladite deuxième consigne de couple imposée au moteur électrique 140 sont déterminées également de manière que l'état de charge SOC de la batterie 141 électrique reste inférieur à la 20 valeur limite SOCSEUIL de l'état de charge de cette batterie. En d'autres termes, en dehors des moments où la charge moteur du moteur à combustion interne est inférieure à la première valeur seuil de charge moteur, ou en dehors des moments où un retour au ralenti est détecté, l'unité de commande électronique 30 impose des première et deuxième consignes de 25 couple aux moteurs à combustion interne et électrique déterminées de telle sorte que l'état de charge SOC de la batterie électrique 141 reste inférieur à la valeur limite SOCSEUIL. De cette manière, la batterie 141 du moteur électrique reste au moins partiellement déchargée, de manière à pouvoir être chargée au levé de pied 30 suivant du conducteur. Ainsi, sur la figure 2, à l'instant T6, l'état de charge de la batterie 141 atteint la valeur maximale de l'état de charge SOCMAX, et dans les instants qui suivent, l'unité de commande électronique 30 commande une décharge de la batterie 141 jusqu'à ce que l'état de charge de la batterie 141 redeviennent 3029964 16 inférieur à la valeur limite de l'état de charge SOCSEUIL. Lorsque la charge moteur du moteur à combustion interne est supérieure à la première valeur seuil de la charge moteur, ou qu'aucun retour au ralenti n'est détecté, et que l'état de charge de la batterie électrique 141 est inférieur la valeur 5 limite de l'état de charge SOCSEUIL, les premières et deuxième consignes de couple peuvent prendre en compte d'autres paramètres de fonctionnement du moteur. Lesdites première et deuxième consignes de couple sont par exemple déterminées par l'unité de commande électronique 30 à partir d'une cartographie 10 établie en fonction du couple de traction demandé par le conducteur, de l'état de charge de la batterie du moteur électrique et de la charge moteur du moteur à combustion interne. En variante, elles peuvent être déterminées par calcul ou par tout autre moyen connu de l'homme du métier. Pendant la régénération du filtre, l'unité de commande électronique 30 15 continue d'estimer à intervalles de temps régulier la quantité de particules piégées restant dans le filtre à particules 12 et non brûlées. Lorsque cette quantité de particules restante est inférieure à une valeur limite inférieure de quantité de particules, l'unité de commande électronique 30 stoppe la régénération du filtre à particules.
20 Grâce au procédé selon l'invention, la composition des gaz d'échappement reste stable, ce qui limite le risque d'emballement de la régénération du filtre à particules tout en maintenant une température consigne en entrée du filtre à particules optimale visant à limiter au maximum la durée de la régénération.
25 En outre, il n'est plus nécessaire de prévoir le déclenchement de la régénération du filtre à particules pour une quantité de particules inférieure à la quantité maximale pouvant être piégée de manière à éviter l'emballement de la réaction de combustion en limitant la quantité de particules à brûler. Pour des dimensions constantes du filtre à particules, les régénérations du filtre à particules 30 sont alors espacées dans le temps. De manière globale, le procédé selon l'invention limite la surconsommation de carburant liée à la régénération du filtre à particules et la fatigue thermique du filtre à particules lié à l'augmentation périodique de sa température pendant les régénérations, ce qui augmente sa durée de vie.
3029964 17 Enfin, l'ajout de carburant additionnel dans la ligne d'échappement lors des injections retardées ou tardives de carburant dans les chambres de combustion entraîne une dilution de carburant dans l'huile présente sur les bords des cylindres. Ce phénomène diminue les capacités de lubrification de l'huile. La 5 réduction de la durée et de la fréquence des régénérations du filtre à particules réduit donc également la fatigue mécanique que subit le moteur à combustion interne lors de la régénération du filtre à particules. La taille et donc l'encombrement du filtre à particules peuvent être réduites à quantité maximale de particules piégées constante. 10

Claims (11)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de régénération d'un filtre à particules (12) d'une ligne d'échappement (130) d'un moteur à combustion interne (110) appartenant à un groupe motopropulseur hybride (100) d'un véhicule automobile, ce groupe motopropulseur hybride (100) comprenant également un moteur électrique (140) associé à une batterie électrique (141), comprenant les étapes suivantes : a) on déclenche la régénération du filtre à particules (12) au cours de laquelle on brûle lesdites particules piégées dans ce filtre à particules (12), b) au cours de la régénération du filtre à particules (12), on commande le groupe motopropulseur hybride (100) de manière que le moteur à combustion interne (110) charge la batterie (141) du moteur électrique (140).
  2. 2. Procédé de régénération d'un filtre à particules selon la revendication 1, selon lequel, à l'étape b), on impose une première consigne de couple au moteur à combustion interne (110) et une deuxième consigne de couple au moteur électrique (140), déterminées de manière à charger la batterie (141) du moteur électrique (140) tout en fournissant un couple de traction global demandé par un conducteur dudit véhicule.
  3. 3. Procédé de régénération d'un filtre à particules selon la revendication 2, selon lequel, à l'étape b), ladite première consigne de couple imposée au moteur à combustion interne (110) et ladite deuxième consigne de couple imposée au moteur électrique (140) sont déterminées en fonction du couple de traction demandé par le conducteur du véhicule et d'au moins l'un des paramètres suivants : - l'état de charge électrique de la batterie (141) électrique du moteur électrique (140), - le régime de fonctionnement du moteur à combustion interne (110), - la charge moteur du moteur à combustion interne (110).
  4. 4. Procédé de régénération d'un filtre à particules (12) selon l'une des revendications 2 et 3, selon lequel, pendant une première phase de chauffage du filtre à particules (12), ladite première consigne de couple imposée au moteur à combustion interne (110) et ladite deuxième consigne de couple imposée au moteur électrique (140) sont déterminées de manière que l'état de charge de la 3029964 19 batterie (141) électrique reste inférieur à une valeur limite de l'état de charge de cette batterie (141).
  5. 5. Procédé de régénération d'un filtre à particules (12) selon l'une des revendications 2 à 4, selon lequel, pendant une deuxième phase de combustion 5 des particules piégées dans le filtre à particules (12), ladite première consigne de couple imposée au moteur à combustion interne (110) et ladite deuxième consigne de couple imposée au moteur électrique (140) sont déterminées de manière à charger la batterie (141) électrique lorsque la charge moteur du moteur à combustion interne (110) est inférieure à une première valeur seuil de la charge 10 moteur et à décharger la batterie (141) électrique lorsque la charge moteur du moteur à combustion interne (110) est supérieure à une deuxième valeur seuil de la charge moteur.
  6. 6. Procédé de régénération d'un filtre à particules (12) selon la revendication 5, selon lequel, pendant la deuxième phase de combustion des 15 particules piégées dans le filtre à particules (12), ladite première consigne de couple imposée au moteur à combustion interne (110) et ladite deuxième consigne de couple imposée au moteur électrique (140) sont déterminées de manière à charger la batterie (141) électrique dès qu'un retour au ralenti du moteur à combustion interne (110) est détecté. 20
  7. 7. Procédé de régénération d'un filtre à particules (12) selon la revendication 6, selon lequel on détermine un couple de traction demandé par le conducteur du véhicule et un régime de fonctionnement du moteur à combustion interne (110) et selon lequel le retour au ralenti du moteur à combustion interne (110) est détecté lorsque le couple de traction demandé par le conducteur est nul 25 et que le régime de fonctionnement du moteur à combustion interne (110) est inférieur à une valeur seuil de régime.
  8. 8. Procédé de régénération d'un filtre à particules (12) selon l'une des revendications précédentes, selon lequel lesdites première et deuxième consignes de couple sont déterminées à partir d'une cartographie en fonction du couple de 30 traction demandé par le conducteur.
  9. 9. Procédé de régénération d'un filtre à particules (12) selon l'une des revendications précédentes, selon lequel, à l'étape a), on détermine la quantité de particules piégées dans le filtre à particules (12), et on déclenche ladite régénération du filtre à particules (12) lorsque ladite quantité de particules piégées 3029964 20 atteint une valeur limite supérieure de quantité de particules prédéterminée.
  10. 10. Procédé de régénération d'un filtre à particules (12) selon l'une des revendications précédentes, selon lequel on réalise en outre les étapes suivantes : e) on détermine la quantité de particules restant dans le filtre à particules 5 (12) pendant ladite régénération du filtre à particules (12), f) lorsque cette quantité de particules restante est inférieure à une limite inférieure de quantité de particules, on stoppe la régénération du filtre à particules (12).
  11. 11. Véhicule automobile comprenant un groupe motopropulseur hybride 10 comportant un moteur à combustion interne (110), une ligne d'échappement dans laquelle circulent les gaz d'échappement en sortie du moteur à combustion interne (110) et sur le trajet de laquelle est disposé un filtre à particules (12), un moteur électrique (140) et une batterie (141) électrique associé à ce moteur électrique (140), dans lequel il est en outre prévu une unité de commande électronique 15 programmée pour piloter la régénération dudit filtre à particules (12) selon le procédé de régénération selon l'une des revendications précédentes.
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