FR3066785B1 - Procede de controle d’un debit de gaz d’echappement traversant un filtre a particules dans une ligne d’echappement - Google Patents

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Abstract

L'invention porte sur un procédé de contrôle d'un débit de gaz d'échappement traversant un filtre à particules dans une ligne d'échappement afin de limiter un différentiel de pression (dP cour) aux bornes amont et aval du filtre à particules en dessous d'une limite maximale de différentiel de pression prédéterminée. Il est effectué au moins un point (P cour) de mesure ou d'estimation d'un couple de différentiel de pression (dP cour) et de débit (Deb cour) à un instant donné, ce point correspondant à un chargement en vigueur du filtre à particules à cet instant donné. Il est effectué une extrapolation à partir du point pour déterminer un débit limitant associé à la limite maximale de différentiel de pression pour un tel chargement en vigueur, le débit de gaz d'échappement dans la ligne étant piloté pour être inférieur au débit limitant déterminé.

Description

PROCEDE DE CONTROLE D’UN DEBIT DE GAZ D’ECHAPPEMENT TRAVERSANT UN FILTRE A PARTICULES DANS UNE LIGNE D’ECHAPPEMENT
[0001] La présente invention porte sur un procédé de contrôle d’un débit de gaz d’échappement traversant un filtre à particules dans une ligne d’échappement d’un véhicule automobile afin de limiter un différentiel de pression aux bornes amont et aval du filtre à particules en dessous d’une limite maximale de différentiel de pression prédéterminée.
[0002] Un filtre à particules est un système de post-traitement des particules contenues dans les gaz d’échappement d’un moteur. Son rôle est de capter les particules, de les stocker et de les brûler lorsque les conditions s’y prêtent, essentiellement sous fort taux d’oxygène dans les gaz d’échappement et à température élevée, ce qui est appelé une régénération.
[0003] L’emploi de filtres à particules est généralisé pour des moteurs Diesel mais est de plus en plus commun pour des véhicules à carburant essence ou à mélange contenant de l’essence.
[0004] Pendant son utilisation et le roulage du véhicule automobile, le filtre à particules se charge en particules, notamment des particules de suie. On appelle chargement la masse de particules stockées dans le filtre à particules. Sans que cela soit limitatif, ce chargement peut varier de 0 à 15 g en fonction des conditions de roulage du véhicule.
[0005] L’augmentation du chargement entraîne un effet de bouchon dans la ligne d’échappement. La pression en amont du filtre à particules, amont étant pris dans le sens de l’écoulement des gaz d’échappement dans la ligne d’échappement, et donc le différentiel de pression amont-aval du filtre à particules pour un débit de gaz donné augmente avec le chargement. Sans être limitatif, l’ordre de grandeur de ce différentiel de pression peut varier de 250 mbar, pour 0 g de chargement dans le filtre à particules, jusqu’à 1,5 bar, pour 15 g de chargement.
[0006] Dans des conditions de différentiel de pression élevé, le filtre à particules présente un risque de destruction et peut être rendu non fonctionnel. En effet, la pression en amont du filtre à particules entraîne un effort dans la direction et le sens de la circulation des gaz d’échappement. L’augmentation du chargement du filtre à particules entraîne aussi une augmentation de la pression et donc de l’effort.
[0007] Lorsque cet effort atteint une valeur critique, le filtre à particules peut subir un déplacement dans la direction et le sens de l’effort. Ce déplacement peut entraîner une fissuration du composant filtre à particules à l’intérieur de la boîte métallique dans laquelle est contenu le reste du filtre à particules, cette boîte métallique étant dénommée « canning >> en langue anglo-saxonne. Il est à considérer que le filtre à particules peut être contenu dans une même boîte qu’un catalyseur, le catalyseur étant alors intégré dans le filtre à particules ou inversement.
[0008] Le brevet FR-A- 2 994 213 décrit un procédé de commande d'un filtre à particules en fonction de son endommagement. Lors d'une régénération du filtre à particules, il est effectué un classement d’une grandeur caractéristique de l'endommagement du filtre, telle qu'un volume de chargement en suies du filtre, dans une classe d'endommagement, une détermination, au moyen d'une matrice d'endommagement, d’une valeur d'endommagement unitaire à partir de la classe d'endommagement et d'un nombre de répétitions de régénérations associé à ladite classe d'endommagement.
[0009] Il est ensuite procédé à la combinaison de cette valeur d'endommagement unitaire à une valeur courante d'endommagement pour obtenir une nouvelle valeur courante d'endommagement et à l’adaptation d’une valeur de masse en suies limite pour laquelle sera commandée la régénération du filtre en fonction de la nouvelle valeur courante d'endommagement.
[0010] Ce document bien que relatif à la protection d’un filtre à particules n’est pas dirigé vers une protection du filtre à particules contre un différentiel de pression aux bornes du filtre à particules trop élevé entraînant un risque de fissuration du filtre à particules. Or une telle fissuration n’est pas acceptable car le filtre à particules n’est alors plus fonctionnel. Une limite maximale de différentiel de pression est alors prédéterminée et est considérée comme ne devant pas être franchie.
[0011] Pour éviter une telle fissuration, il est possible de limiter le différentiel de pression amont-aval du filtre à particules en dessous de la limite maximale de différentiel de pression prédéterminée. Pour ce faire, il convient de limiter le débit des gaz d’échappement transitant par le filtre à particules en un débit limitant correspondant à une limite maximale de différentiel de pression prédéterminée.
[0012] Cependant, cela entraîne une première difficulté, étant donné que la relation entre le débit des gaz d’échappement et le différentiel de pression n’est pas bijective du fait du chargement du filtre à particules. En effet, en fonction du chargement du filtre à particules, le couple différentiel de pression aux bornes du filtre et débit de gaz d’échappement dans le filtre à particules n’est pas unique.
[0013] En se référant à la figure 1 qui montre des courbes de différentiel de pression dP en fonction d’un débit de gaz Deb dans la ligne d’échappement, il peut être vu qu’il existe plusieurs différentiels de pression possibles pour divers chargements du filtre à particules compris entre un chargement minimal ChO et un chargement maximal Chmax, cela pour un débit donné, par exemple le débit référencé Deb cour.
[0014] Une deuxième difficulté est qu’il n’est pas possible de mesurer le chargement du filtre à particules ou de le calculer avec précision, pour obtenir une caractéristique unique, et déterminer le bon niveau de débit limitant.
[0015] Par conséquent, le problème à la base de l’invention est, pour la protection contre un différentiel de pression trop élevé d’un filtre à particules présent dans une ligne d’échappement de véhicule automobile, de déterminer un débit limitant de gaz approprié pour ne pas atteindre ce différentiel de pression trop élevé, ceci sans avoir connaissance du chargement du filtre à particules.
[0016] Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l’invention un procédé de contrôle d’un débit de gaz d’échappement traversant un filtre à particules dans une ligne d’échappement afin de limiter un différentiel de pression aux bornes amont et aval du filtre à particules en dessous d’une limite maximale de différentiel de pression prédéterminée, caractérisé en ce qu’il est effectué au moins un point de mesure ou d’estimation d’un couple de différentiel de pression et de débit à un instant donné, ce point correspondant à un chargement en vigueur du filtre à particules à cet instant donné et qu’il est effectué une extrapolation à partir du point pour déterminer un débit limitant associé à la limite maximale de différentiel de pression pour un tel chargement en vigueur, le débit de gaz d’échappement dans la ligne étant piloté pour être inférieur au débit limitant déterminé.
[0017] L’effet technique obtenu par le procédé de contrôle d’un débit de gaz d’échappement en passant par la détermination d’un débit limitant correspondant à la limite maximale de différentiel de pression est d’obtenir le débit maximum autorisé ou débit limitant, ceci sans obligatoirement connaître la valeur exacte du chargement du filtre à particules. Il est ainsi évité la casse ou l’endommagement du filtre à particules lorsque celui-ci subit un différentiel de pression amont-aval excessif tout en ne réduisant pas inutilement le fonctionnement du moteur thermique en diminuant de manière trop forte le débit de gaz d’échappement dans la ligne d’échappement.
[0018] Il n’existait pas selon l’état de la technique une fonction de protection associée au filtre à particules destinée à le protéger d’un différentiel de pression excessif, étant donné la difficulté d’évaluer le chargement du filtre à particules qui joue sur le couple débit limitant et limite maximale de différentiel de pression.
[0019] Plus particulièrement pour une motorisation à essence, le filtre à particules est une innovation et, du fait de sa récente installation sur de telles motorisations, il n’existe actuellement pas de fonction de protection associée au filtre. Dans le procédé selon l’invention, l’aspect essentiel est un calcul d’apprentissage qui permet de déterminer un couple différentiel de pression et débit de gaz représentatif du chargement actuel du filtre à particules.
[0020] A partir de la détermination de ce couple, on peut extrapoler le débit limitant. La limitation du différentiel de pression ainsi obtenue est efficace sans une réduction de la performance excessive due à une détermination d’un débit limitant non nécessairement trop restrictif.
[0021] Avantageusement, l’extrapolation est faite par cartographie donnant pour un point à un instant donné déjà mis en mémoire dans la cartographie un débit limitant issu d’un couple extrapolé de la limite maximale de différentiel de pression et du débit limitant pour le chargement en vigueur.
[0022] Avantageusement, quand un point à un instant donné n’est pas mémorisé dans la cartographie, il est effectué une interpolation du débit limitant selon les débits limitants obtenus pour au moins deux points mémorisés dans la cartographie, lesdits au moins deux points cartographiés étant les plus proches en différentiel de pression et/ou en débit du point non cartographié, une moyenne, pondérée ou non, étant faite entre les débits limitants desdits au moins deux points cartographiés pour une interpolation du débit limitant du point non cartographié, le point non cartographié étant ensuite mémorisé dans la cartographie avec le débit limitant ainsi interpolé à partir des débits limitants desdits au moins deux points cartographiés.
[0023] Avantageusement, lesdits au moins deux points cartographiés les plus proches sont déterminés en calculant les différences de différentiel de pression et de débit de chacun des points cartographiés avec le point non cartographié que divisent respectivement le différentiel de pression ou le débit du point de mesure non cartographié pour l’obtention de rapports de différentiels de pression et de débits, les rapports ainsi obtenus, pondérés ou non, étant comparés entre eux pour sélectionner lesdits au moins deux points cartographiés les plus proches.
[0024] Avantageusement, lesdits au moins deux points cartographiés les plus proches sont au nombre de quatre.
[0025] Avantageusement, une mise en œuvre du procédé est suspendue pour des points dont, d’une part, le différentiel de pression est inférieur à une valeur seuil de différentiel de pression de 100mbar, avec une plage de +/-10% autour de cette valeur seuil de différentiel de pression, et, d’autre part, le débit des gaz d’échappement est inférieur à une valeur seuil de débit massique de 0,01 kg/s, avec une plage de +/-10% autour de cette valeur seuil de débit massique, ces points de mesure ou d’estimation n’étant pas ensuite mémorisés dans la cartographie.
[0026] Avantageusement, le procédé s’effectue par une succession de prises de points selon un pas de mesure de 10 millisecondes avec une plage de +/-10% autour de cette valeur.
[0027] Une variation du chargement à la hausse peut être due au stockage progressif des particules dans le filtre à particules, ce qui est une progression lente qui pourrait ne pas être surveillée en continu. Par contre, une variation du chargement à la baisse peut être due à un déstockage rapide des particules dans le filtre à particules, notamment lors d’une régénération du filtre à particules, ce qui est une diminution rapide du chargement. Dans ce cas, il est très avantageux que le débit limitant soit mis à jour en temps réel ou presque en temps réel pour coller le plus possible au chargement diminuant rapidement au cours de la régénération.
[0028] Avantageusement, la mesure ou l’estimation du point est effectué avec une erreur relative de moins de +/- 3%. La précision des données d’entrées du calcul permet d’avoir une limitation du débit au juste nécessaire pour protéger le filtre à particules, mais ne réduisant pas de façon excessive la performance du moteur. Une imprécision des données d’entrées entraînerait soit une absence de protection du filtre à particules par un débit limitant encore trop élevé pour la protection du filtre à particules, soit une réduction de la puissance du moteur non justifiée par l’imposition d’un débit limitant de gaz d’échappement trop faible.
[0029] L’invention concerne un groupe moteur comprenant un moteur thermique, une ligne d’échappement comportant un filtre à particules et une unité de contrôle moteur en charge du fonctionnement du moteur thermique et du filtre à particules, caractérisé en ce qu’il met en œuvre un tel procédé, le groupe motopropulseur comprenant des moyens d’estimation ou de mesure d’un différentiel de pression et d’un débit de gaz d’échappement à des instants donnés, l’unité de contrôle moteur comprenant des moyens de mémorisation préalable d’une limite maximale de différentiel de pression spécifique au filtre à particules, des moyens de réception des différentiels de pression et des débits à des instants donnés et des moyens d’extrapolation des différentiels et débits mesurés ou estimés à chaque instant donné pour déterminer un débit limitant associé à la limite maximale de différentiel de pression.
[0030] La solution proposée par la présente invention est une solution logicielle, simple à implémenter, car immédiatement intégrable dans un contrôle moteur. Les mesures ou estimations de débit de gaz ainsi que les mesures ou estimations du différentiel de pression aux bornes du filtre à particules sont déjà intégrées dans ou transmises à l’unité de contrôle moteur. La solution proposée ne demande pas ou peu de logiciel supplémentaire, seulement, le cas échéant, une cartographie ou élément similaire donnant le débit limitant pour une limite maximale de différentiel de pression.
[0031] Comme la solution est purement logicielle et efficace, elle présente l’avantage de permettre d’éviter le risque de déplacement puis de fissuration du filtre à particules.
[0032] Le filtre à particules est une technologie qui se généralise étant donné le durcissement des normes environnementales pour les moteurs essence en matière de particules et étant donné la tendance des constructeurs à une limitation de cylindrée des moteurs et à l’adoption de la technologie de turbo-injection directe pour les moteurs à essence qui favorisent la production de particules.
[0033] De plus, la protection du filtre à particules pendant toute la vie de véhicule est une nécessité en regard des nouvelles règlementations environnementales, qui tendront à vérifier les taux de polluants des véhicules au cours de leur vie.
[0034] Avantageusement, le différentiel de pression est mesuré par un capteur de différentiel de pression ou estimé par des moyens d’estimation intégrés dans l’unité de contrôle moteur et le débit est mesuré par un débitmètre ou par des moyens d’estimation intégrés dans l’unité de contrôle moteur. Ces moyens de mesure ou d’estimation sont déjà présents au moins en partie en association avec l’unité de contrôle moteur soit en étant intégrés à cette unité ou soit en lui envoyant leurs mesures.
[0035] 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 : - les figures 1 à 3, 5 et 6 illustrent un différentiel de pression aux bornes d’un filtre à particules dans une ligne d’échappement de véhicule automobile en fonction d’un débit de gaz d’échappement avec illustration de différentes courbes de chargement en particules du filtre, la figure 1 montrant un débit courant et un différentiel de pression courant, la figure 2 l’extrapolation du couple débit courant et différentiel de pression courant pour l’obtention d’un couple d’une limite maximale de différentiel de pression et d’un débit limitant, la figure 3 montrant une zone à partir de laquelle l’extrapolation est à éviter, la figure 5 le cas d’une régénération d’un filtre à particules avec diminution du chargement et augmentation du débit limitant extrapolé et la figure 6 le cas d’une augmentation du chargement du filtre à particules avec diminution du débit limitant, la détermination du débit limitant aux figures 2, 3, 5 et 6 se faisant selon un procédé de contrôle d’un débit de gaz d’échappement traversant un filtre à particules dans une ligne d’échappement d’un véhicule automobile conforme à la présente invention, - la figure 4 est une représentation d’un logigramme d’un mode de réalisation du procédé de contrôle d’un débit de gaz d’échappement traversant un filtre à particules dans une ligne d’échappement d’un véhicule automobile selon la présente invention.
[0036] Il est à garder à l’esprit que les figures sont données à titre d'exemples et ne sont pas limitatives de l’invention. Elles constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques.
[0037] Dans ce qui va suivre, il est fait référence à toutes les figures prises en combinaison. Quand il est fait référence à une ou des figures spécifiques, ces figures sont à prendre en combinaison avec les autres figures pour la reconnaissance des références numériques désignées.
[0038] En se référant à toutes les figures, il est prévu selon l’invention un procédé de contrôle d’un débit de gaz d’échappement traversant un filtre à particules dans une ligne d’échappement d’un véhicule automobile afin de limiter un différentiel de pression dP cour aux bornes amont et aval du filtre à particules en dessous d’une limite maximale de différentiel de pression LIM prédéterminée.
[0039] Selon la présente invention, il est effectué au moins un point, P cour, de mesure ou d’estimation d’un couple de valeurs (différentiel de pression dP cour, débit Deb cour à un instant donné). Ce point P cour correspond à un chargement en vigueur du filtre à particules à cet instant donné.
[0040] A la figure 1, il a été mesuré ou estimé, pour un point P cour de mesure ou d’estimation, un débit Deb cour de gaz d’échappement courant ou débit en vigueur et un différentiel de pression dP cour courant ou en vigueur à un instant donné, ce point P cour correspondant à un chargement du filtre en particules qui peut être non précisément déterminé.
[0041] A la figure 1, il peut être vu que pour un débit Deb cour courant, il existe une pluralité de différentiels de pression dP cour selon différents chargements du filtre compris entre un chargement maximal Chmax et un chargement nul ChO. Ces mesures ou estimations du débit Deb cour courant et du différentiel de pression dP cour ont pour rôle de déterminer quelle caractéristique du couple différentiel de pression dP cour et débit Deb cour correspond au chargement du filtre à particules actuel, sans avoir besoin de le connaître forcément pour pouvoir ensuite extrapoler le débit limitant DEB lim sur cette courbe.
[0042] La valeur du différentiel de pression dP cour est recopiée dans une variable utilisée par le calcul d’extrapolation du débit limitant DEB lim et la valeur du débit Deb cour de gaz est recopiée dans une variable utilisée par le calcul d’extrapolation du débit limitant DEB lim. A partir de ces deux variables recopiées, on connaît la position du point P cour en vigueur de différentiel de pression dP cour et de débit Deb cour.
[0043] Il est alors effectué une extrapolation à partir du point P cour de mesure ou d’estimation pour déterminer un débit limitant DEB lim associé à la limite maximale de différentiel de pression LIM pour un tel chargement en vigueur, le débit Deb cour de gaz d’échappement dans la ligne étant piloté pour être inférieur au débit limitant DEB lim déterminé.
[0044] Ceci est montré à la figure 2. A cette figure 2, du fait de l’extrapolation du couple différentiel de pression dP cour en vigueur et débit Deb cour de gaz en vigueur, il est déterminé pour une limite maximale de différentiel de pression LIM un débit limitant DEB lim. La limite maximale de différentiel de pression LIM est une droite horizontale, étant donné qu’elle est sensée ne pas varier pas avec les chargements du filtre à particules.
[0045] Une fois le couple différentiel de pression dP cour et de débit Deb cour en vigueur connu par mesure et/ou estimation, car concilier les deux est possible dans le cadre de la présente invention, on détermine le point de débit limitant DEB lim par projection de la limite maximale de différentiel de pression LIM sur cette caractéristique.
[0046] L’extrapolation peut être faite par cartographie donnant pour un point P cour de mesure ou d’estimation à un instant donné déjà mis en mémoire dans la cartographie un débit limitant DEB lim issu d’un couple extrapolé de la limite maximale de différentiel de pression LIM et du débit limitant DEB lim pour le chargement en vigueur.
[0047] Ainsi, la détermination du débit limitant DEB lim est réalisée avec une cartographie qui fait correspondre à chaque couple de différentiel de pression dP cour en vigueur et débit Deb cour en vigueur un débit limitant DEB lim déjà introduit dans la cartographie. L’utilisation d’une cartographie induit que si le couple de différentiel de pression dP cour en vigueur et débit Deb cour en vigueur est un point P cour cartographié, alors le débit limitant DEB lim vaut exactement la valeur introduite dans la cartographie.
[0048] L’apprentissage du couple de différentiel de pression dP cour en vigueur et débit Deb cour en vigueur à utiliser est rendu possible par le fait que les différents paramètres fonction du chargement du filtre en particules ne se croisent pas.
[0049] Quand un point P cour à un instant donné n’est pas mémorisé dans la cartographie, il est effectué une interpolation du débit limitant DEB lim selon les débits limitants obtenus pour au moins deux points mémorisés dans la cartographie, de préférence quatre points. Les deux points ou plus cartographiés peuvent être choisis comme étant les plus proches en différentiel de pression dP cour et/ou en débit Deb cour du point de mesure ou d’estimation P cour non cartographié.
[0050] Une moyenne, avantageusement pondérée, peut être faite entre les débits limitants des deux points cartographiés, ou plus, les plus proches pour interpoler le débit limitant DEB lim du point P cour non cartographié. Le point P cour non cartographié peut être ensuite mémorisé dans la cartographie avec le débit limitant DEB lim ainsi interpolé à partir des débits limitants desdits au moins deux points cartographiés les plus proches.
[0051] Les deux points cartographiés, ou plus, les plus proches peuvent être déterminés en calculant les différences de différentiel de pression dP cour et de débit Deb cour de chacun des points cartographiés avec le point P cour non cartographié que divisent respectivement le différentiel de pression dP cour ou le débit Deb cour du point P cour de mesure non cartographié pour l’obtention de rapports de différentiels de pression et de débits. Les rapports ainsi obtenus, pondérés ou non, peuvent être comparés entre eux pour sélectionner lesdits au moins deux points cartographiés les plus proches en présentant les rapports les plus faibles.
[0052] En regard de la figure 3, une mise en œuvre du procédé est suspendue pour des points de mesure ou d’estimation se trouvant dans la zone référencée Z1. Suspendue veut dire aussi que la mise en œuvre du procédé pour un point de mesure ou d’estimation en vigueur se trouvant dans cette zone Z1 n’est pas initiée.
[0053] Pour cette zone Z1, d’une part, le différentiel de pression dP cour peut être inférieur à une valeur seuil de différentiel de pression de 100mbar, avec une plage de +/-10% autour de cette valeur seuil de différentiel de pression. D’autre part, pour cette zone Z1, le débit Deb cour des gaz d’échappement peut être inférieur à une valeur seuil de débit massique de 0,01 kg/s, avec une plage de +/-10% autour de cette valeur seuil de débit massique. Ces deux conditions peuvent être prises séparément pour le classement d’un point de mesure ou d’estimation dans la zone Z1. Ces points de mesure ou d’estimation de la zone Z1 peuvent ne pas être ensuite mémorisés dans la cartographie. Ainsi, dans cette zone Z1, les variables de différentiel de pression du filtre en particules et le débit ne sont pas assez correctement déterminé pour pouvoir réaliser une extrapolation à partir de ces points. De plus, le calcul n’est pas nécessaire car le chargement du filtre en particules ne peut pas varier dans cette zone Z1, ce qui permet d’économiser de la ressource des moyens de calcul.
[0054] La figure 4 montre un logigramme d’un mode préférentiel de réalisation du procédé de contrôle d’un débit de gaz d’échappement traversant un filtre à particules selon la présente invention.
[0055] La référence 1 symbolise l’autorisation d’un apprentissage pour les couples différentiel de pression et débit en vigueur. Comme précédemment mentionné, l’apprentissage du couple n’est de préférence pas réalisé lorsque les différentiels de pression et les fonctions du chargement sont trop faibles en n’étant pas clairement distinctes les uns des autres, du fait d’un risque élevé d’un apprentissage erroné, les courbes de chargement étant aussi proches les unes des autres et pouvant être confondues. C’est le cas dans la zone où les différentiels de pression ou les débits sont faibles. Il convient donc interdire l’apprentissage dans cette zone référencée Z1 à la figure 3.
[0056] L’autorisation d’apprentissage est calculée sous la forme d’un booléen qui vaut VRAI si les deux conditions précédemment mentionnées concernant le différentiel de pression en vigueur et le débit des gaz d’échappement en vigueur sont inférieurs respectivement à une valeur seuil. Si au moins l’une des deux conditions n’est pas réalisée, il vaut FAUX. La référence V indique que ces deux conditions sont réunies.
[0057] En se référant toujours principalement à la figure 4 en association avec la figure 2, la référence 2 indique l’étape en au moins un point P cour de la mesure ou de l’estimation d’un couple de différentiel de pression dP cour et de débit Deb cour à un instant donné.
[0058] La référence 3 indique l’extrapolation à partir du point P cour mesuré ou estimé pour déterminer un débit limitant DEB lim associé à la limite maximale de différentiel de pression LIM pour un tel chargement en vigueur. L’étape de pilotage du débit Deb cour de gaz d’échappement dans la ligne pour le rendre inférieur au débit limitant DEB lim déterminé n’est pas illustrée à cette figure 4.
[0059] Le procédé selon la présente invention peut s’effectuer par une succession de prises de points P cour selon un pas de mesure de 10 millisecondes avec une plage de +/-10% autour de cette valeur.
[0060] Il peut s’effectuer ainsi une mise à jour du débit limitant DEB lim en temps réel. S’agissant d’un calcul intégré à une fonction d’une unité de contrôle moteur, comme il sera ultérieurement décrit, le procédé est périodiquement réalisé avec un pas de mesure de 10ms.
[0061] Ceci est particulièrement utile pour le suivi du chargement en particules lors d’une régénération du filtre à particules, cette régénération impliquant une diminution rapide du chargement en particules dans le filtre. Un chargement en particules lors d’un roulage du véhicule automobile est par contre relativement lent, en dépendant aussi de la vitesse du véhicule.
[0062] La figure 5 montre l’extrapolation de la limite de débit limitant passant de DEB1 à DEB2 pendant une situation de vie de régénération du filtre à particules. Lorsque le filtre à particules se décharge, le point de mesure ou d’estimation regroupant le couple différentiel de pression et de débit de gaz passe de A à B dans le sens de la flèche verticale orientée vers le bas, comme le chargement du filtre diminue. Le débit limitant passe alors de DEB1 à DEB2, soit un débit maximal plus fort autorisé, ce qui est attendu puisque le filtre à particules présente moins de risque de casse vu son déchargement lors de la régénération en passant d’une charge vers la charge maximale Ch max passant par le point A à une charge nulle Ch 0 passant par le point B.
[0063] La figure 6 montre l’extrapolation de la limite de débit passant de DEB1 à DEB2 dans la situation de vie de chargement progressif sur maintien d’une limite maximale de différentiel de pression, des points B et A se trouvant sur la droite horizontale de limite maximale de différentiel de pression. Lorsque le filtre à particules se charge, à la figure 6 sur un maintien d’un point sur la limite maximale de différentiel de pression par exemple ce qui n’est pas limitatif, alors le débit limitant passe de DEB1 à DEB2 selon la flèche horizontale, ce qui est attendu puisque le filtre à particules présente plus de risque de casse vu l’augmentation de son chargement.
[0064] La mesure ou l’estimation du différentiel de pression et du débit de gaz en vigueur peut s’effectuer avec une erreur relative de moins de +/-3%. Cette étape présente l’avantage de permettre une protection du filtre à particules, sans réduire excessivement les performances du moteur.
[0065] En effet, si les mesures ou estimations se font avec une plus grande incertitude, il se peut que le débit Deb cour soit inutilement réduit alors que la limite maximale de différentiel de pression LIM n’est pas atteinte. Inversement, il se peut que le débit Deb cour ne soit pas suffisamment réduit alors que la limite maximale de différentiel de pression LIM est atteinte.
[0066] L’invention concerne un groupe motopropulseur comprenant un moteur thermique, une ligne d’échappement comportant un filtre à particules et une unité de contrôle moteur en charge du fonctionnement du moteur thermique et du filtre à particules.
[0067] Le groupe motopropulseur met en œuvre un procédé tel que précédemment décrit en comprenant des moyens d’estimation ou de mesure d’un différentiel de pression dP cour et d’un débit Deb cour à des instants donnés.
[0068] Dans ce cas, l’unité de contrôle moteur comprend des moyens de mémorisation préalable d’une limite maximale de différentiel de pression LIM spécifique au filtre à particules. L’unité de contrôle moteur comprend des moyens de réception des différentiels de pression dP cour et des débits Deb cour à des instants donnés et des moyens d’extrapolation des différentiels de pression dP cour et débits Deb cour mesurés ou estimés à chaque instant donné pour déterminer un débit limitant DEB lim associé à la limite maximale de différentiel de pression LIM.
[0069] Plusieurs combinaisons de mesures et/ou d’estimations du différentiel de pression dP cour et du débit Deb cour de gaz peuvent être mises en œuvre. Le différentiel de pression dP cour peut, par exemple, être mesuré par un capteur de différentiel de pression ou estimé par des moyens d’estimation intégrés dans l’unité de contrôle moteur.
[0070] Le débit Deb cour peut être mesuré par un débitmètre ou par des moyens d’estimation intégrés dans l’unité de contrôle moteur. Il est possible de combiner mesures ou estimations et même d’effectuer des mesures et des estimations du même paramètre qui peut être le différentiel de pression dP cour ou le débit Deb cour.
[0071] Le différentiel de pression dP cour amont-aval du filtre à particules peut être une mesure directe effectuée par un capteur de pression, dont la présence est fréquemment rendu obligatoire par la réglementation en vigueur. Cette mesure a une précision de l’ordre de +/1 Ombar. La mesure peut être remise à jour à chaque pas de calcul.
[0072] Le débit Deb cour des gaz d’échappement peut être une estimation issue d’une fonction déjà présente dans l’unité de contrôle moteur. L’ordre de grandeur de la précision de cette estimation est de +/- 3%, exprimé en erreur relative de débit Deb cour, ce qui est tolérable dans le cadre de mise en œuvre du procédé selon la présente invention.
[0073] Cependant, la détermination du débit limitant DEB lim peut également être intégré dans une unité de contrôle moteur pour lequel le différentiel de pression dP cour amont-aval du filtre à particules est une estimation. Il convient que la précision de cette estimation soit sensiblement comparable à la précision du capteur de pression, soit de l’ordre de +/-10mbar. Le débit Deb cour des gaz d’échappement peut alors être une mesure directe effectuée par un débitmètre avec une précision de cette mesure équivalente à celle de l’estimation évoquée ci-dessus qui est de +/-3% d’erreur relative.
[0074] L’invention n’est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n’ont été donnés qu’à titre d’exemples.

Claims (2)

  1. Revendications :
    1. Procédé de contrôle d’un débit de gaz d’échappement traversant un filtre à particules dans une ligne d’échappement afin de limiter un différentiel de pression (dP cour) aux bornes amont et aval du filtre à particules en dessous d’une limite maximale de différentiel de pression (LIM) prédéterminée, caractérisé en ce qu’il est effectué au moins un point (P cour) de mesure ou d’estimation d’un couple de différentiel de pression (dP cour) et de débit (Deb cour) à un instant donné, ce point (P cour) correspondant à un chargement en vigueur du filtre à particules à cet instant donné, et qu’il est effectué une extrapolation à partir du point (P cour) pour déterminer un débit limitant (DEB lim) associé à la limite maximale de différentiel de pression (LIM) pour un tel chargement en vigueur, le débit (Deb cour) de gaz d’échappement dans la ligne étant piloté pour être inférieur au débit limitant (DEB lim) déterminé. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l’extrapolation est faite par cartographie donnant pour un point (P cour) à un instant donné déjà mis en mémoire dans la cartographie un débit limitant (DEB lim) issu d’un couple extrapolé de la limite maximale de différentiel de pression (LIM) et du débit limitant (DEB lim) pour le chargement en vigueur. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel, quand un point (P cour) à un instant donné n’est pas mémorisé dans la cartographie, il est effectué une interpolation du débit limitant (DEB lim) selon les débits limitants obtenus pour au moins deux points mémorisés dans la cartographie, lesdits au moins deux points cartographiés étant les plus proches en différentiel de pression (dP cour) et/ou en débit (Deb cour) du point (P cour) non cartographié, une moyenne, pondérée ou non, étant faite entre les débits limitants desdits au moins deux points cartographiés pour une interpolation du débit limitant (DEB lim) du point (P cour) non cartographié, le point (P cour) non cartographié étant ensuite mémorisé dans la cartographie avec le débit limitant (DEB lim) ainsi interpolé à partir des débits limitants desdits au moins deux points cartographiés. 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel lesdits au moins deux points cartographiés les plus proches sont déterminés en calculant les différences de différentiel de pression (dP cour) et de débit (Deb cour) de chacun des points cartographiés avec le point (P cour) non cartographié que divisent respectivement le différentiel de pression (dP cour) ou le débit (Deb cour) du point (P cour) de mesure non cartographié pour l’obtention de rapports de différentiels de pression et de débits, les rapports ainsi obtenus, pondérés ou non, étant comparés entre eux pour sélectionner lesdits au moins deux points cartographiés les plus proches.
  2. 5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, dans lequel lesdits au moins deux points cartographiés les plus proches sont au nombre de quatre. 6. Procédé selon l’une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel une mise en œuvre du procédé est suspendue pour des points dont, d’une part, le différentiel de pression (dP cour) est inférieur à une valeur seuil de différentiel de pression de lOOmbar, avec une plage de +/-10% autour de cette valeur seuil de différentiel de pression, et, d’autre part, le débit (Deb cour) des gaz d’échappement est inférieur à une valeur seuil de débit massique de 0,01 kg/s, avec une plage de +/-10% autour de cette valeur seuil de débit massique, ces points de mesure ou d’estimation n’étant pas ensuite mémorisés dans la cartographie. 7. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, lequel s’effectue par une succession de prises de points (P cour) selon un pas de mesure de 10 millisecondes avec une plage de +/-10% autour de cette valeur. 8. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la mesure ou l’estimation du point (P cour) est effectué avec une erreur relative de moins de +/- 3%. 9. Groupe moteur comprenant un moteur thermique, une ligne d’échappement comportant un filtre à particules et une unité de contrôle moteur en charge du fonctionnement du moteur thermique et du filtre à particules, caractérisé en ce qu’il met en œuvre un procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, le groupe motopropulseur comprenant des moyens d’estimation ou de mesure d’un différentiel de pression (dP cour) et d’un débit (Deb cour) de gaz d’échappement à des instants donnés, l’unité de contrôle moteur comprenant des moyens de mémorisation préalable d’une limite maximale de différentiel de pression (LIM) spécifique au filtre à particules, des moyens de réception des différentiels de pression (dP cour) et des débits (Deb cour) à des instants donnés et des moyens d’extrapolation des différentiels de pression (dP cour) et des débits (Deb cour) mesurés ou estimés à chaque instant donné pour déterminer un débit limitant (DEB lim) associé à la limite maximale de différentiel de pression (LIM). 10. Groupe moteur selon la revendication précédente, dans lequel le différentiel de pression (dP cour) est mesuré par un capteur de différentiel de pression ou estimé par des moyens d’estimation intégrés dans l’unité de contrôle moteur et le débit (Deb cour) est mesuré par un débitmètre ou par des moyens d’estimation intégrés dans l’unité de contrôle moteur.
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