FR3107555A1 - PARTICULATE FILTER REGENERATION STOP OPTIMIZATION - Google Patents

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Abstract

L’invention a pour objet un procédé de contrôle de régénération d’un filtre à particules (6.2) d’une ligne d’échappement (6) d’un moteur à combustion (4), comprenant les étapes suivantes : démarrage de la régénération ; régénération par injection de carburant en fin de cycles du moteur à combustion de manière à provoquer une réaction exothermique dans la ligne d’échappement en amont du filtre à particules (6.2) et brûler les particules de suie accumulées dans ledit filtre à particules (6.2) ; arrêt de la régénération ; l’étape est exécutée lorsque la première des deux conditions suivantes est remplie : la quantité de carburant injecté durant l’étape atteint une valeur maximale ; et une efficacité calculée de régénération durant l’étape atteint une valeur minimale prédéterminée. Figure 1The subject of the invention is a method for controlling the regeneration of a particulate filter (6.2) of an exhaust line (6) of a combustion engine (4), comprising the following steps: starting the regeneration ; regeneration by fuel injection at the end of combustion engine cycles so as to cause an exothermic reaction in the exhaust line upstream of the particulate filter (6.2) and burn the soot particles accumulated in said particulate filter (6.2) ; stop regeneration; the stage is executed when the first of the following two conditions is met: the amount of fuel injected during the stage reaches a maximum value; and a calculated regeneration efficiency during the step reaches a predetermined minimum value. Figure 1

Description

OPTIMISATION D’ARRÊT DE RÉGÉNÉRATION DE FILTRE À PARTICULESPARTICULATE FILTER REGENERATION STOP OPTIMIZATION

L’invention a trait au domaine des véhicules automobiles avec moteur thermique, plus particulièrement de la régénération de filtres à particules de véhicules automobiles.The invention relates to the field of motor vehicles with internal combustion engines, more particularly to the regeneration of motor vehicle particulate filters.

Les véhicules automobiles avec moteur à combustion, en particulier à carburant du type gasoil mais aussi à carburant du type essence avec injection directe, sont couramment équipés, dans la ligne d’échappement du moteur à combustion, d’un filtre à particules. Ces moteurs émettent, en effet, des particules de suie essentiellement composées de carbone et ayant typiquement une taille comprise entre 10 nm et 1 µm. Ces particules sont nocives pour la santé et doivent être filtrées.Motor vehicles with a combustion engine, in particular fuel of the diesel type but also fuel of the gasoline type with direct injection, are commonly equipped, in the exhaust line of the combustion engine, with a particulate filter. These engines in fact emit soot particles essentially composed of carbon and typically having a size of between 10 nm and 1 μm. These particles are harmful to health and must be filtered.

Un filtre à particules est classiquement constitué d'un nid d'abeille extrudé en céramique frittée. Les canaux du nid d’abeille sont bouchés alternativement en entrée et en sortie du filtre afin de forcer le passage des gaz à travers les parois poreuses pour collecter les particules. La capture des particules dans le filtre est obtenue par filtration. L'accumulation des particules conduit à la formation d'une couche de suie sur les parois qui, dans un premier temps, améliore l'efficacité de la filtration, mais, dans un deuxième temps, augmente progressivement la perte de charge imposée dans la ligne d'échappement. Un nettoyage ou régénération du filtre à particules devient alors indispensable de manière récurrente.A particulate filter is conventionally made of an extruded sintered ceramic honeycomb. The honeycomb channels are blocked alternately at the inlet and at the outlet of the filter in order to force the passage of gases through the porous walls to collect the particles. The capture of particles in the filter is obtained by filtration. The accumulation of particles leads to the formation of a layer of soot on the walls which, initially, improves the efficiency of filtration, but, in a second step, gradually increases the pressure drop imposed in the line. exhaust. Cleaning or regeneration of the particle filter then becomes essential on a recurring basis.

La régénération est basée sur la combustion des suies par une élévation de la température des gaz d'échappement à l'entrée du filtre. Le système d’injection de carburant dans le moteur à combustion est commandé pour réaliser une post-injection, c’est-à-dire en fin de chaque cycle du moteur à combustion, de manière à ce que le carburant ainsi post-injecté ne soit pas brûlé dans le moteur mais bien dans la ligne d’échappement afin d'élever de façon significative la température des gaz d'échappement et activer l'oxydation des suies accumulées dans le filtre à particules. Dans certains véhicules, il est prévu d’ajouter un additif au carburant ayant pour effet de baisser la température de combustion des particules de suie. Un matériau catalyseur peut aussi être prévu sur la structure du filtre.Regeneration is based on the combustion of soot by raising the temperature of the exhaust gases at the filter inlet. The fuel injection system in the combustion engine is controlled to carry out a post-injection, that is to say at the end of each cycle of the combustion engine, so that the fuel thus post-injected does not is not burnt in the engine but in the exhaust line in order to significantly raise the temperature of the exhaust gases and activate the oxidation of the soot accumulated in the particulate filter. In some vehicles, it is planned to add an additive to the fuel which has the effect of lowering the combustion temperature of the soot particles. A catalyst material can also be provided on the structure of the filter.

La post-injection de carburant présente pour inconvénient une augmentation de la consommation de carburant. L’efficacité de la régénération dépend de manière sensible du type de conduite, une conduite sur routes nationales à vitesse constante état plus favorable qu’une conduite en ville, car elle permet d’atteindre des températures plus élevées. La post-injection de carburant présente également pour inconvénient une dilution de carburant dans l’huile de lubrification du moteur. En effet, une partie du carburant post-injecté dans les chambres de combustion se condense sur les chemises et passe au travers de la segmentation des pistons dans l’huile de lubrification.Post-fuel injection has the disadvantage of increased fuel consumption. The effectiveness of regeneration depends significantly on the type of driving, driving on national roads at constant speed is more favorable than driving in town, because it allows higher temperatures to be reached. Post-fuel injection also has the disadvantage of fuel dilution in the engine lubricating oil. Indeed, part of the fuel post-injected into the combustion chambers condenses on the liners and passes through the segmentation of the pistons in the lubricating oil.

Le document de brevet publié US9,551,258B2 prévoit une optimisation de régénération de filtre à particules de véhicule automobile en déterminant un profil du conducteur et du type de parcours réalisé, notamment au moyen du système de localisation par satellites GPS et en déterminant, sur base de ces profils, une période optimale pour régénérer le filtre à particules. Une telle approche est intéressante mais présente l’inconvénient qu’en cas de changement de style de conduite et/ou de type de parcours par rapport au profil déterminé, la régénération pourra s’avérer peu efficace et conduire à une augmentation de consommation de carburant et/ou une dilution excessive de carburant dans l’huile.The published patent document US9,551,258B2 provides optimization of motor vehicle particle filter regeneration by determining a profile of the driver and of the type of route taken, in particular by means of the GPS satellite location system and by determining, on the basis of of these profiles, an optimal period to regenerate the particulate filter. Such an approach is interesting but has the drawback that in the event of a change in driving style and/or type of route in relation to the determined profile, regeneration may prove to be inefficient and lead to an increase in fuel consumption. and/or excessive fuel-in-oil dilution.

L’invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l’état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l’invention a pour objectif d’optimiser les opérations de régénération de filtre à particules, notamment lorsque le profil de roulage subit un changement.The aim of the invention is to overcome at least one of the drawbacks of the aforementioned state of the art. More particularly, the aim of the invention is to optimize the particulate filter regeneration operations, in particular when the driving profile undergoes a change.

L’invention a pour objet un procédé de contrôle de régénération d’un filtre à particules d’une ligne d’échappement d’un moteur à combustion, comprenant les étapes suivantes: (a) démarrage de la régénération; (b) régénération par injection de carburant en fin de cycles du moteur à combustion de manière à provoquer une réaction exothermique dans la ligne d’échappement en amont du filtre à particules et brûler les particules de suie accumulées dans ledit filtre à particules; (c) arrêt de la régénération; remarquable en ce que l’étape (c) est exécutée lorsque la première des deux conditions suivantes est remplie: la quantité de carburant injecté durant l’étape (b) atteint une valeur maximale; et une efficacité calculée de régénération durant l’étape (b) atteint une valeur minimale prédéterminée.The subject of the invention is a method for controlling the regeneration of a particulate filter of an exhaust line of a combustion engine, comprising the following steps: (a) starting the regeneration; (b) regeneration by fuel injection at the end of cycles of the combustion engine so as to cause an exothermic reaction in the exhaust line upstream of the particulate filter and burn the soot particles accumulated in said particulate filter; (c) termination of regeneration; remarkable in that step (c) is executed when the first of the following two conditions is fulfilled: the quantity of fuel injected during step (b) reaches a maximum value; and a calculated regeneration efficiency during step (b) reaches a predetermined minimum value.

Selon un mode avantageux de l’invention, la valeur maximale de carburant injecté est comprise entre 10 et 20 grammes.According to an advantageous mode of the invention, the maximum value of fuel injected is between 10 and 20 grams.

Selon un mode avantageux de l’invention, la valeur maximale d’efficacité de régénération est comprise entre 50 et 70%.According to an advantageous embodiment of the invention, the maximum regeneration efficiency value is between 50 and 70%.

Selon un mode avantageux de l’invention, à l’étape (b) la quantité de carburant injecté en fin de chaque cycle du moteur à combustion est fonction du débit d’air d’admission du moteur à combustion.According to an advantageous embodiment of the invention, in step (b) the quantity of fuel injected at the end of each cycle of the combustion engine is a function of the intake air flow of the combustion engine.

Selon un mode avantageux de l’invention, à l’étape (b) la quantité de carburant injecté en fin de chaque cycle du moteur à combustion est également fonction d’une moyenne de débit d’air d’admission du moteur à combustion sur une période glissante.According to an advantageous embodiment of the invention, in step (b) the quantity of fuel injected at the end of each cycle of the combustion engine is also a function of an average intake air flow rate of the combustion engine over a slippery period.

Selon un mode avantageux de l’invention, la période glissante est comprise entre 60s et 600s (s=secondes).According to an advantageous mode of the invention, the sliding period is between 60s and 600s (s=seconds).

Selon un mode avantageux de l’invention, l’efficacité calculée de régénération durant l’étape (b) est un ratio entre une quantité de particules de suie brûlées durant l’étape (b) et une quantité de particules de suie accumulées avant l’étape (b).According to an advantageous embodiment of the invention, the calculated regeneration efficiency during step (b) is a ratio between a quantity of soot particles burned during step (b) and a quantity of soot particles accumulated before the step (b).

Selon un mode avantageux de l’invention, la quantité de particules de suie accumulées avant l’étape (b) est une quantité de particules de suie accumulées entre deux étapes (b) successives.According to an advantageous embodiment of the invention, the quantity of soot particles accumulated before step (b) is a quantity of soot particles accumulated between two successive steps (b).

Selon un mode avantageux de l’invention, l’étape (c) est exempte de considération d’un profil de roulage du véhicule automobile.According to an advantageous embodiment of the invention, step (c) is exempt from consideration of a driving profile of the motor vehicle.

L’invention a également pour objet un véhicule automobile comprenant un moteur à combustion ; une ligne d’échappement du moteur à combustion, avec un filtre à particules ; et une unité de contrôle du moteur à combustion; remarquable en ce que l’unité de contrôle est configurée pour exécuter le procédé selon l’invention.The invention also relates to a motor vehicle comprising a combustion engine; a combustion engine exhaust line, with a particulate filter; and a combustion engine control unit; remarkable in that the control unit is configured to execute the method according to the invention.

Les mesures de l’invention sont intéressantes en ce qu’elles permettent d’optimiser la consommation de carburant pour procéder à la régénération du filtre à particules et de limiter la dilution de carburant dans l’huile du moteur à combustion. En effet, en arrêtant la régénération dès que la première des deux conditions est remplie, on met en concurrence une limitation de la régénération sur une base quantitative et une limitation sur une base d’efficacité. Cela veut dire qu’une régénération peu efficace sera limitée dans la quantité de carburant injecté, et une régénération davantage efficace sera limitée pour n’en conserver que la meilleure partie. En d’autres termes, l’observation de ces deux conditions permet de minimiser le ratio entre la quantité de carburant injecté et la quantité de particules de suie évacuées du filtre à particules.The measures of the invention are interesting in that they make it possible to optimize the fuel consumption to carry out the regeneration of the particulate filter and to limit the dilution of fuel in the oil of the combustion engine. Indeed, by stopping regeneration as soon as the first of the two conditions is fulfilled, a limitation of regeneration on a quantitative basis and a limitation on an efficiency basis are put in competition. This means that an inefficient regeneration will be limited in the amount of fuel injected, and a more efficient regeneration will be limited to keep only the best part. In other words, observing these two conditions makes it possible to minimize the ratio between the quantity of fuel injected and the quantity of soot particles evacuated from the particulate filter.

est une représentation schématique d’un véhicule automobile avec un moteur à combustion et une ligne d’échappement, conforme à l’invention; is a schematic representation of a motor vehicle with a combustion engine and an exhaust line, in accordance with the invention;

est un graphe illustrant l’évolution des quantités de carburant injecté et les quantités de particules de suie brûlées sur un parcours du type route nationale et un parcours du type urbain, et les conditions d’arrêt de la régénération, selon l’invention. is a graph illustrating the evolution of the quantities of fuel injected and the quantities of soot particles burned on a route of the main road type and a route of the urban type, and the conditions for stopping the regeneration, according to the invention.

Description détailléedetailed description

La figure 1 illustre schématiquement un véhicule automobile 2 comprenant un moteur à combustion 4, une ligne d’échappement 6 des gaz produits par le moteur à combustion 4, et une unité de contrôle 8 du moteur à combustion 4.Figure 1 schematically illustrates a motor vehicle 2 comprising a combustion engine 4, an exhaust line 6 of the gases produced by the combustion engine 4, and a control unit 8 of the combustion engine 4.

Le moteur à combustion 4 comprend plusieurs cylindres 4.1 et un injecteur de carburant 4.2 pour chaque cylindre. Le carburant peut être du type gasoil (diesel), essence ou autre encore. Les injecteurs sont alimentés en carburant sous pression, avantageusement par une rampe commune (alimentation non représentée) et sont commandés électriquement par l’unité de contrôle 8. Le moteur à combustion 4 comprend également un collecteur d’échappement 4.3 et éventuellement un turbocompresseur 4.4 de l’air d’admission (dont les conduites ne sont pas représentées). La sortie de la turbine du turbocompresseur 4.4 est reliée de manière aéraulique à la ligne d’échappement 6. Celle-ci comprend un ou plusieurs catalyseurs 6.1 de réduction des oxydes d’azote en diazote et en dioxyde de carbone, d’oxydation des monoxydes de carbone en dioxydes de carbone et/ou d’oxydation des hydrocarbures imbrulés (HC) en dioxydes de carbone et en eau, en fonction du type de carburant et de la configuration du moteur à combustion et de la ligne d’échappement. Ces catalyseurs sont en soi bien connus de l’homme de métier. La ligne d’échappement 6 comprend également un filtre à particules 6.2 situé en aval du ou des catalyseurs 6.1. Le filtre à particules 6.2 est constitué d'un substrat en nid d'abeille extrudé, notamment en céramique frittée. Les canaux du nid d’abeille peuvent être bouchés alternativement en entrée et en sortie du filtre afin de forcer le passage des gaz à travers les parois poreuses pour collecter les particules de suie, c’est-à-dire de carbone imbrûlé. La capture des particules dans le filtre est obtenue par filtration.The combustion engine 4 comprises several cylinders 4.1 and a fuel injector 4.2 for each cylinder. The fuel can be of the gasoil (diesel), gasoline or other type. The injectors are supplied with fuel under pressure, advantageously by a common rail (supply not shown) and are electrically controlled by the control unit 8. The combustion engine 4 also comprises an exhaust manifold 4.3 and optionally a turbocharger 4.4 of intake air (whose pipes are not shown). The outlet of the turbine of the turbocharger 4.4 is connected in an aeraulic way to the exhaust line 6. This comprises one or more catalysts 6.1 for the reduction of nitrogen oxides into dinitrogen and carbon dioxide, for the oxidation of monoxides carbon into carbon dioxides and/or oxidation of unburned hydrocarbons (HC) into carbon dioxides and water, depending on the type of fuel and the configuration of the combustion engine and the exhaust line. These catalysts are in themselves well known to those skilled in the art. The exhaust line 6 also includes a particulate filter 6.2 located downstream of the catalyst(s) 6.1. The particulate filter 6.2 consists of an extruded honeycomb substrate, in particular of sintered ceramic. The honeycomb channels can be blocked alternately at the inlet and at the outlet of the filter in order to force the passage of gases through the porous walls to collect the particles of soot, that is to say unburnt carbon. The capture of particles in the filter is obtained by filtration.

Lors du fonctionnement du moteur à combustion, les particules de suie s’accumulent progressivement sur le substrat et en augmentent progressivement la perte de charge. Il est donc nécessaire de retirer ces particules de suie de manière régulière par une régénération consistant à provoquer la combustion de ces particules de suie en augmentant la température dans le filtre en question. Cette augmentation de température est atteinte en procédant à une injection de carburant en fin de cycles de fonctionnement du moteur à combustion, c’est-à-dire pendant les phases d’expulsion des gaz brûlés, de manière à provoquer une réaction exothermique dans la ligne d’échappement. L’augmentation de température qui en résulte permet au niveau du filtre à particules de provoquer une combustion de particules de suie produisant alors du dioxyde de carbone gazeux. Les particules de suie sont ainsi évacuées du substrat du filtre à particules. Le principe de régénération qui vient d’être décrit est en soi bien connu de l’homme de métier.During the operation of the combustion engine, soot particles gradually accumulate on the substrate and gradually increase its pressure drop. It is therefore necessary to remove these soot particles regularly by regeneration consisting in causing the combustion of these soot particles by increasing the temperature in the filter in question. This temperature increase is achieved by injecting fuel at the end of the combustion engine's operating cycles, that is to say during the burnt gas expulsion phases, so as to cause an exothermic reaction in the exhaust line. The resulting increase in temperature allows the particulate filter to cause soot particles to burn, producing carbon dioxide gas. The soot particles are thus removed from the particulate filter substrate. The principle of regeneration which has just been described is in itself well known to those skilled in the art.

La régénération du filtre à particules 6.2 est démarrée de manière automatique en présence d’un besoin de régénération et lorsque le véhicule automobile se déplace avec le moteur à combustion en fonctionnement. Le besoin de régénération peut être déterminé de plusieurs manières, notamment par modélisation de particules de suie accumulées et/ou par mesure directe ou indirecte de la perte de charge au niveau du filtre à particules.Regeneration of the particulate filter 6.2 is started automatically when there is a need for regeneration and when the motor vehicle is moving with the combustion engine running. The need for regeneration can be determined in several ways, in particular by modeling accumulated soot particles and/or by direct or indirect measurement of the pressure drop at the level of the particulate filter.

La performance de la régénération dépend du type de parcours réalisé avec le véhicule, à savoir qu’un parcours sur route nationale où le moteur à combustion est en charge essentiellement constante est plus favorable qu’un parcours urbain où le moteur à combustion est à des charges variables.The performance of the regeneration depends on the type of journey made with the vehicle, i.e. a journey on a national road where the combustion engine is under essentially constant load is more favorable than an urban journey where the combustion engine is at variable expenses.

L’invention prévoit, lors de chaque régénération, d’observer deux conditions et d’arrêter la régénération dès qu’une des deux conditions est remplie. Les deux conditions sont, d’une part, la quantité de carburant injecté durant la régénération atteignant une valeur maximale et, d’autre part, l’efficacité de régénération calculée durant la régénération atteignant une valeur minimale.The invention provides, during each regeneration, to observe two conditions and to stop the regeneration as soon as one of the two conditions is fulfilled. The two conditions are, on the one hand, the amount of fuel injected during regeneration reaching a maximum value and, on the other hand, the regeneration efficiency calculated during regeneration reaching a minimum value.

La figure 2 est un graphe illustrant ces deux conditions pour deux types de parcours, à savoir un parcours du type route nationale et un parcours du type urbain.FIG. 2 is a graph illustrating these two conditions for two types of route, namely a route of the national road type and an route of the urban type.

L’axe horizontal correspond au tempstexprimé en secondes (s) et l’axe vertical correspond à une massemexprimée en grammes (g). Les courbes en traits continus correspondent à un parcours du type route nationale et les courbes en traits interrompus correspondent à un parcours du type urbain. Les deux traits horizontaux en traits d’axe correspondent aux deux conditions évoquées ci-avant.The horizontal axis corresponds to time t expressed in seconds (s) and the vertical axis corresponds to a mass m expressed in grams (g). The curves in continuous lines correspond to a course of the national road type and the curves in broken lines correspond to a course of the urban type. The two horizontal lines in centerlines correspond to the two conditions mentioned above.

La courbe 10 correspond à la masse de carburant injecté dans la ligne d’échappement durant la régénération. Le débit d’injection de carburant est essentiellement fonction du débit d’air d’admission du moteur à combustion. Étant donné que le niveau de charge du moteur à combustion est susceptible de varier, une moyenne de débit d’air d’admission sur une période donnée, en l’occurrence précédant chaque injection, peut être utilisée pour déterminer un profil de roulage du conducteur. Une telle période est alors dite glissante.Curve 10 corresponds to the mass of fuel injected into the exhaust line during regeneration. The fuel injection rate is essentially a function of the combustion engine intake air rate. Since the load level of the combustion engine is likely to vary, an average of intake air flow over a given period, in this case preceding each injection, can be used to determine a driving profile of the driver . Such a period is then said to be sliding.

La courbe 12 correspond à une diminution de masse des particules de suie dans le filtre à particules, résultant de la régénération par l’injection de carburant suivant la courbe 10. Cette diminution de masse de particules de suie dans le filtre à particules est déterminée par calcul au moyen d’une modélisation tenant compte de différents paramètres, comme notamment la température régnant dans le filtre à particules. La charge initiale en particules de suie est de 17g et on peut observer que cette charge diminue progressivement avec le temps au fur et à mesure que le carburant est injecté dans la ligne d’échappement suivant la courbe 10.Curve 12 corresponds to a reduction in mass of soot particles in the particulate filter, resulting from regeneration by fuel injection according to curve 10. This reduction in mass of soot particles in the particulate filter is determined by calculation by means of modeling taking into account various parameters, such as in particular the temperature prevailing in the particulate filter. The initial load of soot particles is 17g and it can be observed that this load gradually decreases over time as the fuel is injected into the exhaust line following curve 10.

La condition que la quantité de carburant injecté durant la régénération atteigne une valeur maximale est représentée par le trait horizontal 14. En l’occurrence la valeur maximale est de 15g. Elle peut être comprise entre 10g et 20g. L’autre condition que l’efficacité de régénération calculée durant la régénération atteigne une valeur minimale est quant à elle représentée par le trait horizontal 16. En l’occurrence, la valeur minimale d’efficacité est de 10g (=17g-7g) de particules de suie brûlées pour une charge initiale de 17g, soit 59%. Elle peut être comprise entre 50% et 70%.The condition that the quantity of fuel injected during regeneration reaches a maximum value is represented by the horizontal line 14. In this case the maximum value is 15g. It can be between 10g and 20g. The other condition that the regeneration efficiency calculated during regeneration reaches a minimum value is represented by the horizontal line 16. In this case, the minimum efficiency value is 10g (=17g-7g) of soot particles burned for an initial charge of 17g, or 59%. It can be between 50% and 70%.

En considérant les courbes 10 et 12 relatives au parcours du type route nationale, on observe que la condition que l’efficacité de régénération calculée durant la régénération atteigne une valeur minimale, illustrée par le trait horizontal 16, est remplie avant l’autre condition, à savoir que la quantité de carburant injecté durant la régénération atteigne une valeur maximale, et représentée par le trait horizontal 14. On peut observer que le point de rencontre de la courbe 12 de diminution de masse de particules de suie avec le trait horizontal 16 de niveau d’efficacité minimal, correspond à une masse de carburant injecté de l’ordre de 10g. Une masse injectée de 10g de carburant a ainsi permis d’évacuer 10g de particules de suie, soit un ratio de 1. Si on prolonge la régénération jusqu’au bout du cycle, la quantité de carburant injecté serait de l’ordre de 14g et la quantité de particules de suie évacuées serait de l’ordre de 11g, soit un ratio de 1.27. Il est cependant clair qu’une optimisation consiste à diminuer ce ratio.By considering curves 10 and 12 relating to the route of the national road type, it is observed that the condition that the regeneration efficiency calculated during regeneration reaches a minimum value, illustrated by the horizontal line 16, is fulfilled before the other condition, namely that the quantity of fuel injected during regeneration reaches a maximum value, and represented by the horizontal line 14. It can be observed that the meeting point of the curve 12 of reduction in mass of soot particles with the horizontal line 16 of minimum level of efficiency, corresponds to a mass of injected fuel of the order of 10g. An injected mass of 10g of fuel thus made it possible to evacuate 10g of soot particles, i.e. a ratio of 1. If regeneration is extended to the end of the cycle, the quantity of fuel injected would be around 14g and the quantity of soot particles evacuated would be around 11g, ie a ratio of 1.27. However, it is clear that an optimization consists in reducing this ratio.

Le parcours du type urbain est représenté par les courbes 18 et 20 en traits interrompus. La courbe 18 correspond à la masse de carburant injecté dans la ligne d’échappement durant la régénération et la courbe 20 correspond à une diminution de masse de particules de suie dans le filtre à particules, résultant de la régénération par l’injection de carburant suivant la courbe 18. En considérant ces courbes 18 et 20, on observe que la condition que la quantité de carburant injecté durant la régénération atteigne une valeur maximale est remplie avant l’autre condition, à savoir que l’efficacité de régénération calculée durant la régénération atteigne une valeur minimale. On peut observer que le point de rencontre de la courbe 18 de masse de carburant injecté avec le trait horizontal 14 de valeur maximale de carburant injecté correspond à une masse de particules de suie évacuées de l’ordre de 9g. Une masse injectée de 15g de carburant a ainsi permit d’évacuer 9g de particules de suie, soit un ratio de 1.7. Si on prolonge la régénération jusqu’au bout du cycle, la quantité de carburant injecté serait de l’ordre de 20g et la quantité de particules de suie évacuées serait de l’ordre de 11g, soit un ratio de 1.82.The urban type route is represented by curves 18 and 20 in broken lines. Curve 18 corresponds to the mass of fuel injected into the exhaust line during regeneration and curve 20 corresponds to a reduction in the mass of soot particles in the particulate filter, resulting from regeneration by the injection of fuel following curve 18. By considering these curves 18 and 20, it is observed that the condition that the quantity of fuel injected during regeneration reaches a maximum value is fulfilled before the other condition, namely that the regeneration efficiency calculated during regeneration reaches a minimum value. It can be observed that the meeting point of the curve 18 of mass of fuel injected with the horizontal line 14 of maximum value of fuel injected corresponds to a mass of soot particles evacuated of the order of 9 g. An injected mass of 15g of fuel thus made it possible to evacuate 9g of soot particles, i.e. a ratio of 1.7. If regeneration is extended to the end of the cycle, the quantity of fuel injected would be around 20g and the quantity of soot particles evacuated would be around 11g, i.e. a ratio of 1.82.

On constate que l’arrêt de la régénération suivant les deux conditions décrites ci-avant permet d’optimiser le carburant injecté et de limiter la dilution dans l’huile de lubrification du moteur à combustion, et ce pour tout type de parcours. En d’autres termes, l’approche décrite ci-avant est également robuste en ce qu’elle tolère des changements de type de parcours durant la régénération sans pénaliser l’optimisation.It can be seen that stopping regeneration according to the two conditions described above makes it possible to optimize the fuel injected and to limit the dilution in the lubricating oil of the combustion engine, and this for any type of route. In other words, the approach described above is also robust in that it tolerates changes in the type of path during regeneration without penalizing the optimization.

Claims (10)

Procédé de contrôle de régénération d’un filtre à particules (6.2) d’une ligne d’échappement (6) d’un moteur à combustion (4), comprenant les étapes suivantes:
(a) démarrage de la régénération;
(b) régénération par injection de carburant en fin de cycles du moteur à combustion de manière à provoquer une réaction exothermique dans la ligne d’échappement (6) en amont du filtre à particules (6.2) et brûler les particules de suie accumulées dans ledit filtre à particules;
(c) arrêt de la régénération;
caractérisé en ce que
l’étape (c) est exécutée lorsque la première des deux conditions suivantes est remplie:
- la quantité de carburant injecté durant l’étape (b) atteint une valeur maximale; et
- une efficacité calculée de régénération durant l’étape (b) atteint une valeur minimale prédéterminée.
Method for controlling the regeneration of a particulate filter (6.2) of an exhaust line (6) of a combustion engine (4), comprising the following steps:
(a) start of regeneration;
(b) regeneration by fuel injection at the end of cycles of the combustion engine so as to cause an exothermic reaction in the exhaust line (6) upstream of the particulate filter (6.2) and burn the soot particles accumulated in said particle filter;
(c) termination of regeneration;
characterized in that
step (c) is executed when the first of the following two conditions is met:
- the amount of fuel injected during step (b) reaches a maximum value; And
- a calculated regeneration efficiency during step (b) reaches a predetermined minimum value.
Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur maximale de carburant injecté est comprise entre 10 et 20 grammes.Method according to Claim 1, characterized in that the maximum value of fuel injected is between 10 and 20 grams. Procédé selon l’une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la valeur maximale d’efficacité de régénération est comprise entre 50 et 70% de particules de suie brûlées.Method according to one of Claims 1 and 2, characterized in that the maximum regeneration efficiency value is between 50 and 70% of soot particles burned. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’à l’étape (b) la quantité de carburant injecté en fin de chaque cycle du moteur à combustion est fonction du débit d’air d’admission du moteur à combustion.Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that in step (b) the quantity of fuel injected at the end of each cycle of the combustion engine is a function of the intake air flow rate of the engine at combustion. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu’à l’étape (b) la quantité de carburant injecté en fin de chaque cycle du moteur à combustion est également fonction d’une moyenne de débit d’air d’admission du moteur à combustion sur une période glissante.Method according to Claim 4, characterized in that in step (b) the quantity of fuel injected at the end of each cycle of the combustion engine is also a function of an average intake air flow rate of the engine at combustion over a sliding period. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la période glissante est comprise entre 60s et 600s.Method according to Claim 5, characterized in that the sliding period is between 60s and 600s. Procédé selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l’efficacité calculée de régénération durant l’étape (b) est un ratio entre une quantité de particules de suie brûlées durant l’étape (b) et une quantité de particules de suie accumulées avant l’étape (b).Method according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the calculated regeneration efficiency during step (b) is a ratio between a quantity of soot particles burned during step (b) and a quantity of soot particles accumulated before step (b). Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la quantité de particules de suie accumulées avant l’étape (b) est une quantité de particules de suie accumulées entre deux étapes (b) successives.Process according to Claim 7, characterized in that the quantity of soot particles accumulated before step (b) is a quantity of soot particles accumulated between two successive steps (b). Procédé selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l’étape (c) est exempte de considération d’un profil de roulage du véhicule automobile.Method according to one of Claims 1 to 8, characterized in that step (c) does not take into account a driving profile of the motor vehicle. Véhicule automobile (2) comprenant un moteur à combustion (4); une ligne d’échappement (6) du moteur à combustion (4), avec un filtre à particules (6.2); et une unité de contrôle (8) du moteur à combustion (4); caractérisé en ce que l’unité de contrôle (8) est configurée pour exécuter le procédé selon l’une des revendications 1 à 9.Motor vehicle (2) comprising a combustion engine (4); an exhaust line (6) of the combustion engine (4), with a particulate filter (6.2); and a control unit (8) of the combustion engine (4); characterized in that the control unit (8) is configured to execute the method according to one of claims 1 to 9.
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US20110047982A1 (en) * 2009-08-28 2011-03-03 Ford Global Technologies, Llc Control of diesel particulate filter regeneration duration
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US9551258B2 (en) 2014-03-14 2017-01-24 GM Global Technology Operations LLC Control apparatus for optimizing the regeneration of an aftertreatment device

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