WO2006048567A1 - Dispositif d'estimation d'une quantite de particules presentes dans un filtre a particules de vehicule automobile - Google Patents

Dispositif d'estimation d'une quantite de particules presentes dans un filtre a particules de vehicule automobile Download PDF

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Adrien Pillot
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Renault S.A.S
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Definitions

  • the present invention relates to a device and a method for estimating a quantity of particles present in a particulate filter of a motor vehicle, and more particularly to a motor vehicle equipped with a diesel engine.
  • Internal combustion engines and more particularly diesel-type engines, discharge into the atmosphere pollutant particles whose quantity must be reduced.
  • These particles which consist of soot produced during imperfect combustion in the engine, may be trapped in the exhaust gas by the implementation of a particulate filter in the exhaust line downstream of the combustion chambers of the engine.
  • a particulate filter is designed so as to be able to retain the particles found in the exhaust gases that pass through the filter.
  • the particles accumulate in the filter and eventually result in a negative pressure. -expressive pressure at the engine exhaust, as well as an increase in the differential pressure at the terminals of the particulate filter, which considerably reduces engine performance
  • the particulate filter is in fact generally associated with a catalyst device mounted upstream of the filter, so as to reduce the pollutant emissions.
  • the catalytic device can be integrated in the particulate filter itself, which can then comprise a material at the end of the filter.
  • the unburned hydrocarbons and carbon monoxide from delayed injections and late injections into the combustion chambers can catalytically catalyze oxidation by increasing the temperature within the filter. particles
  • the regeneration of the particulate filter may be periodically liquefied during regeneration phases, as soon as the quantity of particles in the filter becomes too great.
  • the regeneration phases take place when the engine is running, without the driver of the vehicle be aware of it
  • the particulate filters thus operate periodically, in two phases.
  • the filter stores particles emitted by the engine, and during a second phase, the particles stored in the filter are burned in order to regenerate the filter
  • Document FR 2 781 251 relates to a method for determining the soot loading of a particulate filter mounted downstream of an internal combustion engine. The filter is regenerated periodically by soot combustion before reaching an excessively high load. loading is deduced from the differential pressure across the filter and a quantity A representing the flow of gases in the engine.
  • EP 1 281 843 describes a method for determining the soot loading of a particulate filter, mounted downstream of an internal combustion engine.
  • the object of the invention is to take into account the effects of this passive regeneration chemical reaction to avoid a risk of breakage of the particulate filter during its regeneration by combustion.
  • a system for estimating a quantity of particles present in a motor vehicle particle filter to be regenerated periodically by combustion comprising a pressure sensor for measuring the differential pressure across the terminals. particle filter, means for estimating or measuring the volume flow rate of the gases upstream of the particle filter, and an electronic control unit
  • the electronic control unit comprises a memorized mapping of the quantity of particles present in the filter to particles according to the differential pressure at the terminals of the particulate filter and the volume flow rate of the gases upstream of the particulate filter, and the means detecting means for detecting a differential pressure drop across the particle filter greater than a predetermined pressure drop during a time interval less than a predetermined time interval from values of the differential pressure across the particle filter provided by said pressure sensor
  • the electronic control unit further comprises a suitable estimator, when said detecting means detects a differential pressure drop across the particle filter greater than said predetermined pressure drop value during a time interval less than said predetermined time interval. , for estimating the amount of particles present in the particulate filter from said stored map and values of the differential pressure across the particle filter provided by said pressure sensor. The estimated amount of particles present in the particle filter is then even when the chemical reaction called passive regeneration occurs. This avoids the risk of breakage of the particle filter by runaway of the filter regeneration combustion reaction, due to an underestimation of the amount of particles present in the filter.
  • the detection means are adapted to determine a start time of said differential pressure drop across the particle filter, and an end time of said differential pressure drop across the particle filter.
  • the estimator is adapted to estimate the quantity of particles present in the particulate filter from said stored map and a maximum value of the estimated quantity of particles present in the particle filter before said instant of beginning.
  • the estimator is adapted to estimate the quantity of particles present in the particle filter by summing said maximum value and the quantity of particles stored in the particle filter after said end time.
  • the estimator is adapted to estimate said quantity of particles stored in the particle filter after said end time from said stored map.
  • said predetermined pressure drop is between 50 and 500 mbar
  • said predetermined time interval is between 10 s and 100 s.
  • a method for estimating a quantity of particles present in a motor vehicle particle filter to be regenerated periodically by combustion is also proposed.
  • a memorized map of the quantity of particles present in the particulate filter is used as a function of the differential pressure at the terminals of the particulate filter and the volume flow rate of the gases upstream of the particulate filter.
  • a pressure difference drop across the upper particle filter is detected at a predetermined pressure drop for a time interval less than a predetermined time interval from values of the differential pressure across the particle filter.
  • a start time and an end time of said differential pressure drop across the particle filter are determined.
  • the quantity of particles present in the particulate filter is estimated from said stored map and a maximum value of the estimated quantity of particles present in the particle filter before said start time.
  • FIG. 1 is a diagrammatic view of an embodiment of a system according to the invention
  • FIG. 2 illustrates a differential pressure drop across the particle filter according to the invention
  • FIG. 3 illustrates the operation of the invention
  • the internal combustion engine 1 shown schematically, comprises a plurality of combustion chambers, such as the combustion chamber 2 shown in the figure in the upper part of a cylinder 3 to the
  • the inlet valve 5 makes it possible to control the intake by opening or closing the intake duct 6, in communication with the combustion chamber 2.
  • An exhaust valve 7 allows, as for it, to close or open the passage of the exhaust gases from the combustion chamber 2 in the exhaust duct 8
  • the fresh air at atmospheric pressure whose flow is symbolized by the arrow 9, enters a pipe 10
  • the air pressure is increased by a compressor 11 mounted in the pipe
  • the compressor is mounted on a shaft 12 common to a turbine 13, here variable geometry, mounted in the exhaust pipe 8.
  • the engine further comprises a system for partial reinjection of the exhaust gas at the intake.
  • a bypass line 14 is stitched on the exhaust pipe 8 upstream of the turbine 13.
  • a control valve 15, called “EGR valve” controls the amount of exhaust gas that can be reinjected via a line 16 into the intake duct 6 after having been suitably mixed in a mixing chamber 17.
  • 18 adjustable orientation is furthermore mounted in the compressed air intake pipe 10 downstream of the compressor 1 1 and upstream of the mixing chamber 17.
  • the exhaust line 19 connects the outlet of the turbine 13 to the atmosphere, the outlet of the exhaust gas being referenced 20.
  • a catalyst device 21 directly downstream of the turbine 13, and a particulate filter 22 downstream of the catalytic device 21.
  • the particulate filter 22 is of conventional type and comprises means, for example electrostatic, for trapping the particles originated from the engine 1 and transported by the exhaust gases. exhaust in the exhaust line 19.
  • a silencer 23 is mounted downstream of the particulate filter 22 to limit the noise of the exhaust.
  • An electronic control unit 24 ensures the operation of the engine 1 and receives for this purpose a certain amount of information on the operation of the engine 1.
  • Various sensors, not shown in the figure, are placed in the ducts and their signals are supplied. on the electronic control unit 24.
  • the electronic control unit 24 can control in particular the position of the EGR valve 15 by a connection 25, and the position of the mobile flap 18 by a connection 26.
  • the electronic control unit also controls the fuel injectors 27 by a connection 28.
  • the device For estimating the amount of particles present in the particulate filter 22, the device comprises a differential pressure sensor 29 capable of measuring the difference in pressure, or differential pressure, P diff across the particle filter 22 and an estimation module 30, the volume flow Q flight of the gases upstream of the particulate filter 22 from di sponibles data at the electronic control unit 24. These data can, for example, include the feed rate in fresh air from the engine, the flow recycled by the EGR valve, and engine operating data.
  • the pressure sensor 29 is connected to the electronic control unit 24 by a connection 31.
  • the module estimati is 30 volume flow Q flight of the gases upstream of the particulate filter 22 can be replaced by a di flowmeter SPOSE upstream of the particulate filter 22, a temperature sensor, and a Pressure sensor.
  • the electronic control unit 24 comprising an estimator 32 of the amount of particles present in the particulate filter 22, also includes a stored map 33 of the amount of particles present in the particulate filter 22 as a function of the differential pressure P d! ff across the particulate filter 22 and the volume flow Q theft of gas upstream of the particulate filter 22.
  • the electronic control unit 24 further comprises a detection module 34 for detecting a differential pressure drop P dlff at the terminals of the particulate filter 22 greater than a predetermined pressure drop during a time interval less than an interval of time. predetermined time, from values of the differential pressure P dlff across the particle filter 22 provided by said pressure sensor 29.
  • the predetermined pressure drop is, for example, between 50 and 500 mbar, and the interval of predetermined time is between 10 s and 100 s.
  • the estimator 32 estimates the amount of particles present in the particle filter from the stored map 33 and from the differential pressure values at the terminals of the particulate filter 22 provided by the pressure sensor 29.
  • FIG. differential pressure drop P dlff at the terminals of the particulate filter 22 greater than a predetermined pressure drop during a time interval less than a predetermined time interval.
  • the difference p t -p 2 which is greater than the predetermined pressure drop.
  • the start time t d and the end time t f of the differential pressure P dlff are such that the time interval separating the start times t d and end t f is less than the predetermined interval.
  • the instant t 2 is the moment closest to the start time t d such that between t 2 and t d there is a transient regime with a small variation of the differential pressure P dlff .
  • the instant t t is the moment closest to the end time t f such that between t f and t t is a transient regime with a small variation of the differential pressure P d , ff .
  • the time t represents the operating time interval of the engine 1 separating the instant considered from the end time of the last combustion regeneration of the particulate filter 22.
  • the operation of the estimator is illustrated by FIG. following a differential pressure drop as shown in FIG. 2.
  • m, m 2 , m, m 4 , and m 5 amounts (masses) of particles present in the filter as a function of the differential pressure P dlff at the terminals of the particulate filter. and the volume flow rate Q vo] of gases upstream of the particulate filter.
  • P dlff differential pressure
  • Q vo volume flow rate
  • the detection module 34 is capable of determining a start time t d and an end time t f of such a differential pressure drop P dlff at the terminals of the particulate filter 22.
  • the estimator 32 memorized the maximum value M A of the estimated quantity of particles present in the particulate filter 22 before said start time t d , that is to say at time t 2 , and the p values of the differential pressure. P dlff at the terminals of the particulate filter 22 and Q 1 volume flow Q vo , gases upstream of the corresponding particulate filter 22.
  • the maximum value M A of the estimated quantity of particles present in the particulate filter 22 is deduced from the stored map 33 and the values P 1 of the differential pressure P dlff at the terminals of the particulate filter 22 and Q 1 of the flow rate Q v0 , gases upstream of the particulate filter 22.
  • the estimator 32 also stores the quantity of particles
  • the estimator 32 estimates the quantity of particles present in the particulate filter 22 by adding the maximum value M A before said start time t d and the quantity of particles stored in the particulate filter 22 after the end time t f the amount stored in the particulate filter 22 after the end time t f is the estimated increase in the amount of particles from the minimum value M B of the quantity of particles after the end time t t in d
  • the quantity stored in the particulate filter 22 after the end time t f is the difference between the quantity of particles estimated at time t and the quantity M B.
  • the invention makes it possible to precisely estimate the quantity of particles present in a particle filter from the differential pressure at the terminals of the particulate filter, taking into account the passive regeneration chemical reaction that can take place during extra-urban runs, and to control a regeneration by combustion of the filter avoiding a breakage of the filter.

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Abstract

Le système d'estimation d'une quantité de particules présentes dans un filtre à particules (22) de véhicule automobile devant être régénéré périodiquement par combustion, comprend un capteur de pression (29) pour mesurer la pression différentielle (Pdiff) aux bornes du filtre (22), des moyens (30) pour estimer ou mesurer le débit volumique Q(vol) des gaz en amont du filtre (22), et une unité de commande électronique (24). L'unité de commande électronique (24) comprend : - une cartographie mémorisée (33) de la quantité de particules présentes dans le filtre (22) en fonction de la pression différentielle (Pdiff) aux bornes du filtre (22) et du débit volumique (Qvol) des gaz en amont du filtre (22) ; - des moyens de détection (34) pour détecter une chute de différence pression aux bornes du filtre (22) supérieure à une chute de pression prédéterminée durant un intervalle de temps inférieur à un intervalle de temps prédéterminé ; - un estimateur (32) adapté, lors de la détection d'une telle chute, pour estimer la quantité de particules présentes dans le filtre (22) à partir de ladite cartographie mémorisée (33) et de valeurs de la pression différentielle (Pdiff) aux bornes du filtre (22). L'estimation est ainsi plus précise, car elle prend en compte la réaction de régénération passive (NO2 + C → CO + NO), qui fait fortement chuter la pression différentielle, sans qu'une masse de particules soit réellement brûlée.

Description

Dispositif d'estimation d'une quantité de particules présentes dans un filtre à particules de véhicule automobile
La présente invention concerne un dispositif et un procédé d'estimation d'une quantité de particules présentes dans un filtre à particules de véhicule automobile, et plus particulièrement de véhicule automobile équipé d'un moteur diesel
Les moteurs à combustion interne, et plus particulièrement les moteurs de type diesel, rejettent dans l'atmosphère des particules polluantes dont il convient de diminuer la quantité Ces particules, qui sont constituées de suies produites lors d'une combustion imparfaite dans le moteur, peuvent être piégées dans les gaz d'échappement par l'implantation d'un filtre à particules dans la ligne d'échappement en aval des chambres de combustion du moteur. Un tel filtre est conçu de façon à pouvoir retenir les particules se trouvant dans les gaz d'échappement qui traversent le filtre Au fur et à mesure de l'utilisation du moteur, les particules s'accumulent dans le filtre et finissent par entraîner une contre-pression importante à l'échappement du moteur, ainsi qu'une augmentation de la pression différentielle aux bornes du filtre à particules, ce qui diminue considérablement les performances du moteur
Afin de rétablir les performances du moteur, on sait pratiquer une régénération du filtre par combustion des particules qui s'y sont accumulées. Cette opération de combustion est rendue possible par une élévation de la température interne du filtre à particules Pour ce faire, on procède généralement à une injection retardée de carburant dans les chambres de combustion du moteur On peut en particulier injecter du carburant juste après le point mort haut lors de la phase de détente, ce qui a pour effet d'augmenter la température des gaz à l'échappement II est également possible de prévoir une ou plusieurs injections tardives, c'est-à-dire nettement après le point mort haut Le carburant ainsi injecté ne brûle pas dans la chambre de combustion du moteur, mais, par exemple, dans un dispositif catalytique également prévu dans la ligne d' échappement, augmentant ainsi la température des gaz traversant ensuite le filtre à particules
Le filtre à particules est en effet généralement associé à un dispositif catalyseur monté en amont du filtre, de façon à dimi nuer les émi ssions polluantes Le dispositif catalytique peut être intégré dans le filtre à particules lui-même, qui peut alors comprendre un matéri au catalytique, tel que du platine Les hydrocarbures imbrûlés et l ' oxyde de carbone provenant des injections retardées et des injecti ons tardi ves dan s les chambres de combustion, peuvent s' oxyder sur le matéri au catalytique en augmentant la température au sein du filtre à particules
La régénération du fi ltre à particules peut être lai te périodiquement au cours de phases de régénération, dès que la quanti té de particules dans le filtre devient trop importante Les phases de régénération s' effectuent lorsque le moteur fonctionne, sans que le conducteur du véhicule en ait conscience
Classiquement, les filtres à particules fonctionnent donc de manière périodique, en deux phases Lors d' une première phase, le filtre stocke des particules émises par le moteur, et lors d' une deuxième phase, les particules stockées dans le filtre sont brûlées afin de régénérer le filtre
II existe des systèmes d' estimation de la quantité de particules présentes dans un filtre à particules à partir de la contre pression à l' échappement ou à partir de la différence de pression, appelée également pression différentielle, aux bornes du filtres à parti cules Le document FR 2 781 251 porte sur un procédé de détermination du chargement en suies d' un filtre à particules monté en aval d' un moteur à combusti on interne Le filtre est régénéré périodiquement par combustion des suies avant d' atteindre un chargement trop élevé Le chargement est déduit de la pressi on différentielle aux bornes du filtre et d' une grandeur A représentati ve de l ' écoulement des gaz dans le moteur
Le document EP 1 281 843 décrit un procédé de déterminati on du chargement en suies d' un filtre à particules, monté en aval d' un moteur à combustion interne Le filtre est régénéré périodiquement pai combusti on des suies avant d' atteindre un chargement trop élevé Le chargement est déduit de la pression différentielle aux bornes du filtre et d' une grandeur Qvol représentati ve des gaz traversant le filtre à particules Le chargement est déduit de la formule ΔP = f(Qvo],m) dans laquelle m correspond à la masse de sui es piégées dans Ie fi ltre a particules
Cependant, aucun de ces documents ne tient compte d' une non monotonie de chargement du filtre en particules, due à une réaction chi mique dite de régénération passive NO2 + C → CO + NO Cette réaction s' effectue à une température correspondant à un roulage extra-urbain du véhicule (350 à 500 0C en amont du fi ltre à particules) Cette réaction fait fortement chuter la pression aux bornes du filtre à particules, sans qu' une masse de particules soit réellement brûlée Une telle chute de pressi on différentielle aux bornes du filtre entraîne une imprécision de l' estimation du chargement du filtre, ce qui peut entraîner une casse du filtre à particules En effet, la masse de suies estimée est inférieure à la masse de suies réelle, et lors d'une régénération par combusti on du filtre, un emballement de la réaction de combustion peut avoir heu, et provoquer la casse du filtre à particules
L' invention a pour but de tenir compte des effets de cette réaction chimique de régénération passi ve pour éviter un risque de casse du filtre à particules lors de sa régénération par combustion
Selon un aspect de l' invention, il est proposé un système d' estimation d' une quantité de particules présentes dans un filtre à particules de véhicule automobile devant être régénéré périodiquement par combustion, comprenant un capteur de pression pour mesurer la pression différentielle aux bornes du filtre à particules, des moyens pour estimer ou mesurer le débit volumique des gaz en amont du filtre à particules, et une unité de commande électronique L ' uni té de commande électronique comprend une cartographie mémori sée de la quantité de particules présentes dans le filtre à particules en fonction de la pression différentielle aux bornes du filtre à parti cules et du débit volumique des gaz en amont du filtre à particules, et des moyens de détection pour détecter une chute de pression différentielle aux bornes du filtre à particules supérieure à une chute de pression prédéterminée durant un intervalle de temps inférieur à un intervalle de temps prédéterminé, à partir de valeurs de la pression différentielle aux bornes du filtre à particules fournies par ledit capteur de pression
L'unité de commande électronique comprend en outre un estimateur adapté, lorsque lesdits moyens de détection détectent une chute de pression différentielle aux bornes du filtre à particules supérieure a ladite valeur prédéterminée de chute de pression durant un intervalle de temps inférieur audit intervalle de temps prédéterminé, pour estimer la quantité de particules présentes dans le filtre à particules à partir de ladite cartographie mémorisée et de valeurs de la pression différentielle aux bornes du filtre à particules fournies par ledit capteur de pression La quantité estimée de particules présentes dans le filtre à particules est alors précise même lorsque se produit la réaction chimique dite de régénération passive. On évite alors ainsi le risque de casse du filtre à particules par emballement de la réaction de combustion de régénération du filtre, due à une sous-estimation de la quantité de particules présente dans le filtre.
Dans un mode réalisation préféré, les moyens de détection sont adaptés pour déterminer un instant de début de ladite chute de pression différentielle aux bornes du filtre à particules, et un instant de fin de ladite chute de pression différentielle aux bornes du filtre à particules Dans un mode de réalisation avantageux, l'estimateur est adapté pour estimer la quantité de particules présentes dans le filtre à particules à partir de ladite cartographie mémorisée et d'une valeur maximale de la quantité estimée de particules présentes dans le filtre à particules avant ledit instant de début. Dans un mode réalisation préféré, l'estimateur est adapté pour estimer la quantité de particules présentes dans le filtre à particules en sommant ladite valeur maximale et la quantité de particules stockées dans le filtre à particules après ledit instant de fin Avantageusement, l' estimateur est adapté pour estimer ladite quantité de particules stockées dans le filtre à particules après ledit instant de fin à partir de ladite cartographie mémorisée.
Par exemple, ladite chute de pression prédéterminée est comprise entre 50 et 500 mbar, et ledit intervalle de temps prédéterminé est compris entre 10 s et 100 s.
Selon un autre aspect de l ' invention, il est égalem ent proposé un procédé d' estimation d' une quantité de particules présentes dans un filtre à particules de véhicule automobile devant être régénéré périodiquement par combusti on. Dans ce procédé, on utilise une cartographie mémorisée de la quantité de particules présentes dans le filtre à particules en fonction de la pression différenti elle aux bornes du filtre à particules et du débit volumique des gaz en amont du filtre à particules. On détecte une chute de différence de pression aux bornes du filtre à particules supérieure à une chute de pression prédéterminée durant un intervalle de temps inférieur à un intervalle de temps prédéterminé, à partir de valeurs de la pression différentielle aux bornes du filtre à particules. En outre, on estime, lorsqu' une chute de pression différentiel le aux bornes du filtre à particules supérieure à ladite valeur prédéterminée de chute de pression durant un interval le de temps inféri eur audit intervalle de temps prédéterminé est détectée, la quantité de particules présentes dans le filtre à particules à partir de ladite cartographie mémorisée et de valeurs de la pression différentielle aux bornes du filtre à particules. Dans un mode de mise en œuvre préféré, on détermine un instant de début et un instant de fin de ladite chute de pression différentielle aux bornes du filtre à particules.
Avantageusement, on estime la quantité de particul es présentes dans le filtre à particules à partir de ladite cartographie mémorisée et d' une valeur maximale de la quantité estimée de particules présentes dans le filtre à particules avant ledit instant de début.
D' autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique d'un mode de réalisation d'un système selon l'invention , - la figure 2 illustre une chute de pression différentielle aux bornes du filtre à particules selon l'invention ;
- la figure 3 illustre le fonctionnement de l'invention ;
Tel qu'il est illustré sur la figure, le moteur à combustion interne 1, représenté schématiquement, comprend une pluralité de chambres de combustion, telles que la chambre de combustion 2 illustrée sur la figure dans la partie haute d'un cylindre 3 à l'intérieur duquel se déplace un piston 4 Une soupape d'admission 5 permet de commander l'admission en ouvrant ou obturant le conduit d'admission 6, en communication avec la chambre de combustion 2. Une soupape d'échappement 7 permet, quant à elle, d'obturer ou d'ouvrir le passage des gaz d'échappement en provenance de la chambre de combustion 2 dans le conduit d'échappement 8
L'air frais à la pression atmosphérique, dont le flux est symbolisé par la flèche 9, pénètre dans une conduite 10 La pression de l'air est augmentée par un compresseur 11 monté dans la conduite
10. Le compresseur est monté sur un arbre 12 commun à une turbine 13, ici à géométrie variable, montée dans le conduit d'échappement 8. Les gaz d'échappement traversant la turbine 13 entraînent ainsi le compresseur 11, de façon à augmenter la pression de l'air admis dans la chambre de combustion 2 par le conduit d'admission 6
Dans l'exemple illustré, le moteur comprend en outre un système de réinjection partielle des gaz d'échappement à l'admission A cet effet, une conduite de dérivation 14 est piquée sur la conduite d'échappement 8 en amont de la turbine 13. Une vanne de régulation 15, dite « vanne EGR », commande la quantité de gaz d'échappement qui peut ainsi être réinjectée par une conduite 16 dans le conduit d'admission 6 après avoir été convenablement mélangés dans une chambre de mélange 17 Un volet d'orientation réglable 18 est en outre monté dans la conduite d' admission d' air comprimé 10 en aval du compresseur 1 1 et en amont de la chambre de mélange 17.
La ligne d' échappement 19 relie la sortie de la turbine 13 à l ' atmosphère, la sortie des gaz d' échappement étant référencée 20. Dans la ligne d' échappement 19, se trouvent montés un dispositif catalyseur 21 directement en aval de la turbine 13 , et un filtre à particules 22 en aval du di spositif catalytique 21. Le fi ltre à particules 22 est de type classique et comporte des moyens, par exemple électrostatiques, pour piéger les particules proven ant du moteur 1 et véhiculées par les gaz d' échappement dans la ligne d' échappement 19.
Un silencieux 23 est monté en aval du filtre à particules 22 afin de limiter les bruits de l' échappement.
Une unité électronique de commande 24 assure le fonctionnement du moteur 1 et reçoit à cet effet un certain nombre d' informations sur le fonctionnement du moteur 1. Différents capteurs, non représentés sur la figure, sont placés dans les condui tes et leurs signaux sont amenés sur l' unité électronique de commande 24.
L' unité électronique de commande 24 peut commander notamment la position de la vanne EGR 15 par une connexion 25 , et la position du volet mobile 18 par une connexion 26. L' unité électronique de commande pilote également les injecteurs de carburant 27 par une connexion 28.
Pour l' estimati on de la quantité de particules présentes dans le filtre à particules 22, le di spositif comprend un capteur de pression différentielle 29 capable de mesurer la différence de pression, ou pression différentielle, Pdiff aux bornes du filtre à particules 22 et un module d' estimation 30 du débit volumique Qvol des gaz en amont du filtre à particules 22 à partir de données di sponibles au niveau de l ' unité électronique de commande 24. Ces données peuvent, par exemple, comprendre le débit d' alimentation en air frai s du moteur, le débit recyclé par la vanne EGR, et des données de fonctionnement du moteur. Le capteur de pression 29 est relié à l ' unité de commande électroni que 24 par une connexi on 31. Dans une variante de réalisation, le module d' estimati on 30 du débit volumique Qvol des gaz en amont du filtre à particules 22 peut être remplacé par un débitmètre di sposé en amont du filtre à particules 22, un capteur de température, et un capteur de pression. L' unité de commande électronique 24 comprenant un estimateur 32 de la quantité de particules présentes dans le fi ltre à particules 22, comprend également une cartographie mémori sée 33 de la quanti té de particules présentes dans le fi ltre à particules 22 en fonction de la pression différentielle Pd!ff aux bornes du fi ltre à particules 22 et du débit volumique Qvol des gaz en amont du filtre à particules 22.
L' unité de commande électronique 24 comprend en outre un module de détection 34 permettant de détecter une chute de pression différentielle Pdlff aux bornes du filtre à particules 22 supéri eure à une chute de pression prédéterminée durant un intervalle de temps inférieur à un intervalle de temps prédéterminé, à partir de valeurs de la pression différentielle Pdlff aux bornes du filtre à particules 22 fournies par ledit capteur de pression 29. La chute de pression prédéterminée est, par exemple, comprise entre 50 et 500 mbar, et l ' intervalle de temps prédéterminé est compri s entre 10 s et 100 s.
L'estimateur 32 estime la quantité de particules présentes dans le filtre à particules à partir de la cartographie mémori sée 33 et de valeurs de la pression différentielle aux bornes du filtre à particules 22 fournies par le capteur de pression 29. La figure 2 illustre une chute de pression différentielle Pdlff aux bornes du filtre à particules 22 supérieure à une chute de pression prédéterminée durant un intervalle de temps inférieur à un intervalle de temps prédéterminé. On a, dans cet exemple , une chute de la pression différentielle Pdlff aux bornes du filtre à particules 22, d'une valeur p, à une valeur p2, inférieure à p, , de la pression différentielle
Pd]ff. On a ici la différence pt-p2 qui est supérieure à la chute de pression prédéterminée. En outre l' instant de début td et l ' instant de fin tf de chute de la pression différentielle Pdlff sont tels que l ' intervalle de temps séparant les instants de début td et de fin tf est inférieur à l ' intervalle prédéterminé. L'instant t2 est l' instant le plus proche de l' instant de début td tel qu' entre t2 et td on a un régime transitoire avec une faible variation de la pression différentielle Pdlff. L' instant tt est l' instant le plus proche de l' instant de fin tf tel qu' entre tf et tt on a un régime transitoire avec une faible variation de la pression différentielle Pd,ff. Le temps t représente l' intervalle de temps de fonctionnement du moteur 1 séparant l' instant considéré de l' instant de fin de la dernière régénération par combustion du filtre à particules 22. Le fonctionnement de l ' estimateur est illustré par la figure 3, suite à une chute de pressi on différentielle telle que représentée sur la figure 2.
Sur la fi gure 3 sont représentés des courbes m, , m2, m,, m4, et m5 de quantités (masses) de particules présentes dans le fi ltre en fonction de la pression différentielle Pdlff aux bornes du filtre à particules et du débit volumique Qvo] des gaz en amont du filtre à particules. On a sur cet exemple : m, < m, < m, < m4 < m5. Chacune de ces courbes est associée à un instant respectif tl 5 t2, t3, t4 et t5, car à deux instants distincts de fonctionnement du moteur 1 , le filtre à particules 22 comprend deux quantités distinctes de particules.
Le module de détection 34 est capable de déterminer un instant de début td et un instant de fin tf d' une telle chute de pressi on différentielle Pdlff aux bornes du filtre à particules 22.
L' estimateur 32 a mémori sé la valeur maximale MA de la quantité estimée de particules présentes dans le filtre à particules 22 avant ledit instant de début td, soit à l' instant t2, et les valeurs p, de la pression différentielle Pdlff aux bornes du filtre à particules 22 et Q1 du débit volumique Qvo, des gaz en amont du filtre à particules 22 correspondantes. La valeur maximale MA de la quantité esti mée de particules présentes dans le filtre à particules 22 est déduite à partir de la cartographie mémorisée 33 et des valeurs P1 de la pression différentielle Pdlff aux bornes du filtre à particules 22 et Q1 du débit vol umique Qv0, des gaz en amont du filtre à particules 22. L'estimateur 32 mémorise également la quantité de particules
MB présentes dans le filtre à particules 22 à l'instant tlt et les valeurs p2 de la pression différentielle Pdlff aux bornes du filtre à particules 22 et Q2 du débit volumique Qvol des gaz en amont du filtre à particules 22
L'estimateur 32 estime alors la quantité de particules présentes dans le filtre à particules 22 en additionnant la valeur maximale MA avant ledit instant de début td et la quantité de particules stockées dans le filtre à particules 22 après l'instant de fin tf La quantité stockée dans le filtre à particules 22 après l'instant de fin tf correspond à l'augmentation estimée de la quantité de particules depuis la valeur minimale MB de la quantité de particules après l'instant de fin tt En d'autres termes, La quantité stockée dans le filtre à particules 22 après l'instant de fin tf est la différence entre la quantité de particules estimée à l'instant t et la quantité MB. Ces valeurs minimale MB et maximale MA correspondent à des valeurs d'états stabilisés en dehors de la période transitoire de chute de pression différentielle aux bornes du filtre 22
Sur cet exemple, on a MA=m2 et MB=m,, cependant en général on calcule la quantité ou masse correspondante de particules en effectuant une interpolation de courbes m, de la cartographie mémorisée 33
L'invention permet d'estimer précisément la quantité de particules présentes dans un filtre à particules à partir de la pression différentielle aux bornes du filtre à particules, en tenant compte de la réaction chimique de régénération passive pouvant se dérouler lors de roulages extra urbains, et de commander une régénération par combustion du filtre en évitant une casse du filtre.

Claims

REVENDICATIONS
1 Système d' estimation d' une quanti té de particules présentes dan s un filtre à particules (22) de véhicule automobile devant être régénéré périodiquement par combustion, comprenant un capteur de pressi on différentielle (29) pour mesurer la pressi on différentielle
(Pdlff) aux bornes du fi ltre à particul es (22) , des moyen s (30) pour estimer ou mesurer le débit volumique (Qvol) des gaz en am ont du fi ltre à particules (22) , et une unité de commande électronique (24), caractéri sé en ce que l ' unité de commande électronique (24) comprend
- une cartographie mémorisée (33) de la quantité de particules présentes dans le filtre à particules (22) en fonction de la pressi on différentielle (Pdlff) aux bornes du filtre à particules (22) et du débit vol umique (Qvo!) des gaz en amont du filtre à particules (22) , - des moyen s de détecti on (34) pour détecter une chute de différence pressi on aux bornes du filtre à particules (22) supérieure à une chute de pressi on prédéterminée durant un intervalle de temps inférieur à un intervalle de temps prédéterminé, à partir de valeurs de la pression différentielle (Pdlff) aux bornes du filtre à particules (22) fournies par ledit capteur de pression (29) ; et
- un estimateur (32) adapté, lorsque lesdits moyens de détection (34) détectent une chute de pression différentielle (Pdlf f) aux bornes du filtre à particules (22) supérieure à ladite valeur prédétermin ée de chute de pression durant un intervalle de temps inférieur audit intervalle de temps prédéterminé , pour estimer la quantité de particules présentes dans le filtre à particules (22) à partir de ladite cartographie mémori sée (33 ) et de valeurs de la pression différentielle (Pdl ff) aux bornes du fi ltre à parti cul es (22) fournies par ledit capteur de pressi on (29) 2 Système selon la revendication 1 , caractéri sé en ce que les moyens de détection (34) sont adaptés pour déterminer un instant de début (td) de ladite chute de pression différentielle (Pdlff) aux bornes du filtre à particules (22), et un instant de fin (tf) de ladite chute de pression différentielle (Pdlff) aux bornes du filtre à particules (22).
3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que, l'estimateur (32) est adapté pour estimer la quantité de particules présentes dans le filtre à particules (22) à partir de ladite cartographie mémorisée (33) et d'une valeur maximale (MA) de la quantité estimée de particules présentes dans le filtre à particules (22) avant ledit instant de début (td).
4 Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'estimateur (32) est adapté pour estimer la quantité de particules présentes dans le filtre à particules (22) en sommant ladite valeur maximale (MA) et la quantité de particules stockées dans le filtre à particules (22) après ledit instant de fin (tf).
5 Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'estimateur (32) est adapté pour estimer ladite quantité de particules stockées dans le filtre à particules (22) après ledit instant de fin (tf) à partir de ladite cartographie mémorisée (33).
6. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite chute de pression prédéterminée est comprise entre 50 et 500 mbar, et ledit intervalle de temps prédéterminé est compris entre 10 s et 100 s
7 Procédé d'estimation d'une quantité de particules présentes dans un filtre à particules (22) de véhicule automobile devant être régénéré périodiquement par combustion, caractérisé en ce que - on utilise une cartographie mémorisée (33) de la quantité de particules présentes dans le filtre à particules (22) en fonction de la pression différentielle (Pdlff) aux bornes du filtre à particules (22) et du débit volumique (Qvol) des gaz en amont du filtre à particules (22) ; - on détecte une chute de différence pression (Pd]ff) aux bornes du filtre à particules (22) supérieure à une chute de pression prédéterminée durant un intervalle de temps inférieur à un intervalle de temps prédéterminé, à partir de valeurs de la pression différentielle (Pdlff) aux bornes du filtre à particules (22) ; et - on estime, lorsqu' une chute de pression différentielle (Pdiff) aux bornes du filtre à particules (22) supérieure à ladite valeur prédéterminée de chute de pression durant un intervalle de temps inférieur audit intervalle de temps prédéterminé est détectée, la quantité de particules présentes dans le filtre à particules (22) à partir de ladite cartographie mémorisée (33) et de valeurs de la pression différentielle (Pdiff) aux bornes du filtre à particules (22).
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l ' on détermine un instant de début (td) et un instant de fin (tf) de ladi te chute de pression différentielle (Pdiff) aux bornes du fi ltre à particules.
9. Procédé selon la revendication 8, caractéri sé en ce que l ' on estime la quantité de particules présentes dans le filtre à particules (22) à partir de ladite cartographie mémorisée et d' une valeur maximale (MA) de la quantité estimée de particules présentes dans le filtre à particules (22) avant ledit instant de début (td) .
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