WO2008040898A1 - Systeme et procede d'estimation de la quantite de particules piegees par un filtre a particules - Google Patents

Systeme et procede d'estimation de la quantite de particules piegees par un filtre a particules Download PDF

Info

Publication number
WO2008040898A1
WO2008040898A1 PCT/FR2007/052012 FR2007052012W WO2008040898A1 WO 2008040898 A1 WO2008040898 A1 WO 2008040898A1 FR 2007052012 W FR2007052012 W FR 2007052012W WO 2008040898 A1 WO2008040898 A1 WO 2008040898A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
engine
richness
particles trapped
estimation system
amount
Prior art date
Application number
PCT/FR2007/052012
Other languages
English (en)
Inventor
Régis GAUTHIER
Frédéric LIPPENS
Linda Hadjiat
Mohammed Ouazzani-Chahdi
Original Assignee
Renault S.A.S
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault S.A.S filed Critical Renault S.A.S
Publication of WO2008040898A1 publication Critical patent/WO2008040898A1/fr

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/002—Electrical control of exhaust gas treating apparatus of filter regeneration, e.g. detection of clogging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/033—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
    • F01N3/035—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0821—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents combined with particulate filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0842—Nitrogen oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/005—Electrical control of exhaust gas treating apparatus using models instead of sensors to determine operating characteristics of exhaust systems, e.g. calculating catalyst temperature instead of measuring it directly
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1454—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1466—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being a soot concentration or content
    • F02D41/1467—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being a soot concentration or content with determination means using an estimation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/08—Exhaust gas treatment apparatus parameters
    • F02D2200/0812—Particle filter loading
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/18—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
    • F02D41/187—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow using a hot wire flow sensor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the present invention relates to particulate filters fitted to diesel engines for a motor vehicle.
  • the present invention relates to a system and method for estimating the amount of particles trapped in a particulate filter fitted to a diesel engine for a motor vehicle.
  • a particle filter operates alternately in two phases. In a first so-called trapping phase, it retains the pollutants emitted by the engines before their release into the atmosphere. Polluting substances also contain so-called soot particles which continually accumulate on the FAP.
  • the transition from the trapping phase to the regeneration phase is triggered when a predefined quantity of particles accumulated on the FAP, hereinafter referred to as the regeneration threshold, is reached.
  • the quantity of particles retained in the FAP influences the pressure drop in the exhaust line and the engine performances.
  • the regeneration threshold is linked to the degradations of the engine performances caused by the increase of the pressure drop in the exhaust line.
  • the regeneration threshold is also determined according to the risk of em ramem ent that may occur during regeneration carried out on a PAF with too large a load.
  • too frequent regenerations lead to a significant dilution of gas oil in the engine lubricating oil, which can become dangerous for the integrity of the engine.
  • too frequent regenerations tend to unnecessarily increase fuel consumption.
  • Overly spaced regenerations can result in clogging of the FAP, which may cause the engine to be out of service.
  • the invention aims to improve the known systems and methods for estimating the amount of particles retained in a FAP.
  • a system for estimating the quantity of particles trapped by a particulate filter fitted to an exhaust line of a vehicle diesel engine comprising:
  • First, second and third evaluation means arranged in such a way as to respectively provide data relating to:
  • a control unit arranged in such a way as to provide an estimate of the quantity of particles trapped by the particle filter as a function of said data, the third evaluation means comprising means for determining the richness of the mixture feeding the engine.
  • the invention makes it possible to provide an estimate of the quantity of particles trapped by the FAP which is a function of the richness of the fuel injected. It is specified that the mixture is the gas mixture air / fuel fueling the engine, and the richness is the fuel content of this mixture.
  • the evaluation of the injected fuel flow rate is therefore not based on the injection setpoint, unlike the known estimation systems. This evaluation is therefore not influenced by the drift and dispersion of the injectors.
  • the invention therefore allows a particularly accurate and reliable estimate of the amount of particles trapped by the FAP.
  • the third evaluation means comprise means for calculating the fuel flow injected into the engine arranged so as to perform the following operation:
  • Q 1n is the actual fuel injection rate expressed in mg / cp
  • Q a ⁇ r is the flow of fresh air admitted in the cylinders mg / cp
  • R is the richness of the mixture.
  • the means for determining the richness of the mixture comprise at least one oxygen probe
  • the system comprises a flowmeter disposed in the intake line in order to measure the air flow admitted into the engine cylinders,
  • the system comprises means for correcting the estimate, intended to take into account the opening of a valve fitted to an exhaust gas recirculation circuit associated with the engine.
  • the treatment system according to the invention can be provided with an escape line comprising a nitrogen oxide trap and an oxidation catalyst located downstream of the oxide trap. nitrogen, the probe being placed downstream of the nitrogen oxide trap and upstream of the oxidation catalyst.
  • the invention also relates to a vehicle equipped with an estim ation system according to any one of the preceding characteristics.
  • a method for estimating the quantity of particles trapped by a particulate filter fitted to an exhaust line of a diesel engine for a vehicle in which:
  • FIG. 1 is an overall diagram of a system for estimating the quantity of particles trapped by a FAP fitted to an exhaust line of a diesel engine for a vehicle.
  • an exhaust gas treatment system 20 comprising an estimation system 1 according to an exemplary embodiment.
  • the figure shows a diesel engine 7 whose exhaust is associated with the exhaust gas treatment system 20.
  • the exhaust gas treatment system 20 comprises an exhaust line 11 comprising a nitrogen oxide trap ("NOx Trap")
  • DOC oxidation catalyst
  • FAP 4 sequentially disposed along the exhaust line 11 from upstream to downstream.
  • the upstream and downstream directions are defined by the direction of propagation of the exhaust gases along the exhaust line 11.
  • the estimation system 1 comprises a control unit 2 in which a transmission model is integrated.
  • the soot emission model is essentially based on three types of data, respectively relating to: the engine speed, expressed in rpm,
  • the unit mg / pc representing, in a known manner, an explosion mass flow rate, also called blow, produced in the engine block 7.
  • the estimation system 1 comprises first evaluation means.
  • the first evaluation means comprise, for example, a motor rotation speed sensor.
  • the estimation system 1 also comprises second evaluation means providing data relating to the air flow rate and third evaluation means supplying data relating to the injected fuel flow rate.
  • the second evaluation means comprise, for example, a flowmeter arranged to measure the flow of air admitted into the cylinders.
  • the flow meter is disposed in the intake line.
  • the third evaluation means comprise means for determining the richness of the mixture supplying the engine 7.
  • the third evaluation means comprise calculation means. These calculation means determine the fuel flow injected into the engine 7 by performing the following operation:
  • Q 1n is the actual fuel injection rate expressed in mg / cp
  • Q a ⁇ r is the flow of fresh air admitted in the cylinders mg / cp
  • R is the richness of the mixture.
  • the means for determining the richness of the mixture comprise at least one oxygen probe 3 in order to measure the richness of the mixture.
  • This probe 3 is disposed downstream of the FAP 4 and upstream of the oxidation catalyst 5.
  • the air flow is measured by means of a flow meter disposed in the intake line.
  • the third evaluation means provide an evaluation of the injected fuel flow rate which is a function of the richness of the fuel injected, this richness being measured by means of an oxygen probe 3.
  • the known models of soot emission are based on the injection instruction of the amount of fuel to determine the fuel injection rate.
  • the plaintiff has found that these models have a significant error that varies over time. Indeed, a significant difference has been detected between the injection setpoint and the quantity actually injected. It appeared that this difference comes from the dispersion and the drift of the injectors.
  • the injectors are in fact subjected to the high temperature and pressure conditions which prevail within the combustion chamber, which alters their physical properties and induces a modification of the doses injected. This results in an estimation error of the emission model which tends to increase during the lifetime of the vehicle.
  • the estimation system 1 according to the invention is not based on measurements from the injectors, and thus makes it possible to overcome the drift and the dispersion of the latter.
  • the richness represents, before the engine load, the parameter of order one in the estimate of the emissions of particles.
  • the Applicant has noticed their close dependence on drifting engine parameters such as engine speed and load.
  • these drifts tend to increase as and when the engine wear. Consequently, in the known estimation systems, the drifts of the motor parameters generate estimation errors which increase continuously.
  • the estimation system 1 is based on the richness and is therefore not closely influenced by the drift of the engine parameters.
  • the invention therefore allows a particularly accurate and reliable estimate of the amount of particles trapped by FAP 4.
  • An oxygen sensor 3 has a resistance to aging substantially greater than that of a fuel injector.
  • the aging of an oxygen probe 3 can be controlled by integrating the resetting strategies into the estimation system.
  • the probe 3 is subjected to conditions of temperature and pressure less stronger than the injectors located in the combustion chambers. Thus the probe 3 undergoes substantially less damage than the injectors. It is, therefore, more able to retain its properties over time.
  • the use of an oxygen sensor 3 in the evaluation of the quantity of fuel injected thus contributes to reinforcing the accuracy and stability of the system according to the invention.
  • the control unit 2 participates in the control of certain organs of the vehicle and the engine 7. Thus, on the basis of the estimate provided by the transmission model and on the basis of other parameters 9 (command from the driver in particular), the control unit 2 determines the quantity of fuel that the injectors 10 introduce into the cylinders of the engine 7.
  • the estimation system 1 makes it possible to take into account both the storage of residues in the filter and the oxidation of soot produced by nitrogen oxide. This is a function of the concentration of nitrogen dioxide and oxygen, the internal temperature of the filter, and the mass of soot present in the filter.
  • the engine 7 may be equipped with an exhaust gas recirculation circuit 8 (EGR) as shown in Figure 1.
  • EGR exhaust gas recirculation circuit 8
  • This type of circuit 8 usually comprises a valve controlling the entry of exhaust gas at the engine intake level 7.
  • the estimating system 1 takes into account the opening of the EGR valve in order to correct the particle emission model. .
  • the transmission model integrated with the control unit 2 can be arranged to take into account the distance from the probe 3 to the motor 7.
  • estimation system 1 with an exhaust line 11 not provided with a nitrogen oxide trap 6 and / or with an oxidation catalyst 5.
  • the oxygen probe 3 makes it possible to measure the richness of the mixture in order to evaluate the fuel flow actually injected. This evaluation is independent of the dispersion and the drift of the injectors. Consequently, the system according to the invention offers an improved estimate of the quantity of particles trapped in a FAP 4, as well as better control and optimization of the regeneration phases of the various post-processing elements.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

L'invention concerne un système d'estimation (1) de la quantité de particules piégées par un filtre à particules (FAP) (4) équipant une ligne d'échappement (11) d'un moteur diesel (7) de véhicule, le système comprenant : des premiers, seconds et troisièmes moyens d'évaluation agencés de manière à fournir respectivement des données relatives : au régime du moteur; au débit d'air fourni au moteur; au débit de carburant injecté dans le moteur; une unité de contrôle (2) agencée de manière à fournir une estimation de la quantité de particules piégées par le filtre à particules en fonction desdites données, caractérisé en ce que les troisièmes moyens d'évaluation comportent des moyens de détermination de la richesse du mélange alimentant le moteur.

Description

Systèm e et procédé d'estim ation de la quantité de particules piégées par un filtre à particules.
La présente invention concerne les filtres à particules équipant les moteurs diesel pour véhicule automobile.
Plus particulièrem ent, la présente invention concerne un systèm e et une m éthode d'estim ation de la quantité de particules piégées dans un filtre à particules équipant un moteur diesel pour véhicule automobile. De m anière connue, un filtre à particules ( FAP) fonctionne en alternance selon deux phases. Dans une prem ière phase dite de piégeage, il retient les substances polluantes ém ises par les moteurs avant leur rejet dans l'atmosphère. Les substances polluantes com prennent des particules égalem ent appelées suies qui s'accum ulent continuellem ent sur le FAP.
Dans une seconde phase dite de régénération ou de traitem ent, les particules retenues par le FAP sont brûlées.
Le passage de la phase de piégeage à la phase de régénération est déclenché lorsqu'une quantité prédéfinie de particules accum ulées sur le FAP, désignée par la suite seuil de régénération, est atteinte.
Or, la quantité de particules retenues dans le FAP influence la perte de charge dans la ligne d'échappem ent et les perform ances du moteur.
Ainsi, le seuil de régénération est lié aux dégradations des perform ances du moteur engendrées par l'augm entation de la perte de charge dans la ligne d'échappem ent. Le seuil de régénération est égalem ent déterm iné en fonction des risques d'em ballem ent qui peuvent survenir lors de régénérations effectuées sur un FAP présentant un chargem ent trop im portant. Par ailleurs, des régénérations trop fréquentes engendrent une dilution im portante de gasoil dans l'huile de lubrification moteur, qui peut devenir dangereuse pour l'intégrité du moteur. En outre, des régénérations trop fréquentes tendent à augm enter inutilem ent la consom m ation en carburant. A l'inverse, des régénérations trop espacées peuvent aboutir au colmatage du FAP, ce qui est susceptible de provoquer la m ise hors service du moteur.
I l convient par conséquent d'évaluer aussi précisém ent que possible la quantité de particules effectivem ent retenues dans un FAP afin que chaque phase de régénération soit déclenchée au moment opportun .
A cet effet, il est connu d'estim er la quantité de particules stockées par un FAP à partir d'un modèle d'ém ission de particules qui lie les param ètres moteurs, tels que le régim e et la charge, à la production de particules. Ainsi ces modèles prévoient de déterm iner la quantité de particules piégées à partir notam m ent de la consigne d'injection de carburant im posée aux injecteurs.
Ces procédés ne s'avèrent pas pleinem ent satisfaisants car la précision de l'estim ation de la quantité de particules qu'ils produisent peut être am éliorée.
Les systèm es existants engendrent par conséquent des régénérations trop fréquentes ou trop espacées, ayant des conséquences dom m ageables sur la durée de vie, les perform ances et le coût de fonctionnem ent du véhicule ainsi que sur l'environnem ent. L'invention vise à am éliorer les systèm es et les procédés connus d'estim ation de la quantité de particules retenues dans un FAP.
A cet effet, il est prévu dans le cadre de la présente invention un systèm e d'estim ation de la quantité de particules piégées par un filtre à particules équipant une ligne d'échappem ent d'un moteur diesel de véhicule, le systèm e comprenant :
• des prem iers, seconds et troisièm es moyens d'évaluation agencés de m anière à fournir respectivem ent des données relatives :
- au régim e du moteur,
- au débit d'air fourni au moteur, - au débit de carburant injecté dans le moteur,
• une unité de contrôle agencée de m anière à fournir une estim ation de la quantité de particules piégées par le filtre à particules en fonction desdites données, les troisièmes moyens d'évaluation comportant des moyens de détermination de la richesse du mélange alimentant le moteur.
Ainsi, l'invention permet de fournir une estimation de la quantité de particules piégées par le FAP qui est fonction de la richesse du carburant injecté. On précise que le mélange est le mélange gazeux air/carburant alimentant le moteur, et que la richesse est la teneure en carburant de ce mélange. L'évaluation du débit de carburant injecté n'est donc pas basée sur la consigne d'injection contrairement aux systèmes d'estimation connus. Cette évaluation n'est donc pas influencée par la dérive et la dispersion des injecteurs.
Des plus, comme l'a identifié la demanderesse, la richesse représente, avant la charge moteur, le paramètre d'ordre un dans l'estimation des émissions de particules. L'invention permet par conséquent une estimation particulièrement précise et fiable de la quantité de particules piégées par le FAP.
Le système d'estimation selon l'invention pourra en outre présenter facultativement au moins l'une des caractéristiques suivantes :
- les troisièmes moyens d'évaluation comportent des moyens de calcul du débit de carburant injecté dans le moteur agencés de manière à effectuer l'opération suivante:
14.7 dans laquelle :
Q1n, : est le débit d'injection de carburant réel exprimé en mg/cp, Qaιr: est le débit d'air frais admis dans les cylindres mg/cp, R: est la richesse du mélange.
- les moyens de détermination de la richesse du mélange comprennent au moins une sonde à oxygène,
- la sonde est placée dans la ligne d'échappement en aval du moteur, - le systèm e com porte un débitm ètre disposé dans la ligne d'adm ission afin de m esurer le débit d'air adm is dans les cylindres du moteur,
- le systèm e com prend de moyens de correction de l'estim ation , destinés à prendre en com pte l'ouverture d'une vanne équipant un circuit de recirculation des gaz d'échappem ent associé au moteur.
En outre, il est prévu dans le cadre de l'invention un systèm e de traitem ent des gaz d'échappem ent issus d'un moteur diesel com prenant un systèm e d'estim ation selon l'une quelconque des caractéristiques précédentes.
De m anière facultative, on peut prévoir que le systèm e de traitem ent selon l'invention com porte une ligne d'échappem ent comprenant un piège à oxyde d'azote et un catalyseur d'oxydation situé en aval du piège à oxyde d'azote, la sonde étant placée en aval du piège à oxyde d'azote et en amont du catalyseur d'oxydation.
L'invention a égalem ent pour objet un véhicule équipé d'un systèm e d'estim ation selon l'une quelconque des caractéristiques précédentes. En outre, il est prévu dans le cadre de l'invention un procédé d'estimation de la quantité de particules piégées par un filtre à particules équipant une ligne d'échappem ent d'un moteur diesel pour véhicule, dans lequel:
• on évalue des données relatives : - au régim e du moteur,
- au débit d'air fourni au moteur,
- au débit de carburant injecté dans le moteur,
• on fournit une estim ation de la quantité de particules piégées dans le filtre à particules à partir desdites données, • on déterm ine la richesse du m élange alim entant le moteur afin d'évaluer les données relatives au débit de carburant injecté dans le moteur. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif. La figure 1, est un schéma d'ensemble d'un système d'estimation de la quantité de particules piégées par un FAP équipant une ligne d'échappement d'un moteur diesel pour véhicule.
En référence à la figure 1 , on a illustré un système de traitement des gaz d'échappement 20 comprenant un système d'estimation 1 selon un exemple de réalisation. La figure laisse apparaître un moteur diesel 7 dont l'échappement est associé au système de traitement des gaz d'échappement 20. Le système de traitement des gaz d'échappement 20 comprend une ligne d'échappement 11 comportant un piège à oxyde d'azote (« NOx Trap >>)
6, un catalyseur d'oxydation (« DOC») 5 et un FAP 4 successivement disposés le long de la ligne d'échappement 11 depuis l'amont vers l'aval.
Les sens amont et un aval sont définis par le sens de propagation des gaz d'échappement le long de la ligne d'échappement 11.
Le système d'estimation 1 comprend une unité de contrôle 2 dans lequel est intégré un modèle d'émission. Le modèle d'émission de suies se base essentiellement sur trois types de données, respectivement relatives: au régime moteur, exprimé en rpm,
- au débit d'air exprimé en mg/cp,
- au débit de carburant injecté exprimé en mg/cp. L'unité mg/pc représentant, de manière connue, un débit massique par explosion, également appelée coup, produite dans le bloc moteur 7.
A partir de cartographies dépendant de ces trois types de données, le modèle d'émission permet de déterminer la quantité de suies produites lors de la combustion. Afin déterminer les données relatives au régime moteur, le système d'estimation 1 comprend des premiers moyens d'évaluation. A cet effet, les premiers moyens d'évaluation comportent par exemple un capteur de vitesse de rotation du moteur. Le système d'estimation 1 comporte également des seconds moyens d'évaluation fournissant des données relatives au débit d'air et des troisièmes moyens d'évaluation fournissant des données relatives au débit de carburant injecté. Les seconds moyens d'évaluation comprennent par exemple un débitmètre agencé de manière à mesurer le débit d'air admis dans les cylindres. De manière préférée, le débitmètre est disposé dans la ligne d'admission.
Les troisièmes moyens d'évaluation comprennent des moyens de détermination de la richesse du mélange alimentant le moteur 7.
De plus, les troisièmes moyens d'évaluation comportent des moyens de calcul. Ces moyens de calcul déterminent le débit de carburant injecté dans le moteur 7 en effectuant l'opération suivante:
14.7 dans laquelle :
Q1n, : est le débit d'injection de carburant réel exprimé en mg/cp, Qaιr: est le débit d'air frais admis dans les cylindres mg/cp, R: est la richesse du mélange.
Les moyens de détermination de la richesse du mélange comprennent au moins une sonde 3 à oxygène afin de mesurer la richesse du mélange. Cette sonde 3 est disposée en aval du FAP 4 et en amont du catalyseur d'oxydation 5. Le débit d'air est quant à lui mesuré à l'aide d'un débitmètre disposé dans la ligne d'admission.
Ainsi, les troisièmes moyens d'évaluation fournissent une évaluation du débit de carburant injecté qui est fonction de la richesse du carburant injecté, cette richesse étant mesurée au moyen d'une sonde 3 à oxygène.
Les modèles connus d'émission de suies se basent sur la consigne d'injection de la quantité de carburant afin de déterminer le débit d'injection de carburant. Or, la demanderesse a constaté que ces modèles présentent une erreur non négligeable et qui varie au cours du temps. En effet, une différence sensible a été décelée entre la consigne d'injection et la quantité réellement injectée. Il est apparu que cette différence provient de la dispersion et de la dérive des injecteurs. Les injecteurs sont en effet soumis aux fortes conditions de température et de pression qui régnent au sein de la chambre de combustion, ce qui altère leurs propriétés physiques et induit une modification des doses injectées. Il en résulte une erreur d'estimation du modèle d'émission qui tend à s'accroître au cours de la durée de vie du véhicule. Le système d'estimation 1 selon l'invention ne se base sur des mesures issues des injecteurs, et permet ainsi de s'affranchir de la dérive et de la dispersion de ces derniers.
De plus, comme l'a identifié la demanderesse, la richesse représente, avant la charge moteur, le paramètre d'ordre un dans l'estimation des émissions de particules. Or, en étudiant les systèmes existants d'estimation, la demanderesse s'est aperçue de leur étroite dépendance aux dérives des paramètres moteur tels que le régime et la charge du moteur. De plus, ces dérives ont tendance à s'accroître au fur et à mesure de l'usure du moteur. Par conséquent, dans les systèmes d'estimation connus, les dérives des paramètres moteurs engendrent des erreurs d'estimation qui augmentent continuellement.
Le système d'estimation 1 selon l'invention se base sur la richesse est n'est donc pas étroitement influencé par la dérive des paramètres moteur. L'invention permet par conséquent une estimation particulièrement précise et fiable de la quantité de particules piégées par le FAP 4.
Une sonde 3 à oxygène présente une résistance au vieillissement sensiblement supérieure à celle d'un injecteur de carburant. De plus, le vieillissement d'une sonde 3 à oxygène peut être maîtrisé en intégrant au système d'estimation des stratégies de recalage.
De plus, étant disposée dans la ligne d'échappement 11, Ia sonde 3 est soumise à des conditions de température et de pression moins fortes que les injecteurs situés dans les chambres de combustion. Ainsi la sonde 3 subit substantiellement moins de dégradations que les injecteurs. Elle est, par conséquent, plus à même de conserver ses propriétés au cours du temps. L'utilisation d'une sonde 3 à oxygène dans l'évaluation de la quantité de carburant injecté contribue donc à renforcer la précision et la stabilité du système selon l'invention.
L'unité de contrôle 2 participe à la commande de certains organes du véhicule et du moteur 7. Ainsi, sur la base de l'estimation fournie par le modèle d'émission et sur la base d'autres paramètres 9 (commande provenant du conducteur notamment), l'unité de contrôle 2 détermine la quantité de carburant que les injecteurs 10 introduisent dans les cylindres du moteur 7.
Par ailleurs, le système d'estimation 1 permet de prendre en compte à la fois le stockage de résidus dans le filtre et l'oxydation de suies produites par l'oxyde d'azote. Celle-ci est fonction de la concentration en dioxyde d'azote et en oxygène, de la température interne du filtre, et de la masse de suie présente dans le filtre.
De manière connue, le moteur 7 peut être équipé d'un circuit 8 de recirculation des gaz d'échappement (EGR) comme le représente la figure 1. Ce type de circuit 8 comporte habituellement une vanne commandant l'entrée de gaz d'échappement au niveau de l'admission du moteur 7. Dans un mode de réalisation de l'invention, il est prévu que le système d'estimation 1 prenne en compte l'ouverture de la vanne EGR afin de corriger le modèle d'émission de particules.
On peut prévoir plusieurs variantes au système d'estimation 1 décrit précédemment.
Ainsi, on peut modifier la localisation de la sonde 3 le long de l'échappement en aval du moteur 7. Plus la sonde 3 est proche du moteur 7, plus elle est soumise à des contraintes thermiques élevées. Plus la sonde 3 est éloignée du moteur 7, plus la réactivité du système d'estimation 1 diminue. Il est à noter que le modèle d'émission intégré à l'unité de contrôle 2 peut être agencé de manière à prendre en compte la distance de la sonde 3 au moteur 7.
Dans une ligne d'échappement 11 comportant un piège à oxyde d'azote 6 et un catalyseur d'oxydation 5, disposer la sonde 3 entre ces deux derniers constitue un bon compromis entre les contraintes thermiques auxquelles la sonde 3 est soumise et la distance entre le moteur 7 et la sonde 3.
Par ailleurs, on peut prévoir d'associer le système d'estimation 1 à une ligne d'échappement 11 non pourvue de piège à oxyde d'azote 6 et/ou de catalyseur d'oxydation 5.
Dans chacun des modes de réalisation, la sonde 3 à oxygène permet de mesurer la richesse du mélange afin d'évaluer le débit de carburant réellement injecté. Cette évaluation est indépendante de la dispersion et de la dérive des injecteurs. Par conséquent, le système selon l'invention offre une estimation améliorée de la quantité de particules piégées dans un FAP 4, ainsi qu'un meilleur contrôle et une optimisation des phases de régénération des différents éléments de post-traitement.
De plus, il n'implique pas de modifications et de coûts additionnels substantiels par rapport aux systèmes existants.
Enfin, il permet de conserver un encombrement réduit. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus, mais s'étend à tout mode de réalisation conforme à son esprit.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système d'estimation (1) de la quantité de particules piégées par un filtre à particules (FAP) (4) équipant une ligne d'échappement (11) d'un moteur diesel (7) de véhicule, le système comprenant :
• des premiers, seconds et troisièmes moyens d'évaluation agencés de manière à fournir respectivement des données relatives :
- au régime du moteur,
- au débit d'air fourni au moteur, - au débit de carburant injecté dans le moteur,
• une unité de contrôle (2) agencée de manière à fournir une estimation de la quantité de particules piégées par le filtre à particules en fonction desdites données, caractérisé en ce que les troisièmes moyens d'évaluation comportent des moyens de détermination de la richesse du mélange alimentant le moteur.
2. Système d'estimation (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les troisièmes moyens d'évaluation comportent des moyens de calcul du débit de carburant injecté dans le moteur (7) agencés de manière à effectuer l'opération suivante:
14.7 dans laquelle :
Q1n, : est le débit d'injection de carburant réel exprimé en mg/cp, Qaιr: est le débit d'air frais admis dans les cylindres mg/cp, R: est la richesse du mélange.
3. Système d'estimation (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de détermination de la richesse du mélange comprennent au moins une sonde (3) à oxygène.
4. Système d'estimation (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la sonde (3) est placée dans la ligne d'échappement (11) en aval du moteur (7).
5. Système d'estimation (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un débitmètre disposé dans la ligne d'admission afin de mesurer le débit d'air admis dans les cylindres du moteur (7).
6. Système d'estimation (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend de moyens de correction de l'estimation, destinés à prendre en compte l'ouverture d'une vanne équipant un circuit (8) de recirculation des gaz d'échappement associé au moteur (7).
7. Système de traitement (20) des gaz d'échappement issus d'un moteur diesel (7) comprenant un système d'estimation 1 selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.
8. Système de traitement (20) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte une ligne d'échappement (11) comprenant un piège à oxyde d'azote (6) et un catalyseur d'oxydation (5) situé en aval du piège à oxyde d'azote, la sonde (3) étant placée en aval du piège à oxyde d'azote et en amont du catalyseur d'oxydation.
9. Véhicule équipé d'un système d'estimation (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.
10. Procédé d'estimation de la quantité de particules piégées par un filtre à particules (4) équipant une ligne d'échappement (11) d'un moteur diesel (7) pour véhicule, dans lequel: • on évalue des données relatives : - au régim e du moteur,
- au débit d'air fourni au moteur,
- au débit de carburant injecté dans le moteur,
• on fournit une estim ation de la quantité de particules piégées dans le filtre à particules à partir desdites données, caractérisé en ce qu'on déterm ine la richesse du m élange alimentant le moteur afin d'évaluer les données relatives au débit de carburant injecté dans le moteur.
PCT/FR2007/052012 2006-10-05 2007-09-26 Systeme et procede d'estimation de la quantite de particules piegees par un filtre a particules WO2008040898A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0608735A FR2906839B1 (fr) 2006-10-05 2006-10-05 Systeme et procede d'estimation de la quantite de particules piegees par un filtre a particules
FR0608735 2006-10-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2008040898A1 true WO2008040898A1 (fr) 2008-04-10

Family

ID=37986795

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2007/052012 WO2008040898A1 (fr) 2006-10-05 2007-09-26 Systeme et procede d'estimation de la quantite de particules piegees par un filtre a particules

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR2906839B1 (fr)
WO (1) WO2008040898A1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2956157A1 (fr) * 2010-02-10 2011-08-12 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de traitement des gaz d'echappement d'un vehicule

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2930290A3 (fr) * 2008-04-17 2009-10-23 Renault Sas Procede de gestion de cycle de regeneration d'un systeme de moteur a combustion.

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2799504A1 (fr) * 1999-10-08 2001-04-13 Renault Procede et diagnostic d'un systeme d'echappement de moteur a combustion
FR2804173A1 (fr) * 2000-01-20 2001-07-27 Peugeot Citroen Automobiles Sa Sysyteme d'aide a la regeneration d'un filtre a particules integre dans une ligne d'echappement d'un moteur diesel de vehicule automobile
EP1515030A2 (fr) * 2003-09-10 2005-03-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Procédé et dispositif de contrôle de décontamination d'un catalyseur contaminé au soufre
FR2862342A1 (fr) * 2003-11-19 2005-05-20 Renault Sas Procede et systeme d'estimation de quantites de particules emises dans les gaz d'echappement d'un moteur diesel d'un vehicule automobile
US20050252199A1 (en) * 2002-07-25 2005-11-17 Tino Arlt Method for cleaning a particulate filter

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2799504A1 (fr) * 1999-10-08 2001-04-13 Renault Procede et diagnostic d'un systeme d'echappement de moteur a combustion
FR2804173A1 (fr) * 2000-01-20 2001-07-27 Peugeot Citroen Automobiles Sa Sysyteme d'aide a la regeneration d'un filtre a particules integre dans une ligne d'echappement d'un moteur diesel de vehicule automobile
US20050252199A1 (en) * 2002-07-25 2005-11-17 Tino Arlt Method for cleaning a particulate filter
EP1515030A2 (fr) * 2003-09-10 2005-03-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Procédé et dispositif de contrôle de décontamination d'un catalyseur contaminé au soufre
FR2862342A1 (fr) * 2003-11-19 2005-05-20 Renault Sas Procede et systeme d'estimation de quantites de particules emises dans les gaz d'echappement d'un moteur diesel d'un vehicule automobile

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2956157A1 (fr) * 2010-02-10 2011-08-12 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de traitement des gaz d'echappement d'un vehicule
WO2011098696A1 (fr) * 2010-02-10 2011-08-18 Peugeot Citroën Automobiles SA Procede de traitement des gaz d'echappement d'un vehicule

Also Published As

Publication number Publication date
FR2906839A1 (fr) 2008-04-11
FR2906839B1 (fr) 2008-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1934447B1 (fr) Procede d'estimation de la temperature d'echappement d'un moteur et procede de diagnostic d'un capteur de pression cylindre utilisant une estimation de la temperature d'echappement
FR2874236A1 (fr) Procede et dispositif de gestion d'un moteur a combustion interne
FR2928691A1 (fr) Procede et dispositif pour surveiller un systeme d'alimentation en air d'un moteur a combustion interne
EP2092168B1 (fr) Procede de determination de la quantite de carburant a injecter dans une ligne d'echappement en vue de regenerer un filtre a particules
EP2134940B1 (fr) Procede et dispositif de controle de l'etat de fonctionnement d'un convertisseur catalytique d'une ligne d'echappement d'un moteur a combustion interne
FR2872212A1 (fr) Systeme d'evaluation de l'etat de charge de moyens de depollution d'une ligne d'echappement
EP3387230B1 (fr) Procede de diagnostic d'un catalyseur de reduction selective des oxydes d'azote d'un moteur et dispositif associe
FR2807473A1 (fr) Dispositif et procede pour coordonner des mesures a prendre concernant les gaz d'echappement
WO2008040898A1 (fr) Systeme et procede d'estimation de la quantite de particules piegees par un filtre a particules
EP3077637B1 (fr) Procédé d'optimisation de la détection d'un catalyseur défaillant
WO2010026340A1 (fr) Procede de determination du chargement en suies d'un filtre a particules
FR2928967A1 (fr) Regeneration sans surchauffe d'un dispositif de post-traitement de vehicule automobile
FR2923544A1 (fr) Moteur a combustion interne du type diesel suralimente et procede de commande du debit d'air et du taux de gaz d'echappement recycle dans un tel moteur
FR2930290A3 (fr) Procede de gestion de cycle de regeneration d'un systeme de moteur a combustion.
EP2262997A1 (fr) Systeme et procede de diagnostic de l'etat de fonctionnement d'un dispositif d'admission en gaz d'echappement pour moteur a combustion interne de vehicule automobile
EP2507491B1 (fr) Système et procédé d'estimation de la masse de particules stockées dans un filtre a particules de véhicule automobile
EP3995685B1 (fr) Procédé de diagnostic d'un débitmètre d'air pour moteur à combustion interne
EP2299094A1 (fr) Procédé de commande d'un moteur diesel suralimenté à recirculation de gaz d'échappement à basse pression
FR2927372A1 (fr) Procede de commande d'alimentation en carburant d'une ligne d'echappement d'un moteur a combustion et dispositif mettant en oeuvre le procede
FR2927659A1 (fr) Estimation du chargement d'un filtre a particules
FR3126735A1 (fr) Procédé et système de détection d’une fuite de vapeurs de carburant dans un moteur à combustion interne
EP4166776A1 (fr) Procédé de diagnostic de la plausibilité de dérive d'un capteur débitmètre d'air dans un moteur thermique
FR3000132A1 (fr) Procede de diagnostic d'un piege a oxydes d'azote et moteur associe
FR2933737A1 (fr) Procede de detection de soufre dans un carburant et moteur a combustion interne utilisant ce procede
FR2937373A1 (fr) Procede d'estimation du vieillissement d'un lubrifiant.

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07823857

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 07823857

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1