WO2020043965A1 - Procede de correction d'une estimation de charge en suies d'un filtre a particules lors d'une baisse de sa contre-pression - Google Patents

Procede de correction d'une estimation de charge en suies d'un filtre a particules lors d'une baisse de sa contre-pression Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a method for correcting a soot charge estimate of a particulate filter during a variation of its falling back pressure, this drop can in particular take place in cold and cold conditions. humidity.
  • the invention is intended for the control command of a pollution control system of a heat engine as well for a spark ignition engine as for a compression ignition engine.
  • soot charge estimation is carried out by a back pressure model based on a back pressure in force exerted by the particulate filter in an exhaust line of an internal combustion engine.
  • Document FR-A-2 965 013 describes a method for estimating a current load of a filter, which consists in particular in identifying an engine operating mode corresponding to an operating phase of the particle filter. The method makes it possible to alternate between a nominal operating phase, a so-called regeneration phase or even a cold start phase.
  • Each operating phase has its own operating characteristics with precise values.
  • the identification of the engine operating mode makes it possible to execute a process for evaluating the mass of soot appropriate to the operating conditions characteristic of the engine operating mode.
  • the problem underlying the invention is, for an estimation of the soot charge of a particulate filter located in an exhaust line of a heat engine being done by cons pressure, correct this estimate when the relationship between the effective back pressure and the effective load of the particulate filter is distorted by external conditions.
  • a method for correcting a soot charge estimate of a particulate filter the soot charge estimate being carried out by a back pressure model. based on a back pressure in force exerted by the particulate filter in an exhaust line of an internal combustion engine, characterized in that it comprises:
  • the method of the present invention performs, on the one hand, a detection of the modification of the back pressure of the particulate filter when the latter is altered mainly but not only because of the prolonged exposure of the vehicle and therefore of the particulate filter in cold and humid conditions, and on the other hand, to correct the estimation of the soot charge of the particulate filter so as to compensate for this change in back pressure.
  • the technical effect is to avoid false estimates of the soot charge of the particulate filter.
  • the proposed invention makes it possible to detect the change in back pressure of the particulate filter under specific conditions such as cold maceration, humidity, etc., and to compensate for its effect on the estimation of the load in soot from the particulate filter, so as to avoid underestimating the soot load and therefore the risk of fire of the particulate filter.
  • the advantages are better securing of the particulate filter system and of the passengers of the motor vehicle vis-à-vis the fire risk of the particulate filter, an improvement vis-à-vis the process development work of control and command of the particulate filter making it possible to reduce the analysis times of the risk of underestimation of the soot charge linked to this phenomenon, studies and recalibration works to try to circumvent it, etc.
  • the driver will benefit from better management of the loading of the particulate filter, especially in cases where the phenomenon occurs.
  • the method is implemented when the motor vehicle engine is restarted when a downward variation in the back pressure is detected.
  • the detection of the downward variation of the back pressure is done when a difference between the last estimate of the soot load stored before a previous engine stop and a first estimate of the soot load after the new engine start is greater than a predetermined threshold of drop in particulate load and when at least one external condition representative of external cold and humidity is present or at least one condition of the engine condition makes the particulate filter susceptible to '' be affected by cold and external humidity by reducing its back pressure.
  • said at least one external condition representative of external cold and humidity is selected from the following conditions taken individually or in combination:
  • said at least one engine condition is selected from the following conditions taken individually or in combination:
  • the predetermined threshold for reducing the particle charge is greater than 5 grams
  • the exterior temperature threshold is less than 10 ° C
  • the exterior humidity threshold is greater than 50%
  • the shutdown threshold of the engine is greater than 3 hours
  • the predetermined coolant temperature threshold is less than 20 ° C, all the thresholds being calibrated with a mage of +/- 20% around each threshold.
  • the estimation of the soot charge carried out by the model on the other hand -pressure is automatically replaced by an estimate by an open-loop loading replacement model starting from a last soot charge estimate by model by back pressure and carrying out a soot charge estimate according to current values of engine speed and torque representative of the exhaust gas emissions from the engine at given times and therefore of an effective quantity of soot emitted, the values in force being entered into a map to estimate the quantity of soot emitted at each given instant, the quantities of soot emitted consecutively being summed then added to the last estimate by counter-pres for the estimation of the soot charge in the particulate filter by the replacement model, with, during the implementation of the correction process, maintenance of the regenerations of the particulate filter when the soot load of the particulate filter exceeds a maximum load and overload and clogging detections of the particulate filter.
  • the quantities of soot emitted consecutively are each corrected by correction factors as a function of a pressure and of an effective intake temperature of the heat engine.
  • the estimate of soot charge in the particle filter by the replacement model is compared with the estimate of the model by back pressure and, when a difference between the two estimates of the replacement model and of the model by back pressure is less than a calibrable convergence value, it is returned to the implementation of an estimation by the back pressure model.
  • it also returned to the implementation of an estimate by the back pressure model when either:
  • FIG. 1 is a schematic representation of two respective curves of soot mass in a particulate filter and engine coolant temperature associated with an exhaust line incorporating the particulate filter, correction by the method according to the present invention being shown when starting the engine after a prolonged stop during which external conditions have distorted the relationship between back pressure and charge of the particulate filter.
  • the present invention relates to a method for correcting a soot charge estimate M in soot from a particle filter, the charge estimate M in soot being carried out by a model on the other hand -pressure based on a back pressure in force exerted by the particle filter in an exhaust line of an internal combustion engine.
  • the internal combustion engine can be a compression ignition engine, in particular a diesel engine or running on diesel or a positive ignition internal combustion engine, in particular a petrol or mixture fuel engine containing petrol, these two types of motorization which can be fitted with a particle filter which is specific to them but whose maintenance, control and command do not differ markedly.
  • the correction method according to the invention comprises a step of detecting a downward variation in the back pressure leading to an underestimation of the soot load M then in force in the filter with particles, this downward variation in the back pressure is not representative of an effective variation in the soot charge M in the particle filter.
  • This downward variation is of course not a downward variation occurring during regeneration of the particulate filter when the soot is consumed in the particulate filter but is due to external conditions having not related to a decrease in the soot charge M of the particulate filter.
  • This step is followed by a step for correcting the soot charge estimate M taking account of the variation in back pressure. It is possible that a correction coefficient is added to the back pressure value, which makes it possible to compensate for the advantageously lower variation in the back pressure and to give a correct estimate of the load M in soot. As will be described in more detail below, it is preferred to suspend the estimate based on back pressure and to replace it with a replacement model not based on back pressure.
  • the method according to the present invention can be implemented when the motor vehicle engine is restarted when a downward variation in the back pressure is detected. Indeed, outside cold and high humidity can distort the backpressure values. This is even more relevant on a motor vehicle which has been stopped for a long time having had time to cool down. This is not, however, limiting.
  • the detection of the downward variation in the back pressure can be done when a difference between the last estimate of the soot load M stored before a previous engine shutdown and a first estimate of the soot load M after the new start of the engine is greater than a predetermined threshold for reducing the load of M particles.
  • the drop in back pressure may be due to a phenomenon of change in density of the particles stored in the particle filter leading to a change in back pressure for a loading of soot which has not changed.
  • the charge M of a particulate filter it is clear that the backpressure value during starting is distorted and that the relationship between back pressure and load M in soot is no longer valid.
  • said at least one external condition representative of external cold and humidity is selected from the following conditions taken individually or in combination:
  • a very cold temperature with a medium humidity or a relatively cold temperature with a high humidity can indeed lead to a drop in back pressure.
  • Said at least one condition condition of the engine can be selected between the following conditions taken individually or in combination:
  • the predetermined threshold for reducing the charge M in particles may be greater than 5 grams. This predetermined pressure drop threshold M is variable and however depends on the size of the particle filter.
  • a particulate filter for a positive-ignition engine often referred to by the acronym GPF, may be smaller than a particulate filter for a compression-ignition engine, often referred to by the acronym DPF.
  • the outdoor temperature threshold can be lower than 10 ° C and the outdoor hygrometry threshold can be higher than 50%. The lower the outside temperature and the higher the humidity, the more the backpressure is likely to experience a drop not related to a decrease in the soot load M in the particle filter.
  • the engine shutdown threshold may be greater than 3 hours, the engine then being at the outside temperature even if it was warm just before stopping.
  • the predetermined coolant temperature threshold Tf can be less than 20 ° C.
  • All the previously mentioned thresholds can be calibrated by being able to vary with a margin of +/- 20% around each specific threshold value previously mentioned.
  • the soot load estimate M made of the model by back pressure can be automatically replaced by an estimate by a load replacement model.
  • This loading replacement model can be an open loop model starting from a last estimate of soot load M of the model by back pressure and carrying out an estimation of load M of soot according to current values of engine speed and torque representative of the exhaust gas emissions from the engine at given times and therefore of an effective amount of soot emitted.
  • the current engine speed and torque values can be entered into a map to estimate the amount of soot emitted at any given time among the emissions.
  • the quantities of soot emitted consecutively can then be summed and then added to the last estimate by back pressure for the estimation of the total load M of soot in the particle filter by the replacement model, this starting from then the suspension of the back pressure model.
  • regenerations of the particle filter when the soot load M of the particle filter exceeds a maximum load Ss and overload and clogging detections of the particulate filter can be guaranteed and kept in relation to an estimate by back pressure.
  • the quantities of soot emitted consecutively can each be corrected by correction factors as a function of a pressure and an effective intake temperature of the heat engine. Indeed, the magnitude of the emissions can depend on the pressure and the intake temperature of the engine and vary for the same engine speed and torque pairs according to these two parameters pressure and temperature.
  • Figure 1 shows respective curves of mass M of soot in grams and temperature Tf of coolant as a function of time t expressed in minutes.
  • Curve 1 with circular points is the curve obtained during an estimation by back pressure and the dotted line 2 inclined upwards illustrates the curve obtained by the estimation according to the correction method according to the present invention.
  • Curve 3 without any distinctive sign is the temperature curve Tf of the coolant.
  • the part surrounded by two vertical lines is the zone Z for disturbance of the back pressure corresponding to a cold start with a downward variation in the back pressure.
  • the last circular point just to the left of the disturbance zone Z is the last exact estimate by closed-loop back pressure, that is to say just before the motor vehicle stops.
  • the following circular points are abnormally low for no reason at the level of the soot charge M which has remained constant in the particle filter but which appears weaker for an estimation by model by back pressure.
  • the method according to the invention corrects the load M in soot by greatly increasing it, which is shown by dotted line 2 inclined upward, the vertical arrows connecting the points of the curve 1 by back pressure at dashed line 2 inclined upwards representative of the replacement model proposed by the present invention.
  • the horizontal line Sc above the majority of the circular points of the estimation curve 1 by back pressure represents the soot mass threshold corresponding to clogging of the particle filter.
  • the horizontal line Ss at mid-height of the curves represents an overloaded particle filter threshold.
  • the estimation of the model by back pressure can therefore be suspended but is not stopped and can continue without being taken into account by being replaced by an estimation by replacement model.
  • the value of the back pressure is then returned as being associated with the soot charge M of the particle filter by the relation serving as a basis for the estimation of the charge M of the particle filter, the estimation on the other hand -pressure being the default estimate.
  • the calibrable convergence value can be from 5 to 10%.
  • the present invention also relates to a command and control unit of a particulate filter comprising means for measuring a back pressure of the particulate filter in the exhaust line of a heat engine.
  • the command and control unit comprises means for detecting a variation in back pressure independent of a drop in the soot charge M of the particle filter and means for implementing the method according to the present invention, in particular by a model for estimating the soot load M of the open-loop particulate filter as a function of the engine speed and torque when such a detection of drop in back pressure is detected.
  • the invention is in no way limited to the embodiments described and illustrated which have been given only by way of examples.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de correction d'une estimation de charge (M) en suies d'un filtre à particules, l'estimation de charge (M) en suies étant effectuée par un modèle par contre-pression basé sur une contre-pression en vigueur exercée par le filtre à particules dans une ligne d'échappement d'un moteur thermique l'intégrant, comprenant une étape de détection d'une variation à la baisse de la contre-pression conduisant à une sous-estimation de la charge (M) en suies alors en vigueur dans le filtre à particules, la variation à la baisse de la contre-pression étant non représentative d'une variation effective de la charge (M) en suies dans le filtre à particules et une étape de correction de l'estimation de charge (M) en

Description

PROCEDE DE CORRECTION D’UNE ESTIMATION DE CHARGE EN SUIES D’UN FILTRE A PARTICULES LORS D’UNE BAISSE DE SA
CONTRE-PRESSION
[0001 ] La présente invention concerne un procédé de correction d’une estimation de charge en suies d’un filtre à particules lors d’une variation de sa contre-pression en baisse, cette baisse pouvant notamment prendre place en conditions de froid et d’humidité extérieures.
[0002] L’invention s’adresse au contrôle commande d’un système de dépollution d’un moteur thermique aussi bien pour un moteur à allumage commandé que pour un moteur à allumage par compression.
[0003] Il est fréquent d’estimer la charge en suies dans un filtre à particules via une mesure de la contre-pression du filtre à particules, l’estimation de charge en suies étant effectuée par un modèle par contre-pression basé sur une contre-pression en vigueur exercée par le filtre à particules dans une ligne d’échappement d’un moteur thermique l’intégrant.
[0004] Ces procédés d’estimation par contre-pression présupposent le maintien d’une même relation entre la mesure de contre-pression à un instant donné et la charge de suies dans le filtre à particules à cet instant donné. Cependant, dans certaines conditions ou situations de vie, la conservation de cette relation peut se voir compromise.
[0005] C’est le cas dans des conditions extérieures froides et humides et lors de l’exposition prolongée du véhicule à ces conditions qui modifient considérablement la densité des particules de suie stockées dans le filtre à particules et donc la contre-pression du filtre.
[0006] Cette modification de contre-pression a comme conséquence une sous-estimation importante et qui va relativement longtemps perdurer de l’estimation de la charge en suies du filtre à particules. Cela représente un risque, pas seulement pour la bonne gestion des demandes de régénération du filtre par le contrôle commande et le bon fonctionnement du moteur, mais aussi pour la sécurité du conducteur et l’intégrité de son véhicule automobile.
[0007] En effet, une forte sous-estimation de la charge en suies peut amener à une surcharge trop importante de celui-ci et à un risque de provoquer une combustion spontanée trop violente pouvant incendier le filtre à particules et par conséquence le véhicule. [0008] Le document FR-A-2 965 013 décrit un procédé d'estimation d'une charge courante d'un filtre consistant notamment à identifier un mode de fonctionnement moteur correspondant à une phase de fonctionnement du filtre à particules. Le procédé permet d’alterner entre une phase nominale de fonctionnement, une phase dite de régénération ou encore une phase de démarrage à froid.
[0009] Chaque phase de fonctionnement possède ses propres caractéristiques de fonctionnement avec des valeurs précises. L'identification du mode de fonctionnement moteur permet d'exécuter un procédé d'évaluation de la masse de suies appropriée aux conditions de fonctionnement caractéristiques du mode de fonctionnement moteur.
[0010] Ce document ne décrit ni ne suggère cependant pas un procédé de correction et de compensation sur l’estimation de la charge en suie du filtre à particules quand la valeur de la contre-pression est faussée, ce qui donne une estimation de la charge du filtre à particules erronée.
[001 1 ] Par conséquent, le problème à la base de l’invention est, pour une estimation de la charge en suies d’un filtre à particules se trouvant dans une ligne d’échappement d’un moteur thermique se faisant par contre-pression, de corriger cette estimation quand la relation entre contre-pression en vigueur et charge effective du filtre à particules est faussée par des conditions extérieures.
[0012] Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l’invention un procédé de correction d’une estimation de charge en suies d’un filtre à particules, l’estimation de charge en suies étant effectuée par un modèle par contre-pression basé sur une contre-pression en vigueur exercée par le filtre à particules dans une ligne d’échappement d’un moteur thermique l’intégrant, caractérisé en ce qu’il comprend :
- une étape de détection d’une variation à la baisse de la contre-pression conduisant à une sous-estimation de la charge en suies alors en vigueur dans le filtre à particules, la variation à la baisse de la contre-pression étant non représentative d’une variation effective de la charge en suies dans le filtre à particules, et
- une étape de correction de l’estimation de charge en suies en tenant compte de la variation de contre-pression.
[0013] Le procédé de la présente invention effectue, d’une part, une détection de la modification de la contre-pression du filtre à particules lorsque celle-ci se voit altérée principalement mais non uniquement à cause de l’exposition prolongée du véhicule et donc du filtre à particules à des conditions froides et d’humidité, et d’autre part, à corriger l’estimation de la charge en suies du filtre à particules de façon à compenser cette modification de contre-pression. L’effet technique est d’éviter de fausses estimations de la charge en suies du filtre à particules.
[0014] L’invention proposée permet de détecter le changement de contre-pression du filtre à particules dans des conditions spécifiques comme une macération à froid, l’humidité, etc., et de compenser son effet sur l’estimation de la charge en suies du filtre à particules, de façon à éviter la sous-estimation de la charge en suies et donc le risque d’incendie du filtre à particules.
[0015] Les avantages sont une meilleure sécurisation du système filtre à particules et des passagers du véhicule automobile vis-à-vis du risque d’incendie du filtre à particules, une amélioration vis-à-vis des travaux de mise au point des procédés de contrôle commande du filtre à particules permettant de réduire les temps d’analyse du risque de sous-estimation de la charge en suies lié à ce phénomène, les études et travaux de recalibration pour essayer de le contourner, etc. Le conducteur profitera d’une meilleure gestion du chargement du filtre à particules, notamment dans les cas où le phénomène se produit.
[0016] Avantageusement, le procédé est mis en oeuvre lors d’un nouveau démarrage du moteur du véhicule automobile quand une variation à la baisse de la contre-pression est détectée.
[0017] Avantageusement, la détection de la variation à la baisse de la contre-pression se fait quand une différence entre la dernière estimation de la charge en suies mémorisée avant un précédent arrêt du moteur et une première estimation de la charge en suies après le nouveau démarrage du moteur est supérieure à un seuil prédéterminé de baisse de charge en particules et quand au moins une condition extérieure représentative de froid et d’humidité extérieures est présente ou au moins une condition d’état du moteur rend susceptible le filtre à particules d’être affecté par le froid et l’humidité extérieure en diminuant sa contre-pression.
[0018] Avantageusement, lors du nouveau démarrage du moteur, ladite au moins une condition extérieure représentative de froid et d’humidité extérieures est sélectionnée entre les conditions suivantes prises unitairement ou en combinaison:
- une température extérieure inférieure à un seuil de température extérieure prédéterminé,
- une hygrométrie extérieure supérieure à un seuil d’hygrométrie extérieure prédéterminé. [0019] Avantageusement, ladite au moins une condition d’état du moteur est sélectionnée entre les conditions suivantes prises unitairement ou en combinaison:
- une durée d’arrêt du moteur avant le nouveau démarrage supérieure à un seuil d’arrêt du moteur prédéterminé,
- une température de liquide de refroidissement du moteur inférieure à un seuil de température de liquide de refroidissement prédéterminé.
[0020] Avantageusement, le seuil prédéterminé de baisse de charge en particules est supérieur à 5 grammes, le seuil de température extérieure est inférieur à 10°C, le seuil d’hygrométrie extérieure est supérieur à 50%, le seuil d’arrêt du moteur est supérieur à 3 heures et le seuil de température de liquide de refroidissement prédéterminé est inférieur à 20 °C, tous les seuils étant calibrables avec une mage de +/- 20% autour de chaque seuil.
[0021 ] Avantageusement, quand il est détecté une variation à la baisse de la contre- pression étant non représentative d’une variation effective de la charge en suies dans le filtre à particules, l’estimation de charge en suies effectuée du modèle par contre-pression est automatiquement remplacée par une estimation par un modèle de remplacement de chargement en boucle ouverte débutant à partir d’une dernière estimation de charge de suies par modèle par contre-pression et effectuant une estimation de charge de suies selon des valeurs en vigueur de régime et de couple du moteur représentatives des émissions de gaz d’échappement du moteur à des instants donnés et donc d’une quantité en vigueur de suie émise, les valeurs en vigueur étant introduites dans une cartographie pour estimer la quantité de suie émise à chaque instant donné, les quantités de suie émises consécutivement étant sommées puis ajoutées à la dernière estimation par contre-pression pour l’estimation de charge de suies dans le filtre à particules par le modèle de remplacement, avec, lors de la mise en oeuvre du procédé de correction, un maintien des régénérations du filtre à particules quand la charge en suies du filtre à particules dépasse une charge maximale et des détections de surcharge et de colmatage du filtre à particules.
[0022] Avantageusement, les quantités de suie émises consécutivement sont chacune corrigées par des facteurs de correction fonction d’une pression et d’une température d’admission en vigueur du moteur thermique.
[0023] Avantageusement, l’estimation de charge de suies dans le filtre à particules par le modèle de remplacement est comparée à l’estimation du modèle par contre-pression et, quand une différence entre les deux estimations du modèle de remplacement et du modèle par contre-pression est inférieure à une valeur de convergence calibrable, il est retourné à la mise en oeuvre d’une estimation par le modèle de contre-pression. [0024] Avantageusement, il est aussi retourné à la mise en œuvre d’une estimation par le modèle de contre-pression quand soit :
- il est détecté une combustion à l’intérieur du filtre à particules, la détection se faisant selon un modèle basé sur une concentration d’oxygène et une température à l’intérieur du filtre à particules,
- un temps maximal prédéterminé et calibrable de mise en œuvre du modèle de remplacement est atteint.
[0025] D’autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard du dessin annexé donné à titre d’exemple non limitatif et sur lequel :
- la figure 1 est une représentation schématique de deux courbes respectives de masse de suies dans un filtre à particules et de température de fluide de refroidissement du moteur associé à une ligne d’échappement intégrant le filtre à particules, la correction par le procédé selon la présente invention étant montrée lors d’un démarrage du moteur après un arrêt prolongé pendant lequel des conditions extérieures ont faussé la relation entre contre-pression et charge du filtre à particules.
[0026] Il est à garder à l’esprit que la figure est donnée à titre d'exemple et n’est pas limitative de l’invention.
[0027] En se référant à la figure 1 , la présente invention concerne un procédé de correction d’une estimation de charge M en suies d’un filtre à particules, l’estimation de charge M en suies étant effectuée par un modèle par contre-pression basé sur une contre-pression en vigueur exercée par le filtre à particules dans une ligne d’échappement d’un moteur thermique l’intégrant.
[0028] Le moteur thermique peut être un moteur à allumage par compression, notamment un moteur Diesel ou fonctionnant au gazole ou un moteur thermique à allumage commandé, notamment un moteur à carburant essence ou à mélange contenant de l’essence, ces deux types de motorisation pouvant être équipés d’un filtre à particules qui leur est spécifique mais dont l’entretien, le contrôle et la commande ne diffèrent pas notoirement.
[0029] Il est connu qu’une relation relie une valeur de contre-pression exercée par le filtre à particules dans la ligne d’échappement et la charge M en suies d’un filtre à particules, ce qui permet d’obtenir une estimation de la charge M en suies à partir d’une valeur de contre- pression. La contre-pression peut cependant avoir été modifiée sans que la charge M en suies du filtre à particules n’ait varié rendant ainsi la relation contre-pression et charge M en suies obsolète en conduisant à une estimation fausse de la charge M en suies, le plus fréquemment en la sous-estimant.
[0030] Pour éviter cela, le procédé de correction selon l’invention comprend une étape de détection d’une variation à la baisse de la contre-pression conduisant à une sous-estimation de la charge M en suies alors en vigueur dans le filtre à particules, cette variation à la baisse de la contre-pression étant non représentative d’une variation effective de la charge M en suies dans le filtre à particules.
[0031 ] Cette variation à la baisse n’est bien entendu pas une variation à la baisse se produisant lors d’une régénération du filtre à particules lorsque les suies sont consumées dans le filtre à particules mais est due à des conditions extérieures n’ayant pas de relation avec une diminution de la charge M en suies du filtre à particules.
[0032] Cette étape est suivie d’une étape de correction de l’estimation de charge M en suies en tenant compte de la variation de contre-pression. Il se peut qu’un coefficient de correction soit adjoint à la valeur de contre-pression, ce qui permet de compenser la variation avantageusement en baisse de la contre-pression et de redonner une estimation correcte de la charge M en suies. Comme il sera ultérieurement plus précisément décrit, il est préféré de suspendre l’estimation basée sur la contre-pression et de la remplacer par un modèle de remplacement non basée sur la contre-pression.
[0033] Le procédé selon la présente invention peut être mis en oeuvre lors d’un nouveau démarrage du moteur du véhicule automobile quand une variation à la baisse de la contre- pression est détectée. En effet, le froid extérieur et une hygrométrie élevée peuvent fausser les valeurs de contre-pression. Ceci est encore plus pertinent sur un véhicule automobile qui a été longtemps arrêté en ayant eu le temps de se refroidir. Ceci n’est cependant pas limitatif.
[0034] La détection de la variation à la baisse de la contre-pression peut se faire quand une différence entre la dernière estimation de la charge M en suies mémorisée avant un précédent arrêt du moteur et une première estimation de la charge M en suies après le nouveau démarrage du moteur est supérieure à un seuil prédéterminé de baisse de charge M en particules.
[0035] La baisse de contre-pression peut être due à un phénomène de changement de densité des particules stockées dans le filtre à particules conduisant à un changement de contre-pression pour un chargement en suies qui n’a pas évolué. [0036] Comme il est impossible que la charge M d’un filtre à particules ait notoirement baissé lors d’un arrêt du véhicule sans tenue d’une régénération, il est clair que la valeur de contre-pression lors du démarrage est faussée et que la relation entre contre-pression et charge M en suies n’est plus valable.
[0037] Ceci l’est d’autant plus quand au moins une condition extérieure représentative de froid et d’humidité extérieures est présente ou au moins une condition d’état du moteur rend susceptible le filtre à particules d’être affecté par le froid et l’humidité extérieure en diminuant sa contre-pression.
[0038] Il est en effet connu que le froid et l’humidité peuvent affecter la contre-pression exercée dans la ligne d’échappement par le filtre à particules et que, quand ces conditions extérieures sont présentes pendant un long arrêt du moteur thermique, la contre-pression a vraisemblablement chuté sans changement notoire de la charge M du filtre à particules.
[0039] Lors du nouveau démarrage du moteur, ladite au moins une condition extérieure représentative de froid et d’humidité extérieures est sélectionnée entre les conditions suivantes prises unitairement ou en combinaison:
- une température extérieure inférieure à un seuil de température extérieure prédéterminé,
- une hygrométrie extérieure supérieure à un seuil d’hygrométrie extérieure prédéterminé.
[0040] Une température très froide avec une hygrométrie moyenne ou une température relativement froide avec une hygrométrie forte peut en effet conduire à une baisse de la contre-pression.
[0041 ] Ladite au moins une condition d’état du moteur peut être sélectionnée entre les conditions suivantes prises unitairement ou en combinaison:
- une durée d’arrêt du moteur avant le nouveau démarrage supérieure à un seuil d’arrêt du moteur prédéterminé,
- une température Tf de liquide de refroidissement du moteur inférieure à un seuil de température Tf de liquide de refroidissement prédéterminé.
[0042] Plus la durée d’arrêt du moteur est longue et plus le moteur va se refroidir ainsi que le filtre à particules et donc plus la contre-pression peut baisser. La température du liquide de refroidissement donne une idée précise de la chute de température dans le moteur et la ligne d’échappement se propageant au filtre à particules. [0043] Sans que cela soit limitatif, le seuil prédéterminé de baisse de charge M en particules peut être supérieur à 5 grammes. Ce seuil prédéterminé de baisse de charge M est variable et dépend cependant de la taille du filtre à particules. Un filtre à particules pour un moteur à allumage commandé, souvent dénommé sous l’acronyme GPF, peut être plus petit qu’un filtre à particules pour un moteur à allumage par compression, souvent dénommé sous l’acronyme DPF.
[0044] Le seuil de température extérieure peut être inférieur à 10°C et le seuil d’hygrométrie extérieure peut être supérieur à 50%. Plus la température extérieure est basse et plus l’hygrométrie est élevée, plus la contre-pression est susceptible de connaître une baisse non relatée à une diminution de la charge M en suies dans le filtre à particules.
[0045] Le seuil d’arrêt du moteur peut être supérieur à 3 heures, le moteur étant alors à la température extérieure même s’il était chaud juste avant l’arrêt. Le seuil de température Tf de liquide de refroidissement prédéterminé peut être inférieur à 20 °C.
[0046] Tous les seuils précédemment mentionnés peuvent être calibrables en pouvant varier avec une marge de +/- 20% autour de chaque valeur spécifique de seuil précédemment mentionnée.
[0047] Dans une forme préférentielle de la présente comme montré à la figure 1 , quand il est détecté une variation à la baisse de la contre-pression étant non représentative d’une variation effective de la charge M en suies dans le filtre à particules, l’estimation de charge M en suies effectuée du modèle par contre-pression peut être automatiquement remplacée par une estimation par un modèle de remplacement de chargement.
[0048] Ce modèle de remplacement de chargement peut être un modèle en boucle ouverte débutant à partir d’une dernière estimation de charge M de suies du modèle par contre- pression et effectuant une estimation de charge M de suies selon des valeurs en vigueur de régime et de couple du moteur représentatives des émissions de gaz d’échappement du moteur à des instants donnés et donc d’une quantité en vigueur de suie émise.
[0049] Les valeurs en vigueur de régime et de couple du moteur peuvent être introduites dans une cartographie pour estimer la quantité de suie émise à chaque instant donné parmi les émissions. Les quantités de suie émises consécutivement peuvent être alors sommées puis ajoutées à la dernière estimation par contre-pression pour l’estimation de la charge M totale de suies dans le filtre à particules par le modèle de remplacement, ceci en commençant de puis la suspension du modèle par contre-pression. [0050] Lors de la mise en œuvre du procédé de correction selon la présente invention, comme pendant une estimation par modèle par contre-pression, des régénérations du filtre à particules quand la charge M en suies du filtre à particules dépasse une charge maximale Ss et des détections de surcharge et de colmatage du filtre à particules peuvent être garanties et conservées par rapport à une estimation par contre-pression.
[0051 ] Les quantités de suie émises consécutivement peuvent chacune être corrigées par des facteurs de correction fonction d’une pression et d’une température d’admission en vigueur du moteur thermique. En effet, l’importance des émissions peuvent dépendre de la pression et de la température d’admission du moteur thermique et varier pour des mêmes paires de régime et de couple du moteur selon ces deux paramètres pression et température.
[0052] la figure 1 montre des courbes respective de masse M de suie en grammes et de température Tf de fluide de refroidissement en fonction du temps t exprimé en minutes. La courbe 1 avec des points circulaires est la courbe obtenue lors d’une estimation par contre- pression et le trait en pointillés 2 incliné vers le haut illustre la courbe obtenue par l’estimation selon le procédé de correction conforme à la présente invention. La courbe 3 sans signe distinctif est la courbe de température Tf de fluide de refroidissement.
[0053] Lors d’un démarrage à froid du moteur thermique, il est détecté un phénomène de variation en baisse de contre-pression. La partie entourée par deux traits verticaux est la zone Z de perturbation de la contre-pression correspondant à un démarrage à froid avec variation en baisse de la contre-pression. Le dernier point circulaire juste à gauche de la zone Z de perturbation est la dernière estimation exacte par contre-pression en boucle fermée, c’est-à-dire juste avant l’arrêt du véhicule automobile. Les points circulaires suivants sont anormalement bas sans aucune raison au niveau de la charge M en suies qui est restée constante dans le filtre à particules mais qui ressort plus faible pour une estimation par modèle par contre-pression.
[0054] Le procédé selon l’invention corrige la charge M en suies en l’augmentant fortement, ce qui est montré par trait en pointillés 2 incliné vers le haut, les flèches verticales reliant les points de la courbe 1 par contre-pression au trait en pointillés 2 incliné vers le haut représentatif du modèle de remplacement proposé par la présente invention.
[0055] Ensuite, il peut être vu que la courbe 1 correspondant à une estimation par contre- pression en boucle fermée et le trait en pointillés 2 incliné vers le haut correspondant à une estimation par un modèle de remplacement en boucle ouverte convergent et se rapprochent l’un de l’autre.
[0056] Le trait horizontal Sc au-dessus de la majorité des points circulaires de la courbe 1 d’estimation par contre-pression représente le seuil de masse de suies correspondant à un colmatage du filtre à particules. Le trait horizontal Ss à mi-hauteur des courbes représente un seuil de filtre à particules surchargé.
[0057] Sans mise en oeuvre du procédé selon l’invention, l’estimation par modèle par contre-pression suivant la courbe 1 d’estimation par contre-pression ne signalerait pas un filtre surchargé alors que le filtre à particules l’est réellement comme montré par le trait en pointillés 2 incliné vers le haut. Cette situation de filtre surchargé n’est pas limitative pour la présente invention.
[0058] L’estimation du modèle par contre-pression peut donc être suspendue mais n’est pas arrêtée et peut continuer sans être prise en compte en étant remplacée par une estimation par modèle de remplacement.
[0059] Comme montré à la figure 1 , comme les deux estimations par contre-pression selon la courbe 1 en boucle fermée et par modèle de remplacement en boucle ouverte selon la courbe 2 convergent l’une vers l’autre. L’estimation de charge M de suies dans le filtre à particules par le modèle de remplacement peut être comparée à l’estimation du modèle par contre-pression.
[0060] Quand une différence entre les deux estimations du modèle de remplacement et du modèle par contre-pression est inférieure à une valeur de convergence calibrable, il peut être retourné à la mise en oeuvre d’une estimation par le modèle de contre-pression.
[0061 ] La valeur de la contre-pression est alors retournée comme étant associée à la charge M en suies du filtre à particules par la relation servant de base à l’estimation de la charge M du filtre à particules, l’estimation par contre-pression étant l’estimation par défaut. La valeur de convergence calibrable peut être de 5 à 10%.
[0062] Il est aussi retourné à la mise en oeuvre d’une estimation par le modèle de contre- pression quand il est détecté une combustion à l’intérieur du filtre à particules, la détection se faisant selon un modèle basé sur une concentration d’oxygène et une température à l’intérieur du filtre à particules. Ceci peut être le cas si une régénération est lancée auquel cas les suies vont être consumées et la contre-pression du filtre à particules dans la ligne d’échappement va aussi baisser. [0063] Il peut aussi être retourné à la mise en œuvre d’une estimation par le modèle de contre-pression quand un temps maximal prédéterminé et calibrable de mise en œuvre du modèle de remplacement est atteint. On estimera que ce temps maximal est suffisant pour que la valeur de contre-pression soit à nouveau représentative de la charge M en suies du filtre à particules.
[0064] La présente invention concerne aussi une unité de commande et de contrôle d’un filtre à particules comprenant des moyens de mesure d’une contre-pression du filtre à particules dans la ligne d’échappement d’un moteur thermique.
[0065] L’unité de commande et de contrôle comprend des moyens de détection d’une variation de contre-pression indépendant d’une baisse de la charge M en suies du filtre à particules et des moyens de mise en œuvre du procédé selon la présente invention, notamment par un modèle d’estimation de la charge M en suies du filtre à particules en boucle ouverte en fonction du régime et du couple du moteur quand une telle détection de baisse de la contre-pression est détectée. [0066] L’invention n’est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n’ont été donnés qu’à titre d’exemples.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de correction d’une estimation de charge (M) en suies d’un filtre à particules, l’estimation de charge (M) en suies étant effectuée par un modèle par contre-pression basé sur une contre-pression en vigueur exercée par le filtre à particules dans une ligne d’échappement d’un moteur thermique l’intégrant, caractérisé en ce qu’il comprend :
-une étape de détection d’une variation à la baisse de la contre-pression conduisant à une sous-estimation de la charge (M) en suies alors en vigueur dans le filtre à particules, la variation à la baisse de la contre-pression étant non représentative d’une variation effective de la charge (M) en suies dans le filtre à particules, et -une étape de correction de l’estimation de charge (M) en suies en tenant compte de la variation de contre-pression.
2. Procédé selon la revendication précédente, lequel est mis en oeuvre lors d’un nouveau démarrage du moteur du véhicule automobile quand une variation à la baisse de la contre-pression est détectée.
3. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la détection de la variation à la baisse de la contre-pression se fait quand une différence entre la dernière estimation de la charge (M) en suies mémorisée avant un précédent arrêt du moteur et une première estimation de la charge (M) en suies après le nouveau démarrage du moteur est supérieure à un seuil prédéterminé de baisse de charge (M) en particules et quand au moins une condition extérieure représentative de froid et d’humidité extérieures est présente ou au moins une condition d’état du moteur rend susceptible le filtre à particules d’être affecté par le froid et l’humidité extérieure en diminuant sa contre-pression.
4. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel, lors du nouveau démarrage du moteur, ladite au moins une condition extérieure représentative de froid et d’humidité extérieures est sélectionnée entre les conditions suivantes prises unitairement ou en combinaison:
- une température extérieure inférieure à un seuil de température extérieure prédéterminé,
- une hygrométrie extérieure supérieure à un seuil d’hygrométrie extérieure prédéterminé.
5. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel ladite au moins une condition d’état du moteur est sélectionnée entre les conditions suivantes prises unitairement ou en combinaison:
- une durée d’arrêt du moteur avant le nouveau démarrage supérieure à un seuil d’arrêt du moteur prédéterminé,
- une température (Tf) de liquide de refroidissement du moteur inférieure à un seuil de température de liquide de refroidissement prédéterminé.
6. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le seuil prédéterminé de baisse de charge (M) en particules est supérieur à 5 grammes, le seuil de température extérieure est inférieur à 10°C, le seuil d’hygromârie extérieure est supérieur à 50%, le seuil d’arrêt du moteur est supérieur à 3 heures et le seuil de température (Tf) de liquide de refroidissement prédéterminé est inférieur à 20 °C, tous les seuils étant calibrables avec une marge de +/- 20% autour de chaque seuil.
7. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, quand il est détecté une variation à la baisse de la contre-pression étant non représentative d’une variation effective de la charge (M) en suies dans le filtre à particules, l’estimation de charge (M) en suies effectuée du modèle par contre-pression est automatiquement remplacée par une estimation par un modèle de remplacement de chargement en boucle ouverte débutant à partir d’une dernière estimation de charge (M) de suies par modèle par contre-pression et effectuant une estimation de charge (M) de suies selon des valeurs en vigueur de régime et de couple du moteur représentatives des émissions de gaz d’échappement du moteur à des instants donnés et donc d’une quantité en vigueur de suie émise, les valeurs en vigueur étant introduites dans une cartographie pour estimer la quantité de suie émise à chaque instant donné, les quantités de suie émises consécutivement étant sommées puis ajoutées à la dernière estimation par contre-pression pour l’estimation de charge (M) de suies dans le filtre à particules par le modèle de remplacement, avec, lors de la mise en oeuvre du procédé de correction, un maintien des régénérations du filtre à particules quand la charge (M) en suies du filtre à particules dépasse une charge (Ss) maximale et des détections de surcharge et de colmatage du filtre à particules.
8. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel les quantités de suie émises consécutivement sont chacune corrigées par des facteurs de correction fonction d’une pression et d’une température d’admission en vigueur du moteur thermique.
9. Procédé selon l’une quelconque des deux revendications précédentes, dans lequel l’estimation de charge (M) de suies dans le filtre à particules par le modèle de remplacement est comparée à l’estimation du modèle par contre-pression et, quand une différence entre les deux estimations du modèle de remplacement et du modèle par contre-pression est inférieure à une valeur de convergence calibrable, il est retourné à la mise en oeuvre d’une estimation par le modèle de contre-pression.
10. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel il est aussi retourné à la mise en oeuvre d’une estimation par le modèle de contre-pression quand soit :
- il est détecté une combustion à l’intérieur du filtre à particules, la détection se faisant selon un modèle basé sur une concentration d’oxygène et une température à l’intérieur du filtre à particules,
- un temps maximal prédéterminé et calibrable de mise en oeuvre du modèle de remplacement est atteint.
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