FR2869354A1 - Dispositif de regulation de gaz d'echappement et procede de regulation de gaz d'echappement - Google Patents
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Abstract
Un dispositif de régulation de gaz d'échappement d'un système hybride comprend un détecteur de pression différentielle de gaz d'échappement entre un côté amont et un côté aval d'un filtre à particules, une unité d'estimation de quantité de dépôt de matières particulaires (S209) déposées sur le filtre à particules sur la base de la pression différentielle détectée, et un contrôleur qui commande un moteur à combustion interne de manière à amener une fluctuation d'une quantité de gaz d'échappement traversant le filtre à particules jusque dans une plage prédéterminée, et commande une puissance produite par un moteur électrique de manière à compenser une puissance présentant des fluctuations produite par le moteur à combustion interne lorsque l'unité d'estimation de quantité de dépôt de matières particulaires estime la quantité de dépôt dans le cas où la quantité du gaz d'échappement traversant le filtre à particules fluctue jusqu'à dépasser la plage prédéterminée.
Description
DISPOSITIF DE REGULATION DE GAZ D'ECHAPPEMENT ET PROCEDE DE
REGULATION DE GAZ D'ECHAPPEMENT ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION 1. Domaine de l'invention L'invention se rapporte à un dispositif de régulation de gaz d'échappement employé pour un système hybride, et plus particulièrement, à une technologie qui estime une quantité de matières particulaires déposée sur un filtre du dispositif de régulation de gaz d'échappement.
2. Description de la technique apparentée
D'une manière générale, on exige d'un moteur à combustion interne, en particulier d'un moteur diesel, employé dans une automobile et autre, qu'il élimine les particules contenues dans le gaz d'échappement, c'est-àdire les matières particulaires (appelées ci-après matières PM). De manière à faire face à une telle exigence d'éliminer les matières particulaires, il a été proposé qu'un filtre à particules (appelé simplement ci-après filtre) soit disposé dans un conduit d'échappement du moteur.
Le filtre est formé d'un matériau multiporeux présentant une pluralité de pores formés dans celui-ci de manière à piéger les matières particulaires contenues dans le gaz d'échappement lors du passage au travers de ces pores. Lorsque les matières particulaires se déposent de plus en plus sur le filtre, la taille du chemin de circulation d'échappement dans le filtre est réduite, en augmentant donc la résistance contre la circulation de gaz d'échappement. Si une quantité excessive de matières particulaires est déposée sur le filtre, la pression du gaz d'échappement est augmentée, et en conséquence la sortie du moteur est diminuée. Il est nécessaire d'exécuter un traitement de récupération de filtre qui récupère une capacité de piégeage de matières particulaires du filtre en éliminant les matières particulaires déposées sur le filtre par le biais d'une oxydation.
Le traitement de récupération de filtre était généralement exécuté en augmentant la température du filtre pour qu'elle soit dans une plage de température qui permet l'oxydation des matières particulaires, allant de 500 C à 700 C, et en amenant l'intérieur du filtre à une atmosphère oxydante présentant un excès d'oxygène de manière à éliminer les matières particulaires par le biais d'une oxydation. Dans le traitement de récupération de filtre général, une différence des pressions du conduit d'échappement entre un côté amont et un côté aval du filtre, c'est-à-dire une pression différentielle est détectée. Lorsque la pression différentielle détectée dépasse une valeur prédéterminée, on estime que la quantité de matières particulaires déposées atteint le niveau qui nécessite le traitement de récupération de filtre, et le traitement de récupération de filtre est lancé.
Dans le traitement de récupération de filtre mentionné ci-dessus, la quantité de matières particulaires déposées est estimée seulement sur la base de la différence de pression entre le côté amont et le côté aval du filtre. En conséquence, une telle pression différentielle ne peut être détectée que dans l'état où la quantité de gaz d'échappement traversant le filtre ne fluctue pas, par exemple dans un état de fonctionnement stable du moteur. Si l'état de fonctionnement du moteur autre que le fonctionnement stable est poursuivi pendant un intervalle de temps prolongé, la pression différentielle du filtre ne peut pas être détectée précisément. Ceci peut amener une quantité excessive de matières particulaires à être déposées sur le filtre, alors que le traitement de récupération de filtre continue à ne pas être exécuté pendant un intervalle de temps prolongé. Si le traitement de récupération du filtre est exécuté dans l'état où la quantité excessive de matières particulaires est déposée, une grande quantité de matières particulaires peut être éliminée. Ceci peut chauffer de manière excessive le filtre au point de l'endommager.
De manière à prendre en compte l'inconvénient décrit ci-dessus du traitement général de récupération de filtre, la technologie destinée à estimer de manière précise le degré de colmatage du filtre (quantité de matières particulaires déposées) a été proposée, par exemple dans le document JP-A-2003-254 041. Dans la technologie, la pression différentielle et la quantité d'air d'admission sont détectées, et la pression différentielle détectée est divisée par la quantité d'air d'admission de manière à éliminer la fluctuation de la quantité de gaz d'échappement provoquée par la variation de l'état de fonctionnement. Dans ce cas, la quantité de dépôt 3 2869354 de matières particulaires peut être estimée de manière précise même dans l'état de fonctionnement où la quantité de gaz d'échappement traversant le filtre fluctue, par exemple une accélération ou une décélération. D'autres publications en tant que technique apparentée, seront énumérées ci-dessous: document JP-A- 2003-120 263, document JP-A-2001-164 959, et document JP-A-2004-52 642.
Dans le traitement décrit ci-dessus, la différence de pression dans le conduit d'échappement entre le côté amont et le côté aval du filtre et la quantité d'air d'admission sont détectées et la pression différentielle détectée est divisée par la quantité d'air d'admission. Dans l'état de fonctionnement du moteur où la quantité de gaz d'échappement traversant le filtre est petite, du fait de la petite valeur de pression différentielle détectée, ou de la grande influence de la pulsation de gaz d'échappement dans le conduit d'échappement, la pression différentielle du filtre ne peut pas être détectée avec précision. En conséquence, le traitement peut ne pas réussir à exécuter une estimation précise de la quantité de dépôt de matières particulaires.
Claims (1)
- 2869354 25 La pression différentielle peut être détectée avec précision en fournissant une quantité appropriée d'air au filtre 23 afin de permettre au moteur électrique/générateur 30 d'entraîner le moteur à combustion interne 20 même dans l'état de non-combustion. Comme la pression différentielle peut être détectée avec précision indépendamment de l'état de combustion du moteur à combustion interne 20, la plage de détection de la pression différentielle est agrandie. Il n'y a pas besoin de mettre en oeuvre le moteur à combustion interne 20 pour estimer la quantité de dépôt de matières particulaires, en empêchant donc la dégradation du rendement en carburant.La commande de traitement de récupération de filtre conforme au mode de réalisation sera décrite en faisant référence à l'organigramme de la figure 5. Le sous-programme de commande est mémorisé au préalable dans la mémoire morte de l'unité ECU 80, laquelle est exécutée en tant qu'interruption déclenchée par l'écoulement d'un temps prédéterminé ou d'une entrée d'un signal d'impulsion provenant d'un capteur de position de vilebrequin.La quantité de dépôt de matières particulaires peut être estimée avec précision en exécutant la commande d'estimation de quantité de dépôt de matières particulaires mentionnée ci-dessus. Cependant, il peut se produire le cas où le couple du moteur électrique/générateur 30 ou bien la puissance du moteur à combustion interne 20 peut être augmenté lors de la détection de la pression différentielle par le capteur de pression différentielle 24. En conséquence, il n'est pas préférable d'exécuter fréquemment ce sous-programme de commande au vu du fait que l'utilisation de cette commande augmente le risque de vibration du véhicule.Dans le sous-programme de commande, il est déterminé en S301 si la condition pour exécuter la commande d'estimation de quantité de dépôt de matières particulaires est établie. L'établissement de la condition peut être déterminée lorsque la pression différentielle entre le côté amont et le côté aval du filtre 23 est supérieure ou égale à la valeur prédéterminée, ou lorsque la valeur totale de la quantité d'injection de carburant obtenue depuis l'achèvement du traitement de récupération de filtre précédent est supérieure ou égale à une valeur prédéterminée. La valeur prédéterminée de la pression différentielle et la valeur prédéterminée de la valeur totale de la quantité d'injection de carburant sont établies au préalable de sorte que la quantité de dépôt de matières particulaires corresponde à la seconde valeur prédéterminée qui est plus petite que la première quantité prédéterminée. Cette étape S301 fonctionne en effectuant une détermination par rapport à l'exécution de la commande d'estimation de quantité de dépôt de matières particulaires. Si la réponse OUI est obtenue en S301, le traitement passe à 5302 où la commande d'estimation de dépôt de matières particulaires mentionnée ci- dessus est exécutée.Cependant, si la réponse NON est obtenue en 5301, le sous-programme de commande se termine.Dans le cas où la condition pour exécuter la commande d'estimation de quantité de dépôt de matières particulaires est établie lorsque la pression différentielle entre le côté amont et le côté aval du filtre 23, détectée par le capteur de pression différentielle 24 est supérieure ou égale à la valeur prédéterminée, il est nécessaire qu'une sous-unité d'estimation de quantité de dépôt de matières particulaires soit prévue dans l'unité ECU 80. La sous-unité d'estimation de quantité de dépôt de matières particulaires sert à déterminer si la quantité de dépôt de matières particulaires est supérieure ou égale à la seconde valeur prédéterminée qui est plus petite que la première valeur sur la base de la détermination du fait que la pression différentielle entre le côté amont et le côté aval, détectée par le capteur de pression différentielle 24 est supérieure ou égale à la valeur prédéterminée. S'il est déterminé par la sous-unité d'estimation de quantité de dépôt de matières particulaires que la pression différentielle est supérieure ou égale à la seconde valeur prédéterminée, la réponse OUI est obtenue en 5301.La sous-unité d'estimation de quantité de dépôt de matières particulaires est utilisée pour déterminer si la pression différentielle est supérieure ou égale à la seconde valeur prédéterminée qui est plus petite que lapremière valeur prédéterminée. Lorsque la quantité de dépôt de matières particulaires est estimée par la sous-unité d'estimation de quantité de dépôt de matières particulaires, l'exécution de la commande d'estimation de quantité de dépôt de matières particulaires mentionnée ci-dessus n'est pas requise.En S303, il est déterminé si la quantité de dépôt de 40 matières particulaires estimée lors de la commande d'estimation 27 2869354 de quantité de dépôt de matières particulaires est supérieure ou égale à la première valeur prédéterminée. Si la réponse OUI est obtenue en S303, le traitement passe à S304, où le traitement de récupération de filtre est exécuté. Si la réponse NON est obtenue en S303, le sous-programme de commande se termine.En S305, il est déterminé si la condition pour mettre fin au traitement de récupération de filtre mentionné ci-dessus a été établie. Si la réponse NON est obtenu en S305, le traitement revient en S304 pour être à nouveau exécuté. Si la réponse OUI est obtenue en S305, le traitement passe en S306, où il est mis fin au traitement de récupération de filtre.Sous la commande de traitement de récupération de filtre, la détermination du fait que le traitement de récupération de filtre devrait être exécuté, peut être effectuée jusqu'à ce que la quantité de dépôt de matières particulaires devienne la seconde quantité prédéterminée sans exécute la commande d'estimation de dépôt de matières particulaires. Ceci permet d'empêcher une dégradation de l'utilité du fait de l'exécution de la commande d'estimation de quantité de dépôt de matières particulaires.REVENDICATIONS1. Dispositif de régulation de gaz d'échappement destiné à un système hybride (1) comprenant un moteur à combustion interne (20) et un moteur électrique, qui est capable de produire la puissance générée par le moteur à combustion interne et le moteur électrique depuis un seul arbre de sortie, le dispositif de régulation de gaz d'échappement étant caractérisé par le fait qu'il comprend: un filtre à particules (23) qui est disposé dans un conduit d'échappement (22) du moteur à combustion interne de manière à piéger des matières particulaires contenues dans le gaz d'échappement, une unité de détection de pression différentielle (24) qui détecte une différence de pressions du gaz d'échappement dans le conduit d'échappement entre un côté amont et un côté aval du filtre à particules, une unité de commande (80) qui estime une quantité de dépôt des matières particulaires déposées sur le filtre à particules, sur la base de la pression différentielle détectée par l'unité de détection de pression différentielle, et qui modifie un état de fonctionnement du moteur à combustion interne de manière à amener une fluctuation de la quantité de gaz d'échappement traversant le filtre à particules dans une plage prédéterminée, et commande une puissance produite par le moteur électrique sur l'arbre de sortie de manière à compenser une puissance produite par le moteur à combustion interne sur l'arbre de sortie, laquelle fluctue du fait de la modification de l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne lorsque l'unité d'estimation de quantité de dépôt de matières particulaires estime la quantité de dépôt des matières particulaires déposées sur le filtre à particules dans le cas où le moteur à combustion interne est dans l'état de fonctionnement dans lequel la quantité de gaz d'échappement traversant le filtre à particules fluctue jusqu'à dépasser la plage prédéterminée.2. Dispositif de régulation de gaz d'échappement destiné à un système hybride (1) comprenant un moteur à combustion interne (20), un moteur électrique, et un générateur qui génère un 40 courant électrique en utilisant une puissance générée par le 29 2869354 moteur à combustion interne, qui permet de produire une puissance générée par le moteur à combustion interne et le moteur électrique depuis un seul arbre de sortie, le dispositif de régulation de gaz d'échappement étant caractérisé en ce qu'il comprend: un filtre à particules (23) qui est disposé dans un conduit d'échappement (22) du moteur à combustion interne de manière à piéger des matières particulaires contenues dans le gaz d'échappement, une unité de détection de pression différentielle (24) qui détecte une différence de pressions du gaz d'échappement dans le conduit d'échappement entre un côté amont et un côté aval du filtre à particules, une unité de commande (80) qui estime une quantité de dépôt des matières particulaires déposées sur le filtre à particules sur la base de la pression différentielle détectée par l'unité de détection de pression différentielle, et qui modifie un état de fonctionnement du moteur à combustion interne de manière à amener une quantité du gaz d'échappement traversant le filtre jusqu'à une valeur prédéterminée et plus, et commande le générateur de manière à générer le courant électrique en utilisant la puissance augmentée par la modification de l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne lorsque l'unité d'estimation de quantité de dépôt de matières particulaires estime la quantité de dépôt des matières particulaires déposées sur le filtre à particules dans le cas où le moteur à combustion interne est. dans l'état de fonctionnement où la quantité du gaz d'échappement traversant le filtre est plus petite que la valeur prédéterminée.3. Dispositif de régulation de gaz d'échappement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moteur électrique et le générateur sont constitués en un moteur-générateur (30) qui comprend des fonctions, en tant que moteur électrique pour produire la puissance, et en tant que générateur pour générer le courant électrique en utilisant la puissance fournie en sortie par le moteur à combustion interne.4. Dispositif de régulation de gaz d'échappement destiné à 40 un système hybride (1) comprenant un moteur à combustion interne 2869354 (20) et un moteur électrique capable de faire tourner un vilebrequin (20a) du moteur à combustion interne, le dispositif de régulation de gaz d'échappement étant caractérisé par le fait qu'il comprend: un filtre à particules (23) qui est disposé dans un conduit d'échappement (22) du moteur à combustion interne de manière à piéger des matières particulaires contenues dans le gaz d'échappement, une unité de détection de pression différentielle (24) qui détecte une différence de pressions du gaz d'échappement dans le conduit d'échappement entre un côté amont et un côté aval du filtre à particules, une unité de commande (80) qui estime une quantité de dépôt des matières particulaires déposées sur le filtre à particules sur la base de la pression différentielle détectée par l'unité de détection de pression différentielle, et qui commande le moteur électrique de manière à faire tourner le vilebrequin du moteur à combustion interne maintenu dans un état de non-combustion lorsque l'unité d'estimation de quantité de dépôt de matières particulaires estime la quantité de dépôt des matières particulaires déposées sur le filtre dans l'état de non-combustion du moteur à combustion interne.5. Dispositif de régulation de gaz d'échappement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'unité de commande (80) détermine en outre qu'il faut permettre l'estimation de la quantité de dépôt des matières particulaires déposées sur le filtre à particules (23) lors de l'établissement d'une condition d'exécution de l'estimation de la quantité de dépôt des matières particulaires déposées sur le filtre à particules.6. Procédé de régulation de gaz d'échappement utilisant un dispositif de régulation de gaz d'échappement dans un système hybride (1) comprenant un moteur à combustion interne (20) et un moteur électrique, le système hybride étant capable de fournir en sortie une puissance générée par le moteur à combustion interne et le moteur électrique depuis un seul arbre de sortie, et le dispositif de régulation de gaz d'échappement comprenant un filtre à particules (23) qui est disposé dans un conduit 31 2869354 d'échappement (22) du moteur à combustion interne de manière à piéger des matières particulaires contenues dans le gaz d'échappement, une unité de détection de pression différentielle (24) qui détecte une différence de pressions du gaz d'échappement dans le conduit d'échappement entre un côté amont et un côté aval du filtre à particules, et une unité de commande (80) qui estime une quantité de dépôt des matières particulaires déposées sur le filtre à particules sur la base de la pression différentielle détectée par l'unité de détection de pression différentielle, le procédé de régulation de gaz d'échappement étant caractérisé en ce qu'un état de fonctionnement du moteur à combustion interne est modifié de manière à amener une fluctuation d'une quantité de gaz d'échappement traversant le filtre à particules jusque dans une plage prédéterminée, et une puissance produite par le moteur électrique sur l'arbre de sortie est commandée de manière à compenser une puissance produite par le moteur à combustion interne sur l'arbre de sortie, laquelle fluctue du fait de la modification de l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne lorsque l'unité commande estime la quantité de dépôt des matières particulaires déposées sur le filtre à particules dans le cas où le moteur à combustion interne est dans l'état de fonctionnement dans lequel la quantité de gaz d'échappement traversant le filtre à particules fluctue jusqu'à dépasser la plage prédéterminée.7. Procédé de régulation de gaz d'échappement utilisant un dispositif de régulation de gaz d'échappement dans un système hybride (1) comprenant un moteur à combustion interne (20), un moteur électrique, et un générateur qui génère un courant électrique en utilisant une puissance générée par le moteur à combustion interne, le système hybride étant capable de fournir en sortie une puissance générée par le moteur à combustion interne et le moteur électrique depuis un seul arbre de sortie, et le dispositif de régulation de gaz d'échappement comprenant un filtre à particules (23) qui est disposé dans un conduit d'échappement (22) du moteur à combustion interne de manière à piéger des matières particulaires contenues dans le gaz d'échappement, une unité de détection de pression différentielle (24) qui détecte une différence de pressions du gaz d'échappement dans le conduit d'échappement entre un côté amont 32 2869354 et un côté aval du filtre à particules, une unité de commande (80) qui estime une quantité de dépôt des matières particulaires déposées sur le filtre à particules sur la base de la pression différentielle détectée par l'unité de détection de pression différentielle, le procédé de régulation de gaz d'échappement étant caractérisé en ce qu'un état de fonctionnement du moteur à combustion interne est modifié de manière à amener une quantité du gaz d'échappement traversant le filtre jusqu'à une valeur prédéterminée et plus, et le générateur est commandé de manière à générer le courant électrique en utilisant la puissance augmentée du fait de la modification de l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne lorsque l'unité de commande estime la quantité de dépôt des matières particulaires déposées sur le filtre à particules dans le cas où le moteur à combustion interne est dans l'état de fonctionnement où la quantité de gaz d'échappement traversant le filtre est plus petite que la valeur prédéterminée.8. Procédé de régulation de gaz d'échappement d'un dispositif de régulation de gaz d'échappement dans un système hybride (1) comprenant un moteur à combustion interne (20) et un moteur électrique capable de faire tourner un vilebrequin (20a) du moteur à combustion interne, le dispositif de régulation de gaz d'échappement comprenant un filtre à particules (23) qui est disposé dans un conduit d'échappement (22) du moteur à combustion interne de manière à piéger des matières particulaires contenues dans le gaz d'échappement, une unité de détection de pression différentielle (24) qui détecte une différence de pressions du gaz d'échappement dans le conduit d'échappement entre un côté amont et un côté aval du filtre à particules, et une unité de commande (80) qui estime une quantité de dépôt des matières particulaires déposées sur le filtre à particules sur la base de la pression différentielle détectée par l'unité de détection de pression différentielle, et le procédé de régulation de gaz d'échappement étant caractérisé en ce que le moteur électrique est commandé de manière à faire tourner le vilebrequin du moteur à combustion interne maintenu dans un état de non-combustion lorsque l'unité de commande estime la quantité de dépôt des matières particulaires déposées 33 2869354 sur le filtre dans l'état de non- combustion du moteur à combustion interne.9. Procédé de régulation de gaz d'échappement selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que l'unité de commande est autorisée à estimer la quantité de dépôt des matières particulaires déposées sur le filtre à particules (23) lors de l'établissement d'une condition d'exécution de l'estimation de la quantité de dépôt des matières particulaires déposées sur le filtre à particules.
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