FR2879245A1 - Dispositif de determination de la masse instantanee de particules retenues par un filtre a particules et utilisation du dispositif. - Google Patents

Dispositif de determination de la masse instantanee de particules retenues par un filtre a particules et utilisation du dispositif. Download PDF

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Abstract

Dispositif de détermination de la masse instantanée de particules retenues par un filtre à particules de véhicule automobile, ledit filtre étant monté sur la ligne d'échappement d'un moteur à combustion interne, comprenant un capteur de température monté à la sortie du filtre. Le dispositif comprend : un moyen de génération (55) de n modèles dynamiques de combustion de particules, en fonction de paramètres prédéterminés, lesdits modèles étant associés à n masses de particules initiales distinctes, chaque modèle étant capable d'estimer, pour la masse de particules initiale qui lui est associée, l'évolution de la température de sortie du filtre et de la masse de particules instantanée au sein du filtre ; un moyen de comparaison (70) de la valeur mesurée de la température de sortie du filtre avec les n évolutions de la température de sortie estimées par les n modèles, et ; un moyen d'interpolation (73) pour en déduire la masse instantanée (Mi) de particules combustibles retenues au sein du filtre.

Description

Dispositif de détermination de la masse instantanée de particules retenues
par un filtre à particules et utilisation du dispositif.
La présente invention concerne, d'une manière générale, la régulation d'une phase de régénération d'un filtre à particules par combustion des particules accumulées dans le filtre, ledit filtre étant monté sur la ligne d'échappement d'un moteur à combustion interne et notamment d'un moteur Diesel.
En effet, les moteurs Diesel, par leur fonctionnement spécifique, émettent entre autres dans leurs gaz d'échappement des suies polluantes que l'on nomme également particules. Afin de limiter les émissions de ces particules dans l'atmosphère, un filtre est implanté dans la ligne d'échappement, en aval des chambres de combustion du moteur. Ce filtre retient les particules qui s'accumulent en son sein au fur et à mesure de l'utilisation du moteur, d'où son nom: filtre à particules (FAP). Cette accumulation de particules finit par boucher le filtre, créant une forte contre-pression à l'échappement du moteur, c'est-à-dire que les gaz ont du mal à s'évacuer du moteur. Ce phénomène diminue considérablement les performances du moteur.
Afin de recouvrer les performances du moteur, on brûle les particules contenues dans le filtre à particules. Cette procédure s'appelle la régénération du filtre à particules . L'initialisation et le maintien de la combustion des particules dans le filtre s'obtient par élévation de la température interne du filtre à particules.
Pour ce faire, on procède à une injection retardée dans les chambres de combustion du moteur, c'est-à-dire que l'on injecte du gasoil après le point mort haut, lors de la phase de détente. Ceci a pour effet d'augmenter la température des gaz à l'échappement.
On cumule également, si besoin est, avec une ou plusieurs injections tardives, c'est-à-dire que l'on injecte du gasoil longtemps après le point mort haut. Ce gasoil ne brûlera pas dans la chambre de combustion, mais dans la partie catalytique de la ligne d'échappement.
Toujours afin de diminuer les émissions polluantes, on dispose en effet, en plus d'un filtre à particules, soit un catalyseur d'oxydation dans la ligne d'échappement, en amont du filtre à particules, soit directement un matériau catalytique tel que le platine, par exemple, au sein du filtre à particules. C'est sur ces sites catalytiques que les hydrocarbures et monoxydes de carbone des injections tardives s'oxydent, augmentant la température des gaz.
On effectue cette opération de régénération du filtre à particules périodiquement, dès que la quantité de particules dans le filtre devient trop importante. La régénération s'effectue lorsque le moteur fonctionne et doit être transparente pour l'utilisateur, c'est-à-dire que ce dernier ne doit pas remarquer que le filtre à particules est en phase de régénération Au cours de la régénération du filtre à particules, si la température du filtre n'est pas contrôlée avec précision, la réaction de combustion des particules peut s'emballer, entraînant une forte augmentation de ladite température, ce qui peut aboutir à une détérioration du filtre.
Afin de l'éviter, on gère la régénération du filtre par régulation de sa température. C'est-à-dire que l'on modifie la quantité et/ou le retard des injections de gasoil, de façon à avoir une température du filtre à particules la plus proche possible d'une température de consigne donnée, permettant à la fois la régénération du filtre tout en le protégeant, autant que possible, d'une détérioration due, par exemple, à un emballement de la réaction.
Des injections retardées et tardives que l'on effectue lors d'une procédure de régénération augmentent considérablement la dilution du gasoil dans l'huile de lubrification du moteur. Lorsque la dilution devient trop importante, l'huile ne joue plus correctement son rôle de lubrifiant et l'on risque ainsi de détériorer le moteur. Pour cette raison, la procédure de régénération doit être la plus courte possible, afin de diluer au minimum l'huile de lubrification. Pour ce faire, la température de consigne doit être la plus élevée possible, afin de brûler les suies au plus vite, sans pour autant risquer de casser le filtre par emballement de la réaction.
Cette consigne en température est étroitement dépendante de la quantité de particules combustibles piégées dans le filtre. En effet, la cinétique ainsi que la thermique de la combustion des particules sont directement liées à leur quantité. Par conséquent, la connaissance précise de la quantité de suies permet d'établir une consigne la plus élevée possible, sans risque pour le filtre à particules. Une incertitude sur la quantité de particules, oblige à prendre de la marge sur la température de consigne et rallonge ainsi le temps de régénération, augmentant d'autant plus la dilution.
Actuellement, le chargement du filtre à particules, c'est-à-dire la quantité de particules contenues dans le filtre, est déterminé en fonction de la pression différentielle aux bornes entrée/sortie du filtre à particules et du débit d'air interne, ceci via une formule ou une cartographie expérimentale du type: Ms = f(Q, Pdiff), où Ms: masse de suies combustibles dans le filtre à particules, f() : fonction bijective de (), Q: débit d'air volumique dans le filtre à particules, Pdiff: différence de pression entre l'entrée et la sortie du filtre à particules.
Cette méthode est présentée par exemple dans le brevet américain US 6 405 528 B1, au nom de Ford Global Technologies, qui décrit une méthode basée sur des équations établissant une relation linéaire ou quadratique entre le débit à travers le filtre à particules et la pression mesurée au sein du filtre à particules.
La demande de brevet français 2 781 251, au nom de la Demanderesse, présente un procédé et un dispositif de détermination du chargement en suies d'un filtre à particules à partir de la pression différentielle amont-aval du filtre à particules et d'une grandeur représentative de l'écoulement des gaz dans le moteur, ladite grandeur étant obtenue à partir du débit massique d'air frais entrant dans le moteur et du débit massique de carburant alimentant le moteur.
Le brevet US 5,195,318 au nom de Nissan Motor présente un procédé où la durée et le moment de déclenchement de la phase de régénération est contrôlée par une unité recevant des paramètres liés au taux de particules accumulées dans le filtre à particules, telle que la pression différentielle entre l'entrée et la sortie du filtre à particules.
On connaît également, par la demande de brevet français 2 804 169, au nom de Peugeot Citroën Automobiles SA, un système d'aide à la régénération d'un filtre à particules, comprenant des moyens de détermination de la charge en particules du filtre raccordés à un capteur de pression différentielle disposé aux bornes du filtre et adapté pour délivrer une information représentative de la charge globale du filtre.
Par ailleurs, on connaît, par la demande de brevet européen EP 1 234 959 A2, au nom de Isuzu Motors, un filtre à particules pour moteur Diesel ainsi qu'une méthode de contrôle de la régénération du filtre à particules. Cette méthode est associée à des moyens de contrôle de la régénération aptes à déterminer le moment de déclenchement de la phase de régénération en fonction du résultat d'une comparaison entre la valeur de la pression différentielle des gaz d'échappement mesurée entre l'entrée et la sortie du filtre et d'une pression différentielle prédéterminée des gaz d'échappement. Le moyen de contrôle de la régénération est alors configuré pour estimer la quantité de particules accumulées au sein du filtre et provenant des particules s'écoulant à travers les gaz d'échappement, et pour corriger la valeur évaluée de la pression d'échappement, de manière à évaluer le moment du déclenchement de la phase de régénération en fonction de la quantité estimée de particules accumulées.
La technique, utilisée dans les différents documents précités, permet en effet de connaître plus ou moins précisément la masse de particules combustibles piégées dans le filtre à l'aide de la pression différentielle entre l'entrée et la sortie du filtre. Cependant, deux phénomènes principaux rendent cette méthode peu fiable: les oxydes d'azote (NOx) (émis par le moteur à combustion interne) entrant dans le filtre à particules oxydent à une certaine température les particules, créant ainsi des petits tunnels dans les suies du filtre qui facilitent le passage des gaz d'échappement, et par conséquent diminue la pression différentielle, mais d'une façon non similaire à la régénération par combustion. Cela signifie que la fonction f(Q, Pdiff) , fonction du débit d'air volumique et de la différence de pression entre l'entrée et la sortie du filtre, ne donne plus la bonne valeur de la masse de suies combustibles, Ms, accumulées dans le filtre, les particules émises par les moteurs Diesel sont composées en partie de particules non combustibles. Ces fractions, appelées résidus, proviennent en majeure partie de l'huile de lubrification du moteur, brûlée lors de son fonctionnement.
Ces résidus colmatent les pores du filtre à particules et participent donc à la différence de pression entrée/sortie du filtre. De ce fait, la fonction f(Q, Pdiff) , fonction du débit d'air volumique dans le filtre et de la différence de pression entre l'entrée et la sortie du filtre, ne donne plus la bonne valeur de masse de suies combustibles, Ms, accumulées dans le filtre, c'est-à-dire qu'une partie de la masse de suies combustibles accumulées Ms , est en fait non combustible.
L'erreur alors faite sur la quantité de particules combustibles stockées dans le filtre conduit, soit à une mauvaise température de la consigne de régénération, pouvant entraîner la détérioration du filtre, soit à prendre une marge sur la température de consigne, rallongeant ainsi le temps de la phase de régénération et augmentant la dilution de l'huile de lubrification. En outre, il est très délicat d'estimer la marge à prendre.
L'invention vise à apporter une solution à ce problème.
L'invention a pour objet un dispositif d'estimation de la quantité de particules combustibles stockées dans le filtre, de manière à élaborer une consigne de température pour la régénération la plus élevée possible, afin de brûler les suies au plus vite sans pour autant risquer un emballement de la réaction.
À cet effet, l'invention propose un dispositif de détermination de la masse instantanée de particules retenues par un filtre à particules de véhicule automobile, ledit filtre étant monté sur la ligne d'échappement d'un moteur à combustion interne, comprenant un capteur de température monté à la sortie du filtre.
Selon une caractéristique générale de l'invention, le dispositif comprend: un moyen de génération de n modèles dynamiques de combustion de particules, en fonction de paramètres prédéterminés, ledit modèle étant associé à n masses de particules initiales distinctes, chaque modèle étant capable d'estimer, pour la masse de particules initiales qui lui est associée, l'évolution de la température de sortie du filtre et la masse de particules instantanée au sein du filtre, - un moyen de comparaison de la valeur mesurée de la température de sortie du filtre avec n évolution de la température de sortie estimée par les n modèles, et un moyen d'interpolation pour en déduire la masse instantanée de particules combustibles retenues au sein du filtre.
Ce dispositif a pour avantage de pouvoir estimer très précisément et en temps réel, la masse instantanée de particules 20 uniquement combustibles, accumulées dans le filtre, à l'aide d'un moyen d'interpolation, à partir des n modèles dynamiques.
Le filtre à particules est de préférence de type catalytique.
Le dispositif de détermination de la masse instantanée de particules retenues par un filtre à particules selon l'invention, peut être avantageusement utilisé dans un dispositif de commande de la régénération d'un filtre.
Cette utilisation permet de commander la régénération du filtre à partir de la masse instantanée de particules retenue dans le filtre, qui 10 15 est déterminée très précisément à l'aide du dispositif de détermination selon l'invention.
Le dispositif de commande peut comprendre en outre un moyen de calcul apte à déterminer la masse approximative de particules accumulées entre deux procédures de régénération.
Par ailleurs, le dispositif de commande de la régénération peut comprendre un moyen de comparaison apte à comparer ladite masse approximative de particules accumulées à un fait de régénération.
En outre, le dispositif de commande de la régénération du filtre à particules peut comprendre avantageusement des moyens de déclenchement de la phase de régénération si la masse approximative de particules accumulées est supérieure au seuil de régénération.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de commande de la régénération d'un filtre à particules comprend de préférence un moyen d'élaboration d'une consigne de température d'entrée du filtre, en fonction de la masse de particules instantanée déterminée par le dispositif de détermination de la masse instantanée de particules accumulées au sein du filtre.
Ceci permet d'élaborer une consigne en température régénérant au mieux le filtre à particules tout en le protégeant d'une détérioration due par exemple, à un emballement de la réaction.
Selon un mode de mise en oeuvre, un dispositif de détermination de la masse instantanée de particules retenues par un filtre à particules, selon l'invention, peut être utilisée pour la commande de la régénération d'un filtre à particules.
La commande de la régénération d'un filtre à particules peut inclure, entre deux phases de régénération, une étape où l'on calcule approximativement une masse de particules accumulées au sein du filtre.
Par ailleurs, la commande de la régénération d'un filtre à particules peut comprendre une étape où l'on déclenche la phase de régénération lorsque la masse approximative de particules accumulées au sein du filtre est supérieure à un seuil de régénération prédéterminé.
Au début de la phase de régénération, la commande de la régénération d'un filtre à particules peut comprendre une étape où l'on élabore une consigne de température d'entrée du filtre en fonction de la masse instantanée de particules.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention, nullement limitatif, et des dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 représente schématiquement les principaux éléments d'admission et d'échappement d'un moteur à combustion interne avec un filtre à particules dans la ligne d'échappement; et - la figure 2 illustre un mode de réalisation d'un dispositif de commande de la régénération du filtre à particules intégrant un dispositif d'estimation de la masse de particules accumulées au sein du filtre, selon l'invention.
Tel qu'il est illustré sur la figure 1, le moteur à combustion interne 1, représenté schématiquement, comprend une pluralité de chambres de combustion, telles que la chambre de combustion 2 illustrée sur la figure, dans la partie haute d'un cylindre 3 à l'intérieur duquel se déplace un piston 4. Une soupape d'admission 5 permet de commander l'admission en ouvrant ou obturant le conduit d'admission 6, en communication avec la chambre de combustion 2. Plusieurs soupapes d'admission (non représentées) peuvent être également utilisées. Une soupape d'échappement 7 permet, quant à elle, d'obturer ou d'ouvrir le passage des gaz d'échappement en provenance de la chambre de combustion 2 vers le conduit d'échappement 8.
L'air à la pression atmosphérique, dont le flux est symbolisé par la flèche 9, pénètre dans une conduite 10 à l'intérieur de laquelle se trouve monté un débitmètre 11. La pression de l'air est augmentée par un compresseur 12 monté dans la conduite 10. Le compresseur 12 est monté sur un arbre 13 conduisant à une turbine 14, ici à géométrie variable, montée dans le conduit d'échappement 8. Les gaz d'échappement traversant la turbine 14 entraînent ainsi le compresseur 12, de façon à augmenter la pression de l'air admis dans la chambre de combustion 2 par le conduit d'admission 6.
Dans l'exemple illustré, le moteur 1 comprend en outre un système de ré-injection partielle des gaz d'échappement à l'admission (EGR). À cet effet, une conduite de dérivation 15 est piquée sur la conduite d'échappement 8 en amont de la turbine 14. Une vanne de régulation 16, dite vanne EGR , commande la quantité de gaz d'échappement qui sont ainsi réinjectés par la conduite 17 dans le conduit d'admission 6 après avoir été convenablement mélangés dans la chambre de mélange 18. Un volet d'orientation réglable 19 est en outre monté dans la conduite d'air comprimé 10, en aval du compresseur 12 et en amont de la chambre de mélange 18.
La ligne d'échappement 20 relie la sortie de la turbine 14 à l'atmosphère, la sortie des gaz d'échappement étant symbolisée par la flèche 21. Dans la ligne d'échappement 20, se trouve montés un dispositif catalyseur 22 directement en aval de la turbine 14, et un filtre à particules 23 en aval du dispositif catalytique 22. Le filtre à particules 23 est de type classique et comporte des moyens, par exemple électrostatiques, pour piéger les suies et les particules provenant du moteur 1 et véhiculées par les gaz d'échappement dans la ligne d'échappement 20.
Une unité électronique de commande 24 assure le fonctionnement du moteur 1 et reçoit à cet effet un certain nombre d'informations. Différents capteurs sont placés à cet effet dans les conduites et leurs signaux sont amenés sur l'unité électronique de commande 24. Par ailleurs, un module 24a de l'unité électronique 24 assure plus particulièrement le fonctionnement du filtre à particules 23 par une connexion 24b.
Sur la figure 1, on a représenté un capteur de pression 25 sur la conduite d'amenée d'air 10, monté en amont du volet 19. On a représenté également un capteur de pression 26 capable de mesurer la pression en amont de la turbine 14 et un capteur de température 27 apte à mesurer la température en amont de la turbine 14.
Le signal de mesure du débitmètre 11 est amené par la connexion 28 à l'une des entrées de l'unité électronique de commande 24. De la même façon, le signal émis par le capteur de pression 25 est amené par la connexion 29 sur l'unité électronique de commande 24. Les signaux émis par les capteurs 26 et 27 sont également amenés par les connexions 30 et 31 sur des entrées de l'unité électronique de commande 24. L'unité électronique de commande 24 peut commander notamment la position de la vanne EGR 16 par la connexion 32 et la position du volet mobile 19 par la connexion 33. L'unité électronique de commande 24 guidera également les injecteurs de carburant 34 par la connexion 35.
Pour la régulation pendant la phase de régénération du filtre à particules 23, le système, tel qu'il est illustré sur la figure 1, comprend plus particulièrement un capteur de température 36 monté sur la ligne d'échappement 20, en sortie du filtre à particules 23. Le signal de température de sortie mesuré par le capteur 36 est amené par la connexion 37 sur l'une des entrées de l'unité électronique de commande 24. Le système comprend également un capteur de température 38 à l'entrée du filtre à particules 23. Le signal de température mesuré par le capteur 38 est amené par la connexion 39 en entrée de l'unité électronique 24. Le système comprend en outre un capteur 40 apte à mesurer le taux d'oxygène de l'air entrant dans le filtre à particules 23. La valeur du taux d'oxygène mesurée par le capteur 40 est amenée sur l'unité électronique 24 par une connexion 41.
On se rapporte à présent à la figure 2 qui illustre de façon très schématique le module 24a compris dans l'unité 24.
Le module 24a comprend tout d'abord un moyen 50 qui mémorise un modèle physique d'accumulation de suies, permettant d'estimer grossièrement une quantité de particules M qui s'accumulent dans le filtre à particules 23 entre deux procédures de régénération. La valeur de cette masse M de particules est utilisée pour connaître l'état de chargement approximatif du filtre 23 de manière à déterminer l'instant de déclenchement de la phase de régénération comme décrit plus précisément ci-après.
Le module 24a comprend également un moyen de comparaison 51, qui reçoit en entrée par une connexion 52 la masse approximative M. Un seuil de masse Sm est également délivré au moyen de comparaison 51 par une connexion 53. Le moyen de comparaison 51 a pour fonction d'émettre une consigne dès que la masse M de particules accumulées dans le filtre atteint le seuil de masse Sm.
Un module 54 est placé en sortie du moyen de comparaison 51 et reçoit la consigne s par une connexion 55, de façon à élaborer une consigne consrgn de déclenchement de la phase de régénération du filtre à particules lorsque la consigne s indique que la masse de particules estimée approximativement par le moyen 50 a atteint le seuil de masse Sm.
L'unité électronique 24a comprend également un moyen de génération 55, qui est activé dès qu'il reçoit la consigne de régénération consrgn délivrée par la connexion 56. Le moyen 55 est le premier module d'un dispositif 57 de détermination de la masse instantanée de particules retenue par le filtre à particules.
Le bloc 55 est un moyen de génération de n modèles dynamiques (physique ou statistique), de combustion de particules, n étant égal à cinq dans cet exemple. Chaque modèle, délivré respectivement par les blocs 58, 59, 60, 61 et 62, est associé à une masse initiale de particules choisie, c'est-à-dire la masse en début de procédure de régénération.
Chaque masse initiale de particules est différente. Elles sont égales dans cet exemple à 0 g, 5 g, 10 g, 15 g et 20 g.
Chacun des cinq modèles comprend pour la masse de particules initiale qui lui est associée, l'évolution de la température de sortie du filtre et l'évolution de la masse de particules instantanée au sein du filtre, au cours de la phase de régénération.
Les profils de température délivrés par les blocs 58, 59, 60, 61 et 62 sont différents étant donné qu'ils dépendent de la masse initiale de particules choisie.
En effet, la thermique de combustion des particules étant étroitement liée à la quantité de suies combustibles, les profils de température donnés par chacun des modèles sont différents et chacun est représentatif de la masse instantanée.
2879245 14 Bien entendu dans un autre exemple, un autre nombre de modèles dynamiques peut être choisi, ainsi que d'autres masses initiales associées à ces modèles.
Dans cet exemple,on obtient alors en sortie du bloc 55, cinq profils de température de sortie du filtre 23, et cinq profils de masses de particules instantanées au sein du filtre 23, chacun de ces profils étant lié à la masse de particules initiale choisie.
Les différents modèles sont élaborés en fonction de paramètres prédéterminés délivrés au bloc 57 et par conséquent à l'ensemble des blocs qu'il comprend, par une connexion 63. Ces paramètres sont par exemple le débit d'air au sein du filtre à particules 23 estimé par exemple à l'aide d'un modèle (non représenté), le taux d'oxygène de l'air en entrée du filtre à particules 23, ainsi que la température d'entrée du filtre à particules 23.
Les différents paramètres sont distribués respectivement aux blocs 58, 59, 60, 61 et 62 par les connexions 64, 65, 66, 67 et 68.
Les différents modèles décrivant l'évolution de la masse de particules au sein du filtre 23 durant la phase de régénération, m0, m5, mlO, m15 et m20, sont délivrés à un bloc 69 situé dans le dispositif 57, et par conséquent à l'ensemble des blocs qu'il comprend, par des connexions respectives 64a, 65a, 66a, 67a et 68a.
De même, les modèles de température T0, T5, T10, T15 et T20 sont délivrés au bloc 69, et par conséquent à l'ensemble des blocs qu'il comprend, par des connexions respectives 64b, 65b, 66b, 67b et 68b.
Le bloc 69 comprend en premier lieu un moyen de comparaison 70 recevant en entrée, outre les différents modèles élaborés par le moyen 55, la température de sortie mesurée TSFAP du filtre à particules 23. La température de sortie TSFAP est délivrée au moyen de comparaison 70 par une connexion 71.
Le moyen de comparaison 70 estime l'écart entre la température de sortie mesurée TSFAP et chacun des n modèles de température, cinq dans cet exemple, élaborés pour les différentes masses initiales de particules données. L'écart A est délivré par une connexion 72 à un moyen d'interpolation 73 compris également dans le bloc 69.
À partir de l'écart A, le moyen d'interpolation 73 va permettre d'obtenir la masse réelle instantanée de particules combustibles contenues dans le filtre 23. En effet, étant donné que les températures données par chacun des modèles sont représentatives de la masse instantanée de particules, en connaissant la température de sortie du filtre à particules, on peut, d'après les modèles d'évolution de la masse de particules retenues au sein du filtre, connaître la masse instantanée réelle au sein du filtre.
La masse instantanée Mi réelle de particules retenues au sein du filtre, est délivrée à un bloc 74 situé en sortie du bloc 57, par des connexions 65. Ce bloc 74 situé dans le dispositif de commande de la phase de régénération, permet d'élaborer une température d'entrée TE adéquate pour la régénération, en fonction de la masse instantanée Mi. La température TE est délivrée au filtre à particules 23 par la connexion 24b.
L'opération réalisée par le dispositif de détermination de la masse de particules retenues par le filtre ne prend que quelques pas de calcul et permet d'obtenir avec une grande précision la quantité de particules, uniquement combustibles, piégées dans le filtre. On peut dès lors, élaborer très vite une consigne en température régénérant au mieux le filtre à particules, c'est-à-dire minimisant la dilution, tout en protégeant une détérioration due, par exemple, à un emballement de la réaction.
Par ailleurs, cette procédure se fait en temps réel et permet donc d'adapter la consigne, dynamiquement, par rapport à la masse de particules combustibles réellement présentes dans le filtre à particules.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit à titre d'exemple.

Claims (9)

REVENDICATIONS
1. Dispositif de détermination de la masse instantanée de particules retenues par un filtre à particules de véhicule automobile, ledit filtre (23) étant monté sur la ligne d'échappement (20) d'un moteur à combustion interne (1), comprenant un capteur de température (36) monté à la sortie du filtre (23), caractérisé par le fait qu'il comprend: - un moyen de génération (55) de n modèles dynamiques de combustion de particules, en fonction de paramètres prédéterminés, lesdits modèles étant associés à n masses de particules initiales distinctes, chaque modèle étant capable d'estimer, pour la masse de particules initiale qui lui est associée, l'évolution de la température de sortie du filtre et de la masse de particules instantanée au sein du filtre, - un moyen de comparaison (70) de la valeur mesurée de la température de sortie (TSFAP) du filtre (23) avec les n évolutions de la température de sortie estimées par les n modèles, et - un moyen d'interpolation (73) pour en déduire la masse instantanée (Mi) de particules combustibles retenues au sein du filtre (23).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le filtre à particules (23) est de type catalytique.
3. Utilisation d'un dispositif (57) de détermination de la masse instantanée de particules retenues par un filtre (23) à particules selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans un dispositif de commande (24a) de la régénération d'un filtre (23), caractérisé par le fait que ledit dispositif de commande (24a) comprend en outre un moyen de calcul (50) apte à déterminer la masse (M) approximative de particules accumulées entre deux procédures de régénération.
4. Utilisation d'un dispositif (57) de détermination de la masse instantanée de particules retenues par un filtre à particules(23) selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le dispositif de commande (24a) comprend un moyen de comparaison (51) apte à comparer ladite masse (M) approximative de particules accumulées à un seuil de régénération (Sm) .
5. Utilisation d'un dispositif (57) de détermination de la masse instantanée de particules retenues par un filtre à particules selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le dispositif de commande (24a) comprend des moyens (54) de déclenchement de la phase de régénération si la masse approximative de particules accumulées est supérieure au seuil de régénération.
6. Utilisation d'un dispositif (57) de détermination de la masse instantanée de particules retenues par un filtre (23) à particules selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le dispositif (24a) de commande comprend un moyen (74) d'élaboration d'une consigne de température d'entrée (TE) du filtre, en fonction de la masse de particules (Mi) instantanée déterminée par le dispositif (57) de détermination de la masse instantanée (Mi) de particules accumulées au sein du filtre (23).
7. Utilisation d'un dispositif de détermination de la masse instantanée (Mi) de particules retenues par un filtre à particules (23) selon la revendication 6, pour la commande de la régénération d'un filtre (23) à particules, caractérisé par le fait que ladite commande de la régénération comprend, entre deux phases de régénération, une étape où l'on calcule approximativement une masse (M) de particules accumulées au sein du filtre.
8. Utilisation d'un dispositif de détermination de la masse instantanée (Mi) de particules retenues par un filtre à particules (23) selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la commande de la régénération d'un filtre (23) à particules comprend une étape où l'on déclenche la phase de régénération lorsque la masse (M) approximative de particules accumulées au sein du filtre (23) est supérieure à un seuil (Sm) de régénération prédéterminé.
9. Utilisation d'un dispositif de détermination de la masse instantanée de particules retenues par un filtre à particules (23) selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'au début de la phase de régénération, la commande de la régénération d'un filtre à particules comprend une étape où l'on élabore une consigne de température (TE) d'entrée du filtre en fonction de la masse instantanée (Mi) de particules.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2906840A1 (fr) * 2006-10-09 2008-04-11 Renault Sas Procede de calcul d'une temperature de consigne a l'entree d'un systeme de filtrage des gaz d'echappement et procede d'injection de carburant en fonction de ladite temperature de consigne
EP2182191A1 (fr) * 2008-11-04 2010-05-05 Peugeot Citroen Automobiles SA Procédé de surveillance d'un filtre à particules

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1108866A2 (fr) * 1999-12-17 2001-06-20 Volkswagen Aktiengesellschaft Appareil pour déterminer l'état de chargement d'un filtre à particules d'un moteur à combustion interne
US20030172642A1 (en) * 2001-04-26 2003-09-18 Koichiro Nakatani Exhaust emission control device
EP1387051A1 (fr) * 2002-07-31 2004-02-04 DEUTZ Aktiengesellschaft Detection du taux de chargement en cendres d'un filtre à particules
FR2855213A1 (fr) * 2003-05-23 2004-11-26 Renault Sa Procede et dispositif pour controler la regeneration d'un filtre a particules et ensemble de motorisation comprenant un tel dispositif

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1108866A2 (fr) * 1999-12-17 2001-06-20 Volkswagen Aktiengesellschaft Appareil pour déterminer l'état de chargement d'un filtre à particules d'un moteur à combustion interne
US20030172642A1 (en) * 2001-04-26 2003-09-18 Koichiro Nakatani Exhaust emission control device
EP1387051A1 (fr) * 2002-07-31 2004-02-04 DEUTZ Aktiengesellschaft Detection du taux de chargement en cendres d'un filtre à particules
FR2855213A1 (fr) * 2003-05-23 2004-11-26 Renault Sa Procede et dispositif pour controler la regeneration d'un filtre a particules et ensemble de motorisation comprenant un tel dispositif

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2906840A1 (fr) * 2006-10-09 2008-04-11 Renault Sas Procede de calcul d'une temperature de consigne a l'entree d'un systeme de filtrage des gaz d'echappement et procede d'injection de carburant en fonction de ladite temperature de consigne
EP2182191A1 (fr) * 2008-11-04 2010-05-05 Peugeot Citroen Automobiles SA Procédé de surveillance d'un filtre à particules
FR2938010A1 (fr) * 2008-11-04 2010-05-07 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de surveillance d'un filtre a particules

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