FR2931876A1 - Dispositif et procede de regulation des phases de regeneration d'un filtre a particules pour moteur a combustion. - Google Patents

Abstract

Le dispositif de régulation d'une quantité de carburant à injecter pour la régénération d'un filtre à particules d'une ligne d'échappement (6) d'un véhicule automobile, comprenant un catalyseur d'oxydation et un filtre à particules monté en aval du catalyseur, comprend une unité de commande (9) capable de fournir une première détermination de la quantité de carburant à injecter pour la régénération du filtre à particules en fonction du point de fonctionnement du moteur. L'unité de commande (9) est reliée à un moyen d'estimation du débit de gaz en entrée du catalyseur, et comprend en outre un module correcteur (39) apte à multiplier ladite première détermination de quantité de carburant par une fonction dudit débit de gaz en entrée du catalyseur.

Description

DEMANDE DE BREVET B08/0717FR ODE/JK Société par actions simplifiée dite : RENAULT s.a.s Dispositif et procédé de régulation des phases de régénération d'un filtre à particules pour moteur à combustion. Invention de : TURPIN Thomas SADAI Stéphane BUREL Gaël Dispositif et procédé de régulation des phases de régénération d'un filtre à particules pour moteur à combustion.

La présente invention se situe dans le domaine du traitement des gaz 5 d'échappement des moteurs à combustion interne pour véhicule automobile du type diesel. L'invention se rapporte plus particulièrement à la régulation de la quantité de carburant à utiliser pour permettre une élévation de température des gaz arrivant à un filtre à particules au travers d'un 10 catalyseur d'oxydation, et pour procéder à la régénération de ce filtre par combustion des particules qui s'y trouvent piégées. Pour satisfaire à la baisse des seuils admis pour les émissions de gaz polluants des véhicules automobiles, on prévoit généralement des systèmes de post-traitement des gaz d'échappement disposés dans la ligne d'échappement des 15 moteurs. Ces systèmes de post-traitement permettent de réduire notamment les émissions de particules et d'oxydes d'azote ainsi que le monoxyde de carbone et les hydrocarbures imbrûlés. Ces systèmes de post-traitement fonctionnent de manière discontinue pendant des périodes déterminées. En fonctionnement normal, les systèmes piègent les 20 polluants mais ne les traitent que lors des phases dites de régénération. Pour être régénéré, un système de post traitement comportant un filtre à particules nécessite un mode de combustion spécifique du moteur à combustion interne permettant de garantir un niveau de température et/ou de richesse convenables. 25 Les moteurs à combustion du type diesel, en raison de leur fonctionnement spécifique, émettent dans leurs gaz d'échappement des quantités plus importantes de suies polluantes que l'on nomme généralement particules. Afin de limiter les émissions de ces particules dans l'atmosphère, on dispose un filtre dans la ligne d'échappement du 30 moteur à combustion, en aval des chambres de combustion du moteur. Ce filtre retient les particules de suie qui s'accumulent en son sein au fur et à mesure de l'utilisation du moteur. Les moteurs à combustion interne émettent également des polluants réducteurs tels que HC, CO, etc... En présence d'oxygène et de matériaux catalytiques tel que par exemple du platine, et à température élevée, ces polluants réducteurs peuvent être oxydés. Pour obtenir cette oxydation, on dispose généralement dans la ligne d'échappement un dispositif catalyseur d'oxydation en amont du filtre à particules. I1 est également possible de concevoir un filtre à particules dit catalytique qui comprend en son sein un matériau catalytique réalisant cette oxydation. L'accumulation des particules de suie dans le filtre finit par obturer celui-ci créant une forte contre pression à l'échappement du moteur, ce qui diminue considérablement ses performances. Afin de retrouver les performances normales du moteur, on procède périodiquement à une régénération du filtre à particules. Cette régénération est mise en oeuvre en augmentant la température des gaz arrivant au filtre à particules, ce qui entraîne l'initialisation et le maintien de la combustion des particules piégées dans le filtre.

Pour obtenir une telle élévation de température, on procède par exemple à une injection retardée de carburant dans les chambres de combustion du moteur. On injecte ainsi du carburant après le point mort haut lors de la phase de détente ce qui a pour effet d'augmenter la température des gaz d'échappement. Le carburant ainsi injecté ne brûle pas dans la chambre de combustion, mais s'oxyde ultérieurement dans la ligne d'échappement ou au niveau du catalyseur. On peut également injecter le carburant directement dans la ligne d'échappement pour enrichir les gaz d'échappement en produits réducteurs, issus d'un premier fractionnement du carburant injecté sous l'effet de la chaleur.

L'oxydation, soit dans la ligne d'échappement, soit dans le catalyseur, des produits réducteurs contenus dans les gaz d'échappement tels que HC et CO, augmente la température des gaz arrivant au filtre à particules. On peut ainsi obtenir l'élévation de température nécessaire à l'amorçage de la réaction de régénération du filtre à particules.

Cependant, si la température devient trop importante, les particules catalytiques, par exemple du platine, risquent alors de s'agglutiner et de diminuer la surface de contact avec les gaz d'échappement, et de ce fait les performances du catalyseur. Si la température est très élevée, les matériaux céramiques qui sont généralement utilisés pour supporter les matériaux catalytiques peuvent s'effondrer créant alors des fissures dans le catalyseur. En outre, il faut éviter d'envoyer un excédent d'hydrocarbures fractionnés au catalyseur qui ne pourraient être complètement oxydés, afin de ne pas générer d'espèces polluantes (HC, CO) au-delà des seuils réglementaires. L'opération de régénération du filtre à particules s'effectue périodiquement dès que l'on détecte une quantité de particules dans le filtre trop importante. Cette détection peut être obtenue par exemple par une mesure de pression différentielle en amont et en aval du filtre à particules ou par tout autre moyen approprié. L'opération de régénération s'effectue lorsque le moteur du véhicule fonctionne et ne doit pas être discernable par le conducteur et les passagers du véhicule. Pour éviter des élévations de température trop importantes et piloter la phase de régénération, on procède généralement à une régulation de la quantité de carburant injectée pour la régénération en fonction de la température de sortie du catalyseur qui est en même temps la température d'entrée du filtre à particules. La demande de brevet français 2 864 992 (BOSCH) décrit une telle régulation de la quantité de carburant injectée pendant les phases de régénération à partir de l'écart entre la température en sortie du catalyseur et une valeur de consigne, et également en fonction de l'écart entre la température en amont du catalyseur et une valeur de consigne, afin d'améliorer la régulation en tenant compte de l'inertie du catalyseur. La demande de brevet allemand DE 100 33 159 (Daimler Chrysler) propose un dispositif de régulation comprenant deux boucles de régulation, le carburant pour la régénération étant injecté par post injection dans les cylindres du moteur. La première boucle régule le débit de carburant post-injecté en utilisant comme grandeur d'entrée, la température en aval du catalyseur. La deuxième boucle de régulation régule le moment de la post-injection du carburant en utilisant comme grandeur d'entrée la température mesurée par un capteur en amont du catalyseur. La demande de brevet français n°0654519 au nom de la Demanderesse, non publiée, propose d'améliorer la dynamique de réponse de la régulation de température des gaz arrivant au filtre particules, en additionnant une régulation de type PID sur une température de consigne, et une correction représentative de la dynamique d'évolution en température du catalyseur, issue d'une cartographie. Cependant, cette cartographie est extraite des modes de fonctionnement connus du système en mode stabilisé, qui peuvent présenter des écarts par rapport aux modes transitoires de fonctionnement. Aucun de ces procédés de régulation ne permet de prendre en compte de manière satisfaisante la dynamique des réactions qui ont lieu dans le catalyseur et l'inertie liée à la masse de ce dernier lors des phases transitoires de fonctionnement du moteur. Notamment, les variations de débits de gaz dans la ligne d'échappement sont susceptibles de modifier la stoechiométrie des espèces en présence, et leur prise en compte par le biais de la température ne suffit pas à éviter la production d'hydrocarbures imbrûlés incomplètement oxydés dans le catalyseur. La présente invention a pour but d'améliorer les performances de régulation de la quantité de carburant injectée pour la régénération du filtre à particules de façon à tenir compte au mieux des phases transitoires de fonctionnement du moteur.

L'invention a pour objet un dispositif de régulation d'une quantité de carburant à injecter pour la régénération d'un filtre à particules d'une ligne d'échappement d'un véhicule automobile, ligne d'échappement comprenant un catalyseur d'oxydation et un filtre à particules monté en aval du catalyseur. Le dispositif comprend une unité de commande apte à déterminer la quantité de carburant à injecter pour la régénération du filtre à particules en fonction du point de fonctionnement du moteur du véhicule. Le dispositif comprend en outre un moyen d'estimation du débit de gaz en entrée du catalyseur, relié à l'unité de commande. L'unité de commande comprend un module correcteur apte à multiplier la quantité de carburant déterminée précédemment par l'unité de commande, par une fonction dudit débit de gaz en entrée du catalyseur. Dans un mode de réalisation préféré, le module correcteur comprend une cartographie de valeurs du débit de gaz en entrée du catalyseur en fonction du point de fonctionnement du moteur et en régime stabilisé du moteur, et le module correcteur est configuré pour multiplier la quantité de carburant déterminée par l'unité de commande par le rapport du débit de gaz estimé en entrée du catalyseur, et du débit de gaz issu de la cartographie.

Dans un autre mode de réalisation préféré, le module correcteur comprend une première cartographie de valeurs du débit de gaz en entrée du catalyseur, en fonction du point de fonctionnement du moteur et en régime stabilisé du moteur, et comprend des cartographies de couples de valeurs de seuil en fonction du point de fonctionnement du moteur, et le module correcteur est configuré pour multiplier ladite quantité de carburant déterminée par l'unité de commande, par le rapport du débit de gaz estimé en entrée du catalyseur, et du débit de gaz issu de la première cartographie, ledit rapport étant limité par les valeurs de seuil issues des secondes cartographies.

Avantageusement, le dispositif peut comprendre un capteur de température en entrée du filtre à particules, et l'unité de commande peut comprendre un régulateur de type Proportionnel Intégral Dérivé (PID) qui génère une correction de la valeur de quantité de carburant à injecter, à partir de la différence entre la température mesurée par ledit capteur en entrée du filtre à particules et une température de consigne. Un autre aspect de l'invention concerne un procédé de régulation d'une quantité de carburant à injecter pour la régénération d'un filtre à particules monté dans la ligne d'échappement d'un moteur de véhicule en aval d'un catalyseur d'oxydation, dans lequel la quantité de carburant à injecter est calculée à partir de la somme d'une commande en boucle fermée, et d'une commande en boucle ouverte. Dans la commande en boucle fermée on compare une température mesurée et une température de consigne. La commande en boucle ouverte est calculée à partir d'une ou plusieurs cartographies de valeurs de fonctionnement de la ligne d'échappement du véhicule, en régime stabilisé du moteur et en fonction du point de fonctionnement du moteur. La valeur de la commande en boucle ouverte est pondérée par une fonction de la valeur du débit de gaz en entrée du catalyseur avant d'être ajoutée à la valeur de la commande en boucle fermée.

Dans un mode de réalisation préféré du procédé, la valeur de la commande en boucle ouverte est multipliée, avant sommation, par le quotient de la valeur du débit de gaz estimé en entrée du catalyseur, et d'une valeur du débit de gaz issue d'une cartographie fonction du point de fonctionnement du moteur, ledit quotient étant borné par deux valeurs de seuil, également fonctions du point de fonctionnement du moteur. Avantageusement, la valeur de la commande en boucle fermée est calculée à l'aide d'un régulateur de type Proportionnel Intégral Dérivé. Dans une variante de réalisation du procédé, on calcule la commande de la quantité de carburant à injecter pour la régénération du filtre à particule en effectuant les étapes ci-après : - on détermine, en fonction du point de fonctionnement du moteur, à l'aide d'une cartographie, une première valeur de quantité de carburant à injecter; - on additionne à cette première valeur, une ou plusieurs corrections de quantité de carburant à injecter, lesdites corrections étant calculées à l'aide d'une valeur estimée de température en entrée du catalyseur et à l'aide de cartographies de fonctionnement de la ligne d'échappement du véhicule; - on multiplie la valeur ainsi corrigée par une fonction du débit de gaz en entrée du catalyseur; - on additionne au résultat précédent une valeur de correction issue d'une boucle fermée de contrôle, boucle qui compare une température mesurée et une température de consigne à l'aide d'un régulateur de type Proportionnel Intégral Dérivé (PID). Avantageusement, on utilise les cartographies de fonctionnement de la ligne d'échappement pour estimer les valeurs que devraient avoir, en régime stabilisé du moteur, pour le point de fonctionnement courant du moteur, une ou plusieurs des variables suivantes: - la température en entrée du catalyseur, - le gain de température entre l'entrée et la sortie du catalyseur, - le temps de réponse ou la vitesse de variation du gain de température entre l'entrée et la sortie du catalyseur, - le rapport entre la quantité de carburant injectée pour la régénération et la température en sortie du catalyseur, - le temps de réponse ou la vitesse de variation du rapport entre la quantité de carburant injectée pour la régénération et la température en sortie du catalyseur. De manière préférentielle, les valeurs issues des cartographies précédentes sont utilisées par un module d'ajustement dynamique pour prévoir l'évolution de la température des gaz en sortie du catalyseur. Grâce à ces cartographies, une mesure ponctuelle de température en entrée du catalyseur permet au module d'ajustement dynamique de prédire, plus rapidement que l'évolution de ces températures ne saurait être mesurée par capteur, l'évolution de la température en entrée, ainsi que l'évolution de la température en sortie du catalyseur. L'invention sera mieux comprise à l'étude d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatif illustré par les dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 montre schématiquement la ligne d'échappement d'un moteur à combustion interne ; - la figure 2 illustre les principaux éléments d'une unité de 20 commande utilisé dans la régulation selon l'invention. - la figure 3 montre un exemple de réalisation du module d'ajustement dynamique de la figure 2. Tel que représenté sur la figure 1, le moteur à combustion interne 1, représenté très schématiquement, est un moteur diesel à quatre cylindres. 25 Les chambres de combustion du moteur représentées schématiquement et référencées 2 sont alimentées en air comprimé par un conduit d'admission 3. L'air frais admis est comprimé par un turbo compresseur 4 dont le compresseur est entraîné en rotation par une turbine traversée par les gaz d'échappement provenant de la conduite 30 d'échappement 5. En sortie de turbine, les gaz d'échappement sont véhiculés par une ligne d'échappement 6 qui comprend un dispositif catalyseur 7 suivi d'un filtre à particules (FAP) 8. Bien que dans cet exemple, le catalyseur ait été représenté sous la forme d'un dispositif séparé du filtre à particules, on comprendra que les deux dispositifs pourraient être juxtaposés, voire que les matériaux catalytiques puissent être disposés à l'intérieur même du filtre à particules sans modification majeure de la présente invention. Une unité électronique de commande ECU, référencée 9, assure la commande du fonctionnement du moteur 1 et permet également la commande de la régénération du filtre à particules 8. A cet effet, l'unité électronique de commande 9, qui reçoit diverses informations de paramètres de fonctionnement du moteur par les connexions 10, est capable d'émettre un signal de commande par la connexion 11 en vue de l'injection dans la ligne d'échappement, par un injecteur spécifique 12 dit " cinquième injecteur", d'une certaine quantité de carburant de façon à augmenter la quantité de carburant imbrûlé et la température des gaz d'échappement pour une phase de régénération du filtre à particules. Sur la figure 1, se trouvent également représentés différents capteurs, et en particulier un capteur de pression différentielle 14 mesurant la différence de pression de gaz entre l'entrée et la sortie du filtre à particules 8, à l'aide d'un piquage de pression 20 situé en amont du filtre à particules 8 et d'un piquage de pression 21 situé en aval du filtre à particules 8. La connexion 15 amène le signal de pression différentielle émis par le capteur 14 sur l'unité électronique de commande 9. Une telle mesure de pression différentielle permet de détecter le moment où le filtre à particules est chargé en particules de suie d'une façon telle qu'une phase de régénération doit être initiée. Sur la figure 1, on a également représenté un capteur de température 16 qui détermine la température à la sortie du catalyseur 7, qui est également la température d'entrée TeFAP du filtre à particules. Un deuxième capteur de température 17 détermine la température en amont du catalyseur 7 soit Tamont. Ces températures sont amenées par les connexions 18 et 19 à l'unité électronique de commande 9. En variante, le capteur de température 17 peut par exemple être remplacé par un capteur de température placé en amont de la turbine du turbo compresseur 4, qui détermine une température TavTurb dont l'unité électronique déduit la température Tamont à l'aide d'un modèle de calcul adapté.

Un débitmètre 22 à la sortie du compresseur permet de mesurer le débit d'air comprimé envoyé dans le moteur, dont la valeur est amenée par la connexion 23 à l'unité électronique de commande 9. Les principaux éléments de la régulation sont illustrés sur la figure 2 où l'on retrouve les mêmes éléments portant les mêmes références et notamment la ligne d'échappement 6 comprenant les différents capteurs de température 16, 17, le cinquième injecteur 12 et sa connexion 11, ainsi que les connexions 10 et 23 de l'unité de commande 9 lui amenant les paramètres moteur et le débit d'air en entrée du moteur. L'unité de commande 9 comprend un module de prépositionnement 36, qui délivre une valeur de quantité carburant à injecter InjPrépos pour la régénération du filtre à particules. Le module de prépositionnement dispose d'une cartographie mémorisée 35 de quantités de carburant à injecter en fonction du point de fonctionnement du moteur. Le point de fonctionnement du moteur est schématisé sur la figure par le couple de valeurs N, C, envoyées par les connexions 10 à l'unité de commande 9, N étant le régime de rotation du moteur et C le couple moteur. Le module de prépositionnement compare le point de fonctionnement moteur à la cartographie 35, et délivre une valeur de quantité de carburant à injecter. Ce module de prépositionnement 36 peut être complété par un module d'ajustement dynamique 34 qui vient ajouter un terme correctif AlnjDynam à la valeur issue de la cartographie 35. Ce terme correctif est calculé sur la base de l'évaluation d'une probable vitesse d'évolution en température du catalyseur. Le module de prépositionnement délivre ainsi en sortie une valeur IniPrépos de quantité carburant à injecter, qui est, suivant les variantes de réalisation, issue de la seule cartographie 35, ou est la somme de la valeur issue de la cartographie 35 et du terme correctif AlnjDynam. L'unité de commande 9 comprend également un module de correction en débit 39 qui délivre un coefficient correcteur CoeffQ, qui est fonction du débit de gaz Qgaz traversant le catalyseur, et du point de fonctionnement du moteur. Le point de fonctionnement du moteur est schématisé par les valeurs N, C, amenées au module par les connexions 10. Le module de correction en débit 39 reçoit par la connexion 23 la valeur de débit d'air entrant dans le moteur. Du point de fonctionnement du moteur et de la quantité de carburant injectée à chaque instant, le module 39 déduit le débit de gaz Qgaz traversant le catalyseur. Le module 39 dispose en outre de trois cartographies mémorisées, toutes trois fonction du point de fonctionnement du moteur. La première cartographie 40 donne, en fonction du point de fonctionnement du moteur, un débit de gaz QgazRef, dit débit de gaz de référence, qui correspond au débit entrerait dans le catalyseur pour le même point de fonctionnement du moteur, mais en condition de régime stabilisé du moteur. En régime transitoire notamment, la valeur cartographiée QgazRef est généralement différente de la valeur Qgaz mesurée ou déduite de mesures. Le module 39 effectue le quotient de la valeur de débit issue de mesure Qgaz, par la valeur de débit QgazRef extraite de la cartographie 40. Les deux autres cartographies 41 et 42 attribuent arbitrairement, à chaque point de fonctionnement du moteur, deux valeurs de seuil sans dimension Qmin et Qmax, Qmin étant inférieure à Qmax. Le module 39 vérifie si la valeur coeffQ est comprise entre les bornes Qmin et Qmax extraites des cartographies 41 et 42. Si coeffQ est inférieure, il lui substitue la valeur Qmin. Si coeffQ est supérieure, il lui substitue la valeur Qmax. La valeur coeffQ ainsi obtenue est ensuite envoyée par une connexion sur un multiplicateur 43. Le seuillage peut bien sûr se faire de manière équivalente directement sur la valeur Qgaz, à l'aide de deux cartographies de valeurs de seuil ayant chacune la dimension d'un débit. On peut également, selon une variante de réalisation, mesurer un débit de gaz Qentrée ailleurs qu'à l'entrée du moteur, par exemple au niveau de la ligne d'échappement. On peut par ailleurs appliquer le processus précédent soit en recalculant le débit de gaz Qgaz à l'entrée du catalyseur, comme décrit, soit en choisissant de définir les cartographies de débits de gaz de référence pour que lesdits débits de référence QgazRef soient définis au même endroit qu'est mesuré le débit courant Qentrée. On peut alors utiliser directement la valeur Qentrée mesurée pour calculer le rapport coeffQ= Qentrée/ QgazRef.

Le module de correction en débit 39 comprend un multiplicateur 43 sur une branche duquel arrive la valeur de quantité de carburant InjPrépos issue du module de prépositionnement 36. Le module de correction envoie le coefficient correcteur coeffQ sur une autre branche du multiplicateur 43. Le module de correction en débit 39 délivra ainsi à la sortie du multiplicateur 43 une valeur de quantité de carburant IniDébit qui est le produit de InjPrépos par le coefficient CoeffQ, et qui tient compte du point de fonctionnement du moteur, du débit réel de gaz traversant le catalyseur, et, par la correction du module d'ajustement dynamique 34, de l'évolution dynamique en température du catalyseur. Les connexions 10 amenant les valeurs N, C du point de fonctionnement moteur, la connexion 23 amenant la valeur de débit d'air entrant, le module de prépositionnement 36, le module de correction en débit 39 et les connexions au multiplicateur 43 constituent une boucle ouverte de régulation 44 ayant pour entrées notamment N, C, le débit d'air entrant Qentrée, et pour sortie une valeur de quantité de carburant à injecter InjDébit. Pour tenir compte des dispersions de fabrications qui ne peuvent être prises en compte de manière exhaustive par les cartographies utilisées dans la boucle ouverte 44, l'unité de commande comprend également une boucle fermée 37 de régulation comportant un régulateur 38, qui est ici à titre d'exemple un régulateur du type proportionnel intégral dérivé (PID). La grandeur régulée est par exemple l'écart c qui est amené à l'entrée du régulateur 38 et qui correspond à la différence entre une température de consigne TeFAPconsigne et la température TeFAP mesurée à la sortie du catalyseur. L'unité de commande additionne la valeur de régulation AIniPID délivrée par la régulateur 38, et la valeur de quantité de carburant InjDébit délivrée par la boucle ouverte, pour obtenir la commande de quantité de carburant Inn finalement envoyé au cinquième injecteur par la connexion 11. La figure 3 illustre un exemple de réalisation de module d'ajustement dynamique 34. Une cartographie mémorisée 24 en fonction du régime de rotation du moteur noté N et du couple moteur noté C fournit une valeur de température en amont du dispositif catalyseur Tamont en régime stabilisé pour différents points de fonctionnement du moteur. Cette valeur attendue issue de la cartographie 24 est amenée sur l'entrée négative d'un comparateur 25. Le comparateur 25 reçoit également sur son entrée positive la température amont Tamont telle que mesurée par le capteur 17. Le comparateur 25 établit donc un écart ATamont par rapport au point de fonctionnement du moteur en régime stabilisé. Afin de tenir compte également de l'inertie thermique du dispositif catalyseur 7 et des réactions catalytiques exothermiques qui augmentent la température des gaz d'échappement traversant le catalyseur 7, on applique un gain à la première correction ainsi obtenue. A cet effet, le module de correction 22 comprend une cartographie 26, cette cartographie donnant pour chaque point de fonctionnement du moteur en régime stabilisé la valeur d'un gain K1 qui correspond au rapport entre la température de sortie du dispositif catalyseur 7 TeFAP à la température en amont du catalyseur 7 Tamont soit : K1 = TeFAP Tamont La valeur de ce gain est en outre filtrée dans le filtre 27 noté F1 au moyen d'un temps de réponse ti qui traduit la vitesse d'évolution de ce gain pour un mode de fonctionnement stabilisé du moteur. Ce temps de réponse ti est déterminé en fonction du point de fonctionnement du moteur par une cartographie 28. Le module de traitement 29 combine le gain dynamique envoyé par le filtre 27 et l'écart au régime stabilisé de Tamont envoyé par le comparateur 25, pour délivrer un écart dynamique de température ATeFAP en sortie du catalyseur. Le module d'ajustement dynamique 34 comporte encore un moyen pour établir une correction sur la quantité de carburant à injecter pour atteindre la température de consigne TeFAPeonsigne. A cet effet, une cartographie 30 permet la détermination d'un deuxième gain K2 en fonction du point de fonctionnement du moteur. La valeur de ce gain K2 correspond à la quantité de carburant injectée Inn divisé par la valeur de la température de sortie TeFAP du catalyseur soit : K2 = Inj TeFAP. Ce gain fait l'objet d'un filtrage dans le filtre 31 noté F2 au moyen d'un temps t2 de réponse du dispositif catalyseur 7, déterminé en fonction du point de fonctionnement du moteur en régime stabilisé au moyen d'une cartographie 32. Le temps de réponse t2 résultant de cette cartographie est amené à l'entrée du filtre 31 de façon à obtenir un gain filtré qui est amené à un module de traitement 33 recevant également la correction portant sur la température de sortie du dispositif catalyseur.

Le module de traitement 33 détermine alors la valeur de correction AlnjDynam qui doit être appliquée à la quantité InjPrépos de carburant à injecter. On notera que les gains K1 et K2 et les temps de réponse ti et t2 sont tous issus de cartographies établies en régime stabilisé du moteur. Le module d'ajustement dynamique 34 permet donc d'utiliser la connaissance de la dynamique d'évolution du catalyseur en régime stabilisé du moteur afin de proposer, pour la quantité de carburant à injecter, un ajustement plus rapide que celui obtenu par la boucle de régulation fermée 37. En effet, le module d'ajustement dynamique 34 estime et anticipe l'évolution imminente des températures du système, alors que la boucle PID 37 ne fait que la constater, subissant à la fois l'inertie du catalyseur et celle des capteurs. En revanche, la boucle fermée 44 permet de corriger les écarts plus constants liés par exemple aux écarts de fabrication entre le véhicule ayant servi pour établir les cartographies et le véhicule équipé du système selon l'invention. La cartographie 35 de prépositionnement et les cartographies dont sont déduits K1, K2, ti et t2 représentent un mode particulier de fonctionnement du moteur en régime stabilisé, avec le débit de gaz d'échappement qui y est associé. Or, pour le même point de fonctionnement du moteur défini par un régime et un couple du moteur, ce débit de gaz peut varier par exemple en fonction des conditions de roulage, de la température extérieure, de la pression atmosphérique. En outre, ce débit sera différent si le même point de fonctionnement du moteur correspond à un mode transitoire.

Grâce au module de correction en débit 39, l'invention permet de compenser cette variabilité du moteur et de la ligne d'échappement, par une correction à faible temps de réponse, correction directement liée à la stoechiométrie des réactions d'oxydation que l'on cherche à piloter dans le catalyseur. L'invention permet l'obtention d'une meilleure régulation de la température en sortie du dispositif catalyseur pendant les modes transitoires, correspondant par exemple à de fortes variations des paramètres moteur pendant des intervalles de temps relativement courts.

Elle permet également un ajustement de cette régulation en température pour des conditions de fonctionnement qui s'écartent des conditions ayant servi à établir les cartographies de quantité de carburant à injecter a priori en fonction du point de fonctionnement constaté du moteur.

Claims (8)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif de régulation d'une quantité de carburant à injecter pour la régénération d'un filtre à particules d'une ligne d'échappement (6) d'un véhicule automobile comprenant un catalyseur d'oxydation (7) et un filtre à particules (8) monté en aval du catalyseur, ledit dispositif comprenant une unité de commande (9) apte à déterminer la quantité de carburant à injecter pour la régénération du filtre à particules en fonction du point de fonctionnement du moteur du véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen d'estimation (22) du débit de gaz en entrée du catalyseur, relié à l'unité de commande (9), et en ce que l'unité de commande comprend un module correcteur (39) apte à multiplier la quantité de carburant déterminée précédemment par l'unité de commande, par une fonction (CoeffQ) dudit débit de gaz en entrée du catalyseur.
2. 2. Dispositif de régulation suivant la revendication 1, dans lequel le module correcteur (39) comprend une cartographie (40) de valeurs du débit de gaz en entrée du catalyseur en fonction du point de fonctionnement du moteur et en régime stabilisé du moteur, et dans lequel le module correcteur est configuré pour multiplier la quantité de carburant (Injprépos) déterminée par l'unité de commande par le rapport du débit de gaz estimé en entrée du catalyseur (Qgaz), et du débit de gaz (QgazRef ) issu de la cartographie.
3. 3. Dispositif de régulation suivant la revendication 1, dans lequel le module correcteur (39) comprend une première cartographie (40) de valeurs du débit de gaz en entrée du catalyseur, en fonction du point de fonctionnement du moteur et en régime stabilisé du moteur, et comprend des cartographies (41, 42) de couples de valeurs de seuil en fonction du point de fonctionnement du moteur, et dans lequel le module correcteur est configuré pour multiplier ladite quantité de carburant (Iniprépos) déterminée par l'unité de commande, par le rapport du débit de gaz estimé en entrée du catalyseur (Qgaz), et du débit de gaz (QgazRef) issu de la première cartographie (40), ledit rapport (coeffQ) étant limité par les valeurs de seuil issues des secondes cartographies (41,42).
4. 4. Dispositif de régulation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un capteur de température (16) en entrée du filtre à particules (8), et dans lequel l'unité de commande comprend un régulateur (38) de type Proportionnel Intégral Dérivé (PID) qui génère une correction (AIäiPJD) de la valeur de quantité de carburant à injecter, à partir de la différence entre la température mesurée (TeFAP) par ledit capteur (16) en entrée du filtre à particules et une température de consigne (TeFAPeonsigne).
5. 5. Procédé de régulation d'une quantité de carburant à injecter pour la régénération d'un filtre à particules (8) monté dans la ligne d'échappement d'un moteur de véhicule en aval d'un catalyseur d'oxydation (7), dans lequel la quantité de carburant à injecter (Inn) est calculée à partir de la somme d'une commande en boucle fermée (37), dans laquelle on compare une température mesurée (TeFAP) et une température de consigne (TeFAPcOnsigne), et d'une commande en boucle ouverte (44), calculée à partir d'une ou plusieurs cartographies (35, 24, 28, 30, 32) de valeurs de fonctionnement de la ligne d'échappement du véhicule, en régime stabilisé du moteur et en fonction du point de fonctionnement du moteur, caractérisé en ce que la valeur de la commande en boucle ouverte (Injprépos) est pondérée par une fonction (coeffQ) de la valeur du débit de gaz en entrée du catalyseur avant d'être ajoutée à la valeur (AIniPID) de la commande en boucle fermée (44).
6. 6. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la valeur de la commande en boucle ouverte (IniPrépos) est multipliée, avant sommation, par le quotient de la valeur du débit de gaz estimé en entrée du catalyseur (Qgaz), et d'une valeur du débit de gaz (QgazRef) issue d'une cartographie fonction du point de fonctionnement du moteur, ledit quotient étant borné par deux valeurs de seuil (Qmin, Qmax), également fonctions du point de fonctionnement du moteur.
7. 7. Procédé de régulation suivant la revendication précédente, dans lequel la valeur de la commande en boucle fermée est calculée à l'aide d'un régulateur (38) de type Proportionnel Intégral Dérivé (PID).
8. 8. Procédé de régulation suivant l'une quelconque des revendications 5 à 7, dans lequel, au cours du calcul de la commande de la quantité de carburant à injecter pour la régénération du filtre à particule : - on détermine, en fonction du point de fonctionnement du moteur, à l'aide d'une cartographie (35), une première valeur de quantité de carburant à injecter; - on additionne à cette première valeur une ou plusieurs corrections (AlnjDyäam) de quantité de carburant à injecter, lesdites corrections étant calculées à l'aide d'une valeur estimée (Tamont) de température en entrée du catalyseur et à l'aide de cartographies de valeurs de fonctionnement de la ligne d'échappement du véhicule (24, 26, 28, 30); - on multiplie la valeur ainsi corrigée par une fonction (CoeffQ) du débit de gaz en entrée du catalyseur; - on additionne une valeur de correction issue d'une boucle fermée de contrôle comparant une température mesurée et une température de consigne à l'aide d'un régulateur (38) de type Proportionnel Intégral Dérivé (PID).