FR2963639A1 - Procede et dispositif de regeneration d'un filtre a particules - Google Patents
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Abstract
Procédé et dispositif de surveillance et de régulation de la régénération d'un filtre à particules (15) installé dans la conduite des gaz d'échappement (12) d'un moteur à combustion interne (10) équipé d'un catalyseur à trois voies (17) en aval du filtre à particules (15). La régénération du filtre à particules (15) se fait par combustion par oxydation des particules. Pendant la phase de régénération, on fait le bilan direct ou indirect de la consommation d'oxygène selon l'évolution chronologique d'un premier signal d'une première sonde Lambda (13) installée en amont du filtre à particules avec l'évolution chronologique d'un second signal d'une seconde sonde Lambda (16) en aval du filtre (15). Pendant la régénération on régule un coefficient Lambda, tel que X = 1 en aval du catalyseur (17) à l'aide d'une régulation Lambda et de la seconde sonde Lambda (16).
Description
1 Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un procédé de surveillance et de régulation de la régénération d'un filtre à particules installé dans la conduite des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne équipé d'un catalyseur à trois voies en aval du filtre à particules selon le sens de passage des gaz d'échappement, - la régénération du filtre à particules se faisant par combustion par oxydation des particules au cours d'une phase de régénération, - et pendant la phase de régénération, on fait le bilan direct ou indirect de la consommation d'oxygène selon l'évolution chronologique d'un premier signal d'une première sonde Lambda installée en amont du filtre à particules selon le sens de passage des gaz d'échappement, avec l'évolution chronologique d'un second signal d'une seconde sonde Lambda installée en aval du filtre à particules selon le sens de passage des gaz d'échappement. L'invention se rapporte également à un dispositif de surveillance et de régulation de la régénération d'un filtre à particules installé dans la conduite des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne équipé d'un catalyseur à trois voies installé en aval du filtre à particules dans le sens de passage des gaz d'échappement, - la régénération du filtre à particules se faisant par combustion oxydante des particules pendant la phase de régénération, et - la commande et la surveillance de la régénération du filtre à particules se faisant par une unité de commande et les signaux d'une première sonde Lambda installée en amont du filtre à particules dans le sens de passage des gaz d'échappement, sont comparés aux signaux fournis par une seconde sonde Lambda installée en aval du filtre à particules selon le sens de passage des gaz d'échappement, pour faire le bilan direct ou indirect de la consommation en oxygène. Etat de la technique Pour réduire les émissions de particules des moteurs Diesel et de façon plus accentuée à l'avenir également celles des moteurs à essence (valeur limite fixée selon la norme EU6 à partir de 2014), on utilise des filtres à particules dans la conduite des gaz
2 d'échappement des moteurs à combustion interne. Les gaz d'échappement traversent le filtre à particules et les particules de matière solide chargeant les gaz d'échappement, se déposent et restent retenues dans le filtre. Les masses de particules ou de noir de fumées ainsi accumulées dans le filtre, provoquent progressivement le bouchage du filtre à particules, ce qui se traduit par une augmentation de la pression antagoniste opposée aux gaz d'échappement avec un effet négatif sur le rendement du moteur et la consommation de carburant. Pour cette raison, il faut de temps en temps éliminer la masse de noir de fumées ainsi stockée. Cette régénération du filtre se fait au cours de phases de régénération particulières par une combustion par oxydation des particules sous la forme d'une réaction exothermique autonome dans la mesure où la température des gaz d'échappement est d'au moins 580°C et avec une concentration suffisante en oxygène dans les gaz d'échappement. Par la composition des gaz d'échappement et leur température, on commande le déroulement de la régénération. A côté du filtre à particules, le post-traitement des gaz d'échappement par les moteurs à combustion interne, nécessite d'autres composants. C'est ainsi que dans le cas de moteurs à essence fonctionnant en mode homogène, on convertit les produits polluants tels que les hydrocarbures (HC), le monoxyde de carbone (CO) et les oxydes d'azote (NO.) par un catalyseur à trois voies. Dans le cas d'une combustion maigre, on a en général un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote en aval. La régulation du coefficient Lambda, permet de réaliser une émission la plus faible en produits polluants. Par cette régulation Lambda de la combustion, on régule le mélange carburant-air alimentant le moteur à combustion interne en fonction de la concentration en oxygène dans les gaz d'échappement. La teneur en oxygène des gaz d'échappement se décrit par la valeur du coefficient Lambda. Pour une combustion stoechiométrique, le coefficient Lambda a pour valeur 1 ; dans le cas d'un excédent d'oxygène, le coefficient Lambda a une valeur > 1 et dans le cas d'un manque d'oxygène, le coefficient Lambda a une valeur < 1. Le coefficient Lambda se mesure à l'aide de sondes Lambda installées dans la conduite des gaz d'échappement.
3 En général, la régénération du filtre à particules se fait comme indiqué ci-dessus, lorsqu'on dépasse la valeur limite de la contrepression s'opposant aux gaz d'échappement. Cette situation peut se détecter en utilisant un modèle approprié et en compensant par une mesure de différence de pression. L'oxydation du noir de fumées et ainsi la régénération du filtre sont principalement influencés par la température des gaz d'échappement et la teneur résiduelle en oxygène des gaz d'échappement. Comme la combustion des particules nécessite un excédent d'oxygène dans les gaz d'échappement, on ne peut pas choisir librement la composition du mélange alimentant le moteur à combustion interne pour cette phase selon les exigences par ailleurs du mode de conduite. C'est pourquoi, il est souhaitable de déterminer la fin de la régénération pour basculer de nouveau sur un mode de fonctionnement normal.
Selon le document DE 10 2009 028237.8, on connaît un procédé de surveillance et de régulation de la régénération d'un filtre à particules installé dans la conduite des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne. Selon ce procédé, la régénération du filtre à particules se fait par la combustion par oxydation des particules au cours d'une phase de régénération. Il est prévu de faire fonctionner le moteur à combustion interne au moins pendant la phase de régénération du filtre à particules en mode maigre ou en faisant osciller le mélange autour d'un point de fonctionnement en mode maigre. On surveille la régénération du filtre à particules en fonction de l'évolution chronologique d'un second signal d'une seconde sonde Lambda installée en aval du filtre à particules dans le sens de passage des gaz d'échappement ou d'une seconde grandeur caractéristique qui en déduite, par comparaison avec l'évolution chronologique d'un premier signal fourni par une première sonde Lambda installée en amont du filtre à particules dans le sens de passage des gaz d'échappement ou à partir d'une première grandeur caractéristique qui en est déduite, on surveille les phases de fonctionnement en mode maigre ou pendant l'oscillation du mélange. L'inconvénient de cette solution, est que la régénération se fait au cours d'une phase maigre au cours de laquelle,
4 les autres composants polluants des gaz ne peuvent être éliminés de manière optimale. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un procédé et un dispositif permettant une régulation et une surveillance fiables de la régénération du filtre à particules tout en éliminant aussi suffisamment les autres composants polluants des gaz d'échappement. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention se rapporte à un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que pendant la régénération du filtre à particules, on régule le coefficient Lambda, tel que = 1 en aval du catalyseur à trois voies à l'aide d'une régulation Lambda et de la seconde sonde Lambda installée en aval du catalyseur à trois voies. L'invention a également pour objet un dispositif de surveillance et de régulation de la régénération du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'avec un programme implémenté par l'unité de commande, pendant la régénération du filtre à particules, on réalise une régulation du coefficient Lambda, et à l'aide d'une seconde sonde Lambda installée en aval du catalyseur à trois voies, on fait une régulation du coefficient Lambda sur = 1, en aval du catalyseur à trois voies. En d'autres termes, l'invention a pour objet un dispositif comportant une installation de commande qui assure la commande et la surveillance de la régénération du filtre à particules et exploite les signaux d'une première sonde Lambda installée en amont du filtre à particules dans le sens de passage des gaz d'échappement pour les comparer à des signaux d'une seconde sonde Lambda installée derrière le filtre à particules selon le sens de passage des gaz d'échappement pour faire un bilan direct ou indirect de la consommation d'oxygène, une unité de commande implémentant un programme réalisant la régulation du coefficient Lambda pendant la régénération du filtre à particules et la seconde sonde Lambda installée derrière le catalyseur à trois voies régule le coefficient Lambda tel que = 1 en aval du catalyseur à trois voies. Pendant la régénération du filtre à particules, le procédé et le dispositif selon l'invention permettent d'assurer une conversion suffisante de tous les composants polluants des gaz d'échappement car, pour la conversion, on a une commande préalable d'un coefficient 5 Lambda idéal. Cela est intéressant en ce que la température des gaz d'échappement se situe dans une plage permettant une régénération qui se fait en respectant la conversion des autres combustions polluantes, automatiquement, car il subsiste dans les gaz d'échappement bruts toujours une certaine teneur en oxygène résiduel (entre 0,5 et 0,7 %). La nécessité de la régénération du filtre à particules se détermine à partir d'un modèle approprié ou en utilisant des capteurs, par exemple en mesurant une différence de pression, si bien que pour lancer la régénération, on vérifie tout d'abord les autres conditions environnantes comme par exemple, la température des gaz d'échappement et le mode de fonctionnement actuel du moteur. Toutefois, il faut s'assurer par une surveillance continue, que le fonctionnement exothermique par la combustion du noir de fumées ne se développe pas trop, car sinon, on risque d'endommager le filtre à particules.
Suivant une caractéristique préférentielle du procédé, pendant la phase de régénération du filtre à particules, on détermine l'état exothermique lié à la combustion du noir de fumées à partir du bilan d'oxygène en amont et en aval du filtre à particules et en cas de dépassement d'une certaine valeur limite de l'état exothermique, on ralentit ou on termine le procédé de régénération. Pour cela, on peut utiliser les capteurs des sondes Lambda autour du filtre à particules et d'un précatalyseur, en intégrant le filtre à particules dans un précatalyseur en amont du catalyseur à trois voies, selon le sens de passage des gaz d'échappement.
A partir de la différence du signal fourni par la sonde Lambda en aval du catalyseur à trois voies et celui de la sonde Lambda en amont du filtre à particules, on peut faire le bilan de l'oxygène consommé pour l'oxydation des hydrocarbures HC et du monoxyde de carbone CO contenu dans les gaz d'échappement, ainsi que du noir de fumées. A partir du bilan de l'oxygène consommé, on calcule l'enthalpie
6 libérée et la corrélation entre l'oxygène consommé et l'énergie libérée est qu'en première approximation, une fonction linéaire. L'enthalpie est liée à une augmentation de température dans le filtre à particules et dans le catalyseur à trois voies. Comme on sait combien d'oxygène a été consommé dans le catalyseur pour l'oxydation de l'oxyde de carbone CO et des hydrocarbures HC, on aura la teneur résiduelle en oxygène disponible pour le filtre à particules à partir de la différence entre cette valeur et la teneur en oxygène à partir du bilan global. L'oxygène calculé pour le filtre à particules permet de calculer l'état exothermique dans le filtre à particules. Pour éviter de détériorer les composants, il est prévu qu'en cas de dépassement de la valeur limite de l'état exothermique, on ralentit ou on termine de manière active la régénération en réglant le coefficient Lambda tel que < 1. Il est à remarquer que la commande préalable d'un coefficient Lambda riche, c'est-à-dire < 1, n'est pas neutre vis-à-vis des gaz d'échappement car, dans ce cas, la conversion des composants polluants des gaz d'échappement n'est pas assurée en totalité ; mais cette situation doit être considérée comme protégeant les composants ce que la réglementation accepte.
On peut prévoir que par une commande préalable avec un coefficient < 1, il s'établit un manque d'oxygène et l'oxydation du noir de fumées se fait par une réaction d'équilibre d'hydrogène hétérogène endothermique (C + H2O <-4 CO + H2). La charge de la température dans le filtre à particules, pourra ainsi être réduite encore plus. On utilise le fait qu'en cas de manque d'oxygène, la cinétique de la réaction de régénération du filtre à particules, change. Pour cela, il ne faut pas d'oxygène supplémentaire dans les gaz d'échappement, car il y a toujours de l'eau dans les gaz d'échappement puisqu'elle provient de la combustion.
La fin de la phase de régénération, c'est-à-dire l'oxydation totale du noir de fumées stocké dans le filtre à particules, se détecte par la comparaison des signaux fournis par la première sonde Lambda et par la seconde sonde Lambda. C'est pourquoi, il est inutile de prévoir des capteurs supplémentaires.
7 Un autre risque pour le filtre à particules, est celui d'un gradient local élevé de la température qui pourrait être produit par une régénération trop rapide dans le cas d'une charge importante en noir de fumées avec en même temps des températures élevées. De tels états critiques existent surtout dans le cas d'une régénération active et d'une augmentation brusque et significative de la concentration en oxygène. Pour cette raison, il est avantageux d'éviter le fonctionnement en mode de poussée pendant la phase de régénération active. Comme le mode maigre occasionne un apport supplémentaire d'oxygène dans le filtre à particules, une autre caractéristique du procédé prévoit que pendant ou après la phase de régénération, on évite de fonctionner en mode maigre avec un coefficient > 1 aussi longtemps que l'on est dans des conditions critiques. Les conditions critiques sont entre autres la température des gaz d'échappement si celle-ci est inférieure à une valeur limite pour l'oxydation du noir de fumées et la charge du filtre à particules avec du noir de fumées, si la quantité de noir de fumées est inférieure à une valeur limite. Une application préférentielle du procédé telle que décrite dans sa caractéristique ci-dessus, prévoit son utilisation pour la régénération d'un filtre à particules proche du moteur dans la conduite des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne en forme de moteur à essence à injection dans la tubulure d'admission ou injection directe. Il est avantageux d'utiliser alors les sondes Lambda existantes ou les concepts de capteur existants, car la conduite des gaz d'échappement des moteurs à essence est déjà équipée de sondes Lambda pour la régulation du coefficient Lambda, de sorte que les signaux de telles sondes peuvent s'utiliser pour commander et réguler la régénération du filtre à particules ; ainsi, le procédé selon l'invention peut s'utiliser d'une manière particulièrement économique dans les futurs moteurs à essence équipés de filtres à particules. Dessins Un procédé et un dispositif de surveillance et de régulation de la régénération d'un filtre à particules installé dans la conduite des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne,
8 seront décrits ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans l'unique figure annexée. La figure montre un moteur à combustion interne avec un filtre à particules dans la conduite des gaz d'échappement et un catalyseur à trois voies en aval. Description d'un mode de réalisation de l'invention La figure montre un moteur à combustion interne 10 équipé d'une alimentation en air 11 et d'un filtre à particules 15 installé dans la conduite des gaz d'échappement 12 et en aval du filtre, un catalyseur à trois voies 17. Les gaz d'échappement du moteur à combustion interne 10 nettoyés par le filtre à particules 15 et le catalyseur à trois voies 17, sont évacués par l'échappement 18. Le coefficient Lambda des gaz d'échappement dans la conduite des gaz d'échappement 12 directement en aval du moteur à combustion interne, se détermine à l'aide d'une première sonde Lambda 13. Dans cette zone, on détermine en plus la température des gaz d'échappement à l'aide d'un capteur de température 14. Pendant le fonctionnement du moteur à combustion interne 10, des particules s'accumulent dans le filtre à particules 15, ce qui augmente la pression antagoniste s'opposant aux gaz d'échappement. C'est pourquoi, il faut en cas de besoin, nettoyer le filtre à particules 15 en brûlant et en le régénérant ainsi. La régénération ne peut se faire que si la température des gaz d'échappement est supérieure à 580°C ; cette situation se détecte à l'aide du capteur de température 14. En outre, il faut avoir suffisamment d'oxygène pour une combustion. Cette situation se détermine à l'aide de la première sonde Lambda 13. Dans la conduite des gaz d'échappement 12 en aval du filtre à particules 15 et du catalyseur à trois voies 17, on a une seconde sonde Lambda 16. Dans une variante, le filtre à particules 15 est intégré dans un catalyseur amont ou précatalyseur installé en amont du catalyseur à trois voies 17 dans le sens de passage des gaz d'échappement. La différence entre les signaux de sortie de la première sonde Lambda 13 et de la seconde sonde Lambda 16, permet de déterminer dans quelle mesure la combustion des particules consomme de l'oxygène dans le filtre à particules 15. S'il n'y a pas de différence
9 entre les signaux, cela signifie que la combustion est terminée. Les signaux de la première sonde Lambda 13 et ceux de la seconde sonde Lambda 16 ainsi que le signal de sortie du capteur de température 14, sont appliqués à une unité de commande 19. L'unité de commande 19 applique un programme pour comparer les signaux et commander et surveiller la régénération. L'unité de commande 19 peut être intégrée dans la commande du moteur à combustion interne 10 qui implémente usuellement la régulation du coefficient Lambda. Globalement, la combustion des particules se suit avec les sondes Lambda et on pourra constater dans quelle mesure la combustion des particules est terminée et que l'on peut arrêter la phase de régénération. Le procédé peut être appliqué avec des sondes Lambda à bande large, connues. On peut également utiliser des sondes Lambda à deux points, plus économiques. Dans de nombreux cas, de telles sondes sont déjà installées dans la conduite des gaz d'échappement 12 du moteur à combustion interne 10, de sorte qu'il ne faut mettre en oeuvre aucun moyen supplémentaire. Le procédé et le dispositif conviennent notamment pour le nettoyage des gaz d'échappement émis par des moteurs à essence. 25 NOMENCLATURE
10 moteur à combustion interne 11 alimentation en air 12 conduite des gaz d'échappement 13 première sonde Lambda 14 capteur de température 15 filtre à particules 16 seconde sonde Lambda 17 catalyseur à trois voies 18 échappement 19 unité de commande15
Claims (1)
- REVENDICATIONS1°) Procédé de surveillance et de régulation de la régénération d'un filtre à particules (15) installé dans la conduite des gaz d'échappement (12) d'un moteur à combustion interne (10) équipé d'un catalyseur à trois voies (17) en aval du filtre à particules (15) selon le sens de passage des gaz d'échappement, - la régénération du filtre à particules (15) se faisant par combustion par oxydation des particules au cours d'une phase de régénération, - et pendant la phase de régénération, on fait le bilan direct ou indirect de la consommation d'oxygène selon l'évolution chronologique d'un premier signal d'une première sonde Lambda (13) installée en amont du filtre à particules selon le sens de passage des gaz d'échappement avec l'évolution chronologique d'un second signal d'une seconde sonde Lambda (16) installée en aval du filtre à particules (15) selon le sens de passage des gaz d'échappement, procédé caractérisé en ce que pendant la régénération du filtre à particules (15), on régule un coefficient Lambda, tel que = 1 en aval du catalyseur à trois voies (17) à l'aide d'une régulation Lambda et de la seconde sonde Lambda (16) installée en aval du catalyseur à trois voies (17). 2°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pendant la phase de régénération du filtre à particules (15), on détermine l'état exothermique lié à la combustion du noir de fumées à partir du bilan d'oxygène en amont et en aval du filtre à particules (15) et en cas de dépassement d'une valeur limite définie pour l'état exothermique, on ralentit ou on termine la régénération. 3°) Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu' en cas de dépassement de la valeur limite de l'état exothermique, on ralentit ou on termine la régénération de manière active en réglant le coefficient Lambda tel que < 1.35 12 4°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' à partir de la commande préalable sur une valeur Lambda telle que < 1, on règle un manque d'oxygène et l'oxydation du noir de fumées, se fait par une réaction d'équilibre de l'hydrogène hétérogène, endothermique. 5°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on détecte une oxydation totale du noir de fumées stockée dans le filtre à particules (15) à partir de la comparaison des signaux de la première sonde Lambda (13) et de la seconde sonde Lambda (16). 6°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on évite le mode de fonctionnement en poussée pendant la phase de régénération active. 7°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pendant ou après la phase de régénération, on évite le mode de fonctionnement en régime maigre avec un coefficient Lambda, tel que > 1, aussi longtemps que les conditions sont critiques. 8°) Application du procédé selon l'une des revendications 1 à 7 pour la régénération d'un filtre à particules (15) installé dans la conduite des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne (10) sous forme de moteur à essence. 9°) Dispositif de surveillance et de régulation de la régénération d'un filtre à particules (15) installé dans la conduite des gaz d'échappement (12) d'un moteur à combustion interne (10) équipé d'un catalyseur à trois voies (17) installé en aval du filtre à particules (15) dans le sens de passage des gaz d'échappement, 13 - la régénération du filtre à particules se faisant par combustion oxydante des particules pendant la phase de régénération, et - la commande et la surveillance de la régénération du filtre à particules (15) se faisant par une unité de commande (19) et les signaux d'une première sonde Lambda installée en amont du filtre à particules (15) dans le sens de passage des gaz d'échappement, sont comparés aux signaux fournis par une seconde sonde Lambda (16) installée en aval du filtre à particules (15) selon le sens de passage des gaz d'échappement, pour faire le bilan direct ou indirect de la consommation en oxygène, dispositif caractérisé en ce qu' un programme implémenté par l'unité de commande (19), pendant la régénération du filtre à particules (15), réalise une régulation du coefficient Lambda, et à l'aide d'une seconde sonde Lambda (16) installée en aval du catalyseur à trois voies (17), on fait une régulation du coefficient Lambda sur = 1, en aval du catalyseur à trois voies (17). 10°) Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le filtre à particules (15) est intégré dans un précatalyseur situé en amont du catalyseur à trois voies (17) selon le sens de passage des gaz d'échappement. 30
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Citations (3)
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