FR3073428B1 - METHOD FOR ADAPTING EMISSION ADDITION TO ASSIST REGENERATION OF A PARTICLE FILTER - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé d'adaptation de l'additivation aux émissions pour aide à la régénération d'un filtre à particules dans une ligne d'échappement de moteur thermique d'un véhicule automobile. Une consigne de quantité d'additif à injecter dans le carburant après chaque remplissage en carburant étant estimée proportionnellement à une quantité de carburant ajoutée en prenant en compte un premier ratio calibrable d'une quantité d'additif à ajouter sur une quantité de carburant ajoutée lors du remplissage. Afin d'adapter l'aditivation aux émissions, il est pris en compte un deuxième ratio (T ad inj) fonction des régénérations effectuées pour le filtre à particules et d'une masse de suies présente dans le filtre à particules. Le ratio final adopté est le maximum entre les premier et deuxième ratios (T ad inj).The invention relates to a method of adapting the additive to emissions to aid the regeneration of a particulate filter in an exhaust line of a combustion engine of a motor vehicle. A set amount of additive to be injected into the fuel after each fuel filling is estimated proportionally to an amount of fuel added taking into account a first calibrator ratio of an amount of additive to be added to an amount of fuel added during filling. In order to adapt the adivation to the emissions, a second ratio (T ad inj) is taken into account according to the regenerations carried out for the particulate filter and a mass of soot present in the particulate filter. The final ratio adopted is the maximum between the first and second ratios (T ad inj).
Description
PROCEDE D’ADAPTATION DE L’ADDITIVATION AUX EMISSIONS POUR AIDE A LA REGENERATION D’UN FILTRE A PARTICULESMETHOD FOR ADAPTING EMISSION ADDITION TO ASSIST REGENERATION OF A PARTICLE FILTER
[0001] La présente invention concerne un procédé d’adaptation de l’additivation aux émissions pour aide à la régénération d’un filtre à particules dans une ligne d’échappement de moteur thermique d’un véhicule automobile. La présente invention concerne aussi un dispositif d’injection d’un additif d’aide à la régénération d’un filtre à particules dans un carburant contenu dans un véhicule automobile pour la mise en oeuvre du procédé et un véhicule automobile équipé d’un tel dispositif d’injection.The present invention relates to a method of adaptation of the additive emissions to help the regeneration of a particulate filter in an engine exhaust line of a motor vehicle. The present invention also relates to a device for injecting an additive to aid the regeneration of a particulate filter in a fuel contained in a motor vehicle for the implementation of the method and a motor vehicle equipped with such a device. injection device.
[0002] La présente invention concerne principalement les motorisations à allumage par compression, notamment des moteurs Diesel ou fonctionnant au gazole. Cependant, comme l’utilisation de filtres à particules se généralise pour toutes sortes de motorisation, la présente invention peut trouver une application pour des moteurs thermiques à allumage commandé, notamment un moteur à carburant essence ou à mélange contenant de l’essence, des filtres à particules spécialement conçus pour des motorisations à essence étant de plus en plus utilisés.The present invention mainly relates to engines with compression ignition, including diesel engines or running on diesel fuel. However, since the use of particle filters is generalized for all kinds of engines, the present invention can find an application for spark-ignition engines, in particular a gasoline or gasoline-containing fuel engine, filters with particulates specially designed for gasoline engines being used more and more.
[0003] L’additif peut être un composé d’un liquide à base de cérium, appelé aussi cérine, à base d’un mélange de cérium et de fer ou à base uniquement de fer, mais ceci n’est pas limitatif.The additive may be a compound of a liquid based on cerium, also called ceria, based on a mixture of cerium and iron or iron-based only, but this is not limiting.
[0004] L’additif est introduit par un dispositif d’injection d’additif dans le carburant. L’additif, sous forme d’oxydes ferriques ou Fe2O3 et/ou d’oxydes de Cérium ou CeO2, est apporté directement à l’intérieur des agglomérats de carbone et d’hydrocarbures imbrûlés qui forment les suies au moment de la combustion dans le moteur. L’additif, jouant le rôle de catalyseur lors de la régénération, est ainsi disposé de manière uniforme dans les suies.The additive is introduced by an additive injection device into the fuel. The additive, in the form of ferric oxides or Fe 2 O 3 and / or of cerium or CeO 2 oxides, is supplied directly inside the carbon and unburnt hydrocarbon agglomerates which form the soot at the moment of combustion in the atmosphere. engine. The additive, acting as a catalyst during regeneration, is thus uniformly arranged in the soot.
[0005] Le dispositif d’injection d’additif d’aide à la régénération d’un filtre à particules dans le carburant comprend un réservoir d’additif, une pompe d’injection de l’additif dans le carburant pilotée par une unité de contrôle commande imposant une consigne de quantité d’additif à injecter dans le carburant après chaque remplissage en carburant à la pompe d’injection. La pompe d’injection de l’additif peut être de type filaire ou multiplexée.The additive injection device for assisting the regeneration of a particulate filter in the fuel comprises an additive tank, an injection pump of the additive in the fuel driven by a fuel unit. control command imposing a set amount of additive to be injected into the fuel after each refueling at the injection pump. The injection pump of the additive may be wired or multiplexed type.
[0006] Il est connu de transmettre à la pompe d’injection de l’additif une consigne de quantité d’additif à injecter proportionnelle aux ajouts de carburant détectés par un boîtier de service intelligent ou à des requêtes en usine terminale ou en après vente sous réserve qu’une autorisation d’injection d’additif soit présente.It is known to transmit to the injection pump of the additive a set amount of additive injection proportional fuel additions detected by a smart service box or requests in the factory terminal or after sale provided that an authorization for the injection of an additive is present.
[0007] L’injection d’additif n’est autorisée que sous des critères de vitesse du véhicule pour des raisons de ressenti par les passagers du véhicule. Il n’est pas nécessaire de procéder à cette injection d’additif immédiatement après la détection d’un ajout de carburant.The injection of additive is allowed only under vehicle speed criteria for reasons of felt by the passengers of the vehicle. It is not necessary to carry out this injection of additive immediately after the detection of an addition of fuel.
[0008] Selon l’état de la technique, la quantité d’additif injectée est proportionnelle à la quantité de carburant ajoutée, mais cette quantité d’additif injectée ne dépend pas des émissions et ne prend pas en considération l’état d’encrassement du filtre à particules. Il s’ensuit que selon l’état de la technique, il n’est pas possible d’adapter une consigne d’injection d’additif en considérant un ratio masse d’additif sur masse de suies contenue dans le filtre à particules selon le taux d'encrassement du filtre à particules.According to the state of the art, the amount of additive injected is proportional to the amount of fuel added, but this amount of injected additive does not depend on emissions and does not take into account the fouling condition particle filter. It follows that according to the state of the art, it is not possible to adapt an additive injection setpoint by considering a mass additive mass ratio of soot contained in the particulate filter according to the fouling rate of the particulate filter.
[0009] Pour information, afin de déterminer le chargement optimal du filtre à particules, une estimation de son état de vieillissement est réalisée. Le vieillissement considéré prend en compte, d’une part, l’encrassement des canaux d’entrée en résidus de cendres, provenant du lubrifiant ou de l’additif ou d’autres sources et, d’autre part, la fissuration de la céramique due au déroulement des régénérations précédentes.For information, in order to determine the optimum loading of the particulate filter, an estimate of its aging state is carried out. The aging considered takes into account, on the one hand, the fouling of the inlet channels with ash residues, originating from the lubricant or the additive or from other sources and, on the other hand, the cracking of the ceramic due to the progress of previous regenerations.
[0010] Or, l’oxydation de l’élément actif de l’additif est comptée parmi l’une des sources de pollution qui produit des résidus permanents dans le filtre à particules et le colmate.However, the oxidation of the active element of the additive is counted among one of the sources of pollution that produces permanent residues in the particulate filter and the colmate.
[0011] Le volume de filtre à particules encrassé en cendres d'additif, de carburant et d'huile doit être estimé pour calculer le volume libre du filtre à particules. A partir de la masse de résidus et à partir des dimensions géométriques du média filtrant, le volume d’encrassement est déterminé.The volume of particulate filter clogged with additive ash, fuel and oil must be estimated to calculate the free volume of the particulate filter. From the mass of residues and from the geometrical dimensions of the filter media, the fouling volume is determined.
[0012] La figure 1 montre une architecture fonctionnelle d’injection d’additif selon l’état de la technique présente dans une unité de contrôle commande du dispositif d’injection d’additif qui est intégrée dans un contrôle commande du moteur CMM en charge du fonctionnement du moteur thermique.[0012] FIG. 1 shows a functional additive injection architecture according to the state of the art present in a control unit of the additive injection device which is integrated into a control command of the load-bearing CMM engine. the operation of the engine.
[0013] Le boîtier de service intelligent BSI donne les paramètres nécessaires pour la validation de l’apport carburant Val c par détection de l’apport de carburant Ap c par le boîtier de service intelligent et la prise en compte du premier démarrage du contrôle moteur Dem CMM.The intelligent service box BSI gives the parameters necessary for the validation of the fuel supply Val c by detecting the supply of fuel Ap c by the intelligent service box and taking into account the first start of the engine control. Dem CMM.
[0014] L’autorisation d’injection d’additif Aut a en mode nominal, en usine terminale ou en après-vente Nom UT APV est gérée par l’unité de contrôle commande du dispositif d’injection d’additif. Les conditions d’autorisation Niv a sont un moteur tournant, une vitesse dépassant un seuil minimal et un niveau d’additif critique non atteint.Authorization of injection of additive Aut a nominal mode, terminal factory or after-sales Name UT APV is managed by the control unit control of the additive injection device. The licensing conditions Niv a are a rotating engine, a speed exceeding a minimum threshold and a critical additive level not reached.
[0015] La communication COM permet le calcul du volume d’additif restant Vol a et le calcul de la masse cumulée M FAP dans le filtre à particules. Cette communication est basée sur les informations provenant de la chaîne de traitement et du superviseur filtre à particules.COM communication allows the calculation of the remaining volume of additive Vol a and the calculation of the cumulative mass M FAP in the particulate filter. This communication is based on information from the processing chain and the particle filter supervisor.
[0016] Après validation de l’apport carburant, la consigne d’additif C a est déterminée. Une fois les conditions d’autorisation de l’additivation sont réunies, l’injection de l’additif Ginj dans le réservoir carburant est réalisée. Si la pompe d’additivation est de type multiplexé il y a un retour pompe Maj P de la CdT.After validation of the fuel supply, the additive setpoint C a is determined. Once the authorization conditions of the additivation are met, the injection of the additive Ginj into the fuel tank is performed. If the additive pump is of the multiplexed type, there is a pump return shift P of the CdT.
[0017] Il est effectué une gestion des demandes en mode usine terminale et en monde après-vente G UT APV qui prend en compte et maintient les demandes en usine terminale et en après-vente Maj UT APV.It is carried out a management of requests in terminal factory mode and after-sales world G UT APV which takes into account and maintains the demands in terminal plant and after-sales UT shift APV.
[0018] Par contre, selon cet état de la technique, il n’est pris en considération aucun paramètre relatif aux régénérations et à la masse de suies contenue dans le filtre à particules.By cons, according to this state of the art, it is not considered any parameter relating to regenerations and the mass of soot contained in the particulate filter.
[0019] Par conséquent, le problème à la base de la présente invention, dans un véhicule automobile comportant un moteur thermique avec une ligne d’échappement logeant un filtre à particules, un additif d’aide à la régénération du filtre à particules étant ajouté au carburant de véhicule, est de déterminer une quantité d’additif à injecter dans le carburant en tenant compte de l’état du filtre à particules.Therefore, the problem underlying the present invention in a motor vehicle comprising a heat engine with an exhaust line housing a particle filter, a particulate filter regeneration aid additive being added to vehicle fuel, is to determine an amount of additive to be injected into the fuel taking into account the state of the particulate filter.
[0020] Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l’invention un procédé d’adaptation de l’additivation aux émissions pour aide à la régénération d’un filtre à particules dans une ligne d’échappement de moteur thermique d’un véhicule automobile, une consigne de quantité d’additif à injecter dans le carburant après chaque remplissage en carburant étant estimée proportionnellement à une quantité de carburant ajoutée en prenant en compte un premier ratio calibrable d’une quantité d’additif à ajouter sur une quantité de carburant ajoutée lors du remplissage, caractérisé en ce qu’il est pris en compte un deuxième ratio fonction des régénérations effectuées pour le filtre à particules et d’une masse de suies présente dans le filtre à particules, le ratio final adopté étant le maximum entre les premier et deuxième ratios.To achieve this objective, it is provided according to the invention a method of adaptation of the additive to emissions to aid the regeneration of a particulate filter in a combustion engine exhaust line of a vehicle automobile, a set amount of additive to be injected into the fuel after each fuel filling is estimated proportionally to an amount of fuel added taking into account a first ratio of a quantity of additive to be added to a quantity of fuel added during filling, characterized in that a second ratio is taken into account of the regenerations carried out for the particulate filter and of a mass of soot present in the particulate filter, the final ratio adopted being the maximum between the first and second ratios.
[0021 ] L’effet technique est de faire évoluer la fonction d’injection d’additif pour permettre une injection d’une quantité d’additif adaptée au réel besoin d’un filtre à particules pour une régénération optimale. Cette injection d’additif dépend du volume de carburant injecté et des émissions.The technical effect is to change the additive injection function to allow an injection of an amount of additive adapted to the real need for a particulate filter for optimal regeneration. This injection of additive depends on the volume of fuel injected and emissions.
[0022] Le ratio en ppm permettant le calcul du volume d’additif à injecter selon l’état de la technique est fixe. L’invention vise, dans certaines conditions, à le rendre dépendant des émissions à partir des nouvelles informations fournies par un superviseur de filtre à particules [0023] Le calcul du volume d’additif à injecter dépend dorénavant du volume de carburant ajouté et de l’état du filtre à particules. Un nouveau ratio en ppm en tant que deuxième ratio est déterminé en fonction de la régénération du filtre à particules et de la masse de suies, avec avantageusement une valeur entre 5 et 12 ppm. Le nouveau fonctionnel permet de choisir le maximum des deux ratios entre le premier ratio fixe par exemple à 5 ppm par calibration et le deuxième ratio qui est nouveau et variable pour le calcul du volume d’additif à ajouter.The ratio in ppm for calculating the volume of additive to be injected according to the state of the art is fixed. The invention aims, under certain conditions, to make it dependent on emissions from new information provided by a particle filter supervisor. The calculation of the volume of additive to be injected henceforth depends on the volume of fuel added and the amount of fuel added. state of the particulate filter. A new ratio in ppm as the second ratio is determined according to the regeneration of the particulate filter and the mass of soot, with advantageously a value between 5 and 12 ppm. The new functional allows to choose the maximum of the two ratios between the first fixed ratio for example 5 ppm per calibration and the second ratio which is new and variable for the calculation of the volume of additive to add.
[0024] Un tel procédé a surtout pour but d’éviter une activation d’alerte représentative d’un filtre à particules surchargé sur un voyant spécifique s'affichant au tableau de bord dans l’habitacle du véhicule automobile lorsque le diagnostic de filtre à particules surchargé est remonté.Such a method is primarily intended to avoid an alert activation representative of an overloaded particulate filter on a specific indicator displayed on the dashboard in the passenger compartment of the motor vehicle when the filter diagnosis at overloaded particles is raised.
[0025] La qualité du carburant est différente selon les pays et aussi le comportement des conducteurs influent significativement sur la durabilité du filtre à particules. Lorsque la régénération du filtre à particules est interrompue ou s'effectue dans de mauvaises conditions, alors les particules brûlent mal et le filtre à particules est surchargé. Le premier ratio selon l’état de la technique qui est fixe n’est pas suffisant dans ces cas de vie et la solution était de procéder à une injection supplémentaire d’additif.The quality of the fuel is different in different countries and also the behavior of the drivers significantly affect the durability of the particulate filter. When the regeneration of the particulate filter is interrupted or occurs in poor conditions, then the particles burn poorly and the particulate filter is overloaded. The first ratio according to the state of the art which is fixed is not sufficient in these cases of life and the solution was to proceed to an additional injection of additive.
[0026] L’intérêt technique et économique de la présente invention est d’adapter l’injection d’additif pour une régénération du filtre à particules plus optimale.The technical and economic interest of the present invention is to adapt the injection of additive for regeneration of the more optimal particle filter.
[0027] Il est effectué un premier comptage du nombre de régénérations réalisées, un deuxième comptage de régénérations activées sur conditions sévères de roulage, comme un roulage urbain exclusif, des durées de roulage court de moins de 20 kilomètres à vitesse inférieure à 50 kilomètres/heure, un roulage long en montagne et des conditions d’activation des précédentes régénérations non atteintes ou interrompues en cours de régénération et un troisième comptage de régénérations en masse de suies s’incrémentant lorsque la masse de suies détectée dans le filtre à particules est supérieure à un seuil de masse de suies toléré.It is carried out a first count of the number of regenerations carried out, a second count of regenerations activated on severe conditions of rolling, such as an exclusive urban taxiing, short running times of less than 20 kilometers at a speed less than 50 kilometers / hour, a long run in the mountains and activation conditions of the previous regenerations not reached or interrupted during regeneration and a third count of regenerations in soot mass incrementing when the mass of soot detected in the particulate filter is greater at a soot mass threshold tolerated.
[0028] Il est ainsi déterminé les trois comptages caractérisant la charge du filtre à particules. Le premier comptage s’effectue sur les régénérations et le deuxième comptage est représentatif des conditions de roulage qui peuvent être propres au conducteur. Le troisième comptage concerne l’estimation de la masse de suies dans le filtre à particules, donc son niveau d’encrassement en vigueur.It is thus determined the three counts characterizing the charge of the particulate filter. The first count is performed on the regenerations and the second count is representative of the driving conditions that may be specific to the driver. The third count concerns the estimation of the soot mass in the particulate filter, thus its level of fouling in force.
[0029] Le procédé selon l’invention permet d’adapter l’injection d’additif en fonction de l’utilisation du véhicule et de déterminer les cas de vie où il y a une grande production de suies dues à des régénérations activées sur conditions sévères de roulage. Le deuxième comptage montre si le mode de roulage influe sur la production de suies, tandis que le troisième comptage détermine si la charge en suies dans le filtre à particules est élevée ou non. Le premier comptage permet de suivre le nombre total des régénérations donc de voir si ces régénérations sont fréquentes ou non.The method according to the invention makes it possible to adapt the injection of additive according to the use of the vehicle and to determine the cases of life where there is a large production of soot due to regenerations activated on conditions. severe rolling. The second count shows whether the driving mode influences the production of soot, while the third count determines whether the soot load in the particulate filter is high or not. The first count can track the total number of regenerations so see if these regenerations are frequent or not.
[0030] Ceci permet de réguler l’injection d’additif en l’adaptant aux conditions de roulage du véhicule automobile en pouvant appliquer une sur-injection d’additif suite à une détection de surproduction de suies. Dans les cas de vie où il y a une surproduction de suies ou une accumulation de la masse de suies dans le filtre à particules intolérable, il convient d’augmenter la quantité d’additif injectée.This allows to regulate the injection of additive by adapting it to the driving conditions of the motor vehicle by being able to apply an over-injection of additive following a detection of over-production of soot. In the case of life where there is an over-production of soot or an accumulation of soot mass in the intolerable particulate filter, it is necessary to increase the quantity of additive injected.
[0031] Le calcul du volume d’additif à ajouter dépend du deuxième ratio adapté au roulage du véhicule. Le calcul du volume d’additif à ajouter dépend dorénavant du volume de carburant ajouté et de l’état du filtre à particules. Cette stratégie doit permettre d’augmenter le taux d’injection d’additif pour les roulages fortement émissifs afin de préserver un ratio additif/suies compatible avec une bonne efficacité de régénération.The calculation of the additive volume to be added depends on the second ratio adapted to the rolling of the vehicle. The calculation of the volume of additive to be added now depends on the volume of fuel added and the state of the particulate filter. This strategy must make it possible to increase the injection rate of additive for highly emissive rollings in order to preserve an additive / soot ratio compatible with a good regeneration efficiency.
[0032] Avantageusement, le deuxième ratio est calculé soit par une première cartographie prenant en compte les premier et deuxième comptages, soit par une deuxième cartographie prenant en compte les premier et troisième comptages ou soit en prenant comme deuxième ratio le ratio maximal entre le ratio de la première cartographie et le ratio de la deuxième cartographie.Advantageously, the second ratio is calculated either by a first mapping taking into account the first and second counts, or by a second mapping taking into account the first and third counts or by taking as a second ratio the maximum ratio between the ratio. of the first mapping and the ratio of the second mapping.
[0033] La masse de suies dans le filtre à particules est détectée par un modèle ou par analyse d’un différentiel de pression aux bornes du filtre à particules.The mass of soot in the particulate filter is detected by a model or by analysis of a pressure differential across the particle filter.
[0034] Le modèle est basé sur des émissions de gaz dans une ligne d’échappement estimées en sortie du moteur thermique donnant les masses de suies retenues dans le filtre à particules en fonction d’un régime moteur et d’un couple du moteur pendant des durées successives et les cumulant.The model is based on gas emissions in an exhaust line estimated at the output of the engine giving the masses of soot retained in the particulate filter as a function of engine speed and a torque of the engine during successive durations and cumulating them.
[0035] Les régénérations présentant une durée de régénération inférieure à une durée de régénération minimale ne sont pas comptabilisées dans le premier et/ou le deuxième comptage. Cette durée minimale peut être fixée à trois minutes, ce qui correspond à une régénération effectuée de manière très incomplète.The regenerations having a regeneration time less than a minimum regeneration time are not counted in the first and / or second count. This minimum duration can be set at three minutes, which corresponds to a regeneration carried out very incompletely.
[0036] Les premier, deuxième et troisième comptages sont remis à zéro : - un quatrième comptage étant effectué concernant les ajouts de carburant, quand un nombre d’ajouts de carburant comptés par ce quatrième comptage dépasse un seuil d’ajout prédéterminé, - lors d’une requête en après-vente relative à un changement d’au moins un paramètre du filtre à particules influant sur la charge du filtre à particules, comme un changement de filtre à particules ou un décolmatage du filtre à particules, - par remise forcée à zéro.The first, second and third counts are reset to zero: a fourth count is made concerning fuel additions, when a number of fuel additions counted by this fourth count exceeds a predetermined addition threshold, when a request for after-sales relating to a change of at least one particulate filter parameter influencing the particulate filter load, such as a change of particulate filter or unclogging of the particulate filter, - by forced reinstatement to zero.
[0037] Avantageusement, les premier et deuxième ratios sont fixés en particules par million, le premier ratio étant établi à 5 particules par million avec une fourchette de variation de 20% autour de ce chiffre et le deuxième ratio étant établi entre des chiffres minimal et maximal de 5.[0037] Advantageously, the first and second ratios are set in particles per million, the first ratio being set at 5 particles per million with a range of variation of 20% around this figure and the second ratio being established between minimum figures and maximum of 5.
[0038] L’invention concerne un dispositif d’injection d’un additif d’aide à la régénération d’un filtre à particules dans un carburant contenu dans un véhicule automobile, le dispositif d’injection comprenant un réservoir d’additif, une pompe d’injection de l’additif dans le carburant pilotée par une unité de contrôle commande imposant une consigne de quantité d’additif à injecter dans le carburant après chaque remplissage en carburant à la pompe d’injection, caractérisé en ce que l’unité de contrôle commande comprend des moyens de détermination d’une quantité d’additif à injecter pour une mise en oeuvre d’un tel procédé de détermination.The invention relates to a device for injecting an additive for assisting the regeneration of a particulate filter in a fuel contained in a motor vehicle, the injection device comprising an additive reservoir, an injection pump of the additive in the fuel controlled by a control unit imposing a set amount of additive to be injected into the fuel after each refueling at the injection pump, characterized in that the unit control command comprises means for determining an amount of additive to be injected for an implementation of such a determination method.
[0039] L’invention concerne enfin un véhicule automobile comportant un moteur thermique avec une ligne d’échappement en sortie du moteur thermique comprenant un filtre à particules et un réservoir de carburant, caractérisé en ce qu’il comprend un tel dispositif d’injection, la pompe d’injection injectant la quantité d’additif dans le réservoir de carburant, le réservoir de carburant étant associé à des moyens de détermination d’un ajout de carburant et d’une valeur de quantité de carburant ajoutée dans le réservoir de carburant et des moyens de communication de la valeur de quantité de carburant ajoutée à l’unité de contrôle commande du dispositif d’injection.The invention finally relates to a motor vehicle comprising a heat engine with an exhaust line at the output of the engine comprising a particulate filter and a fuel tank, characterized in that it comprises such an injection device , the injection pump injecting the amount of additive into the fuel tank, the fuel tank being associated with means for determining a fuel addition and a value of fuel added in the fuel tank and means for communicating the amount of fuel added to the injection control unit of the injection device.
[0040] Le procédé selon l’invention a un impact sur la longévité du filtre à particules. Le conducteur du véhicule automobile sera sollicité beaucoup plus tard pour changer son filtre à particules. La solution proposée par la présente invention vise directement une régénération du filtre à particules plus optimale avec un respect de la durabilité du filtre à particules.The method according to the invention has an impact on the longevity of the particulate filter. The driver of the motor vehicle will be asked much later to change its particulate filter. The solution proposed by the present invention directly aims at a regeneration of the more optimal particulate filter with a respect for the durability of the particulate filter.
[0041] D’autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d’exemples non limitatifs et sur lesquels : - la figure 1 montre une architecture fonctionnelle d’injection d’additif présente dans une unité de contrôle commande du dispositif d’injection qui est intégrée dans une unité de contrôle commande du moteur en charge du fonctionnement du moteur thermique, cette architecture étant selon l’état de la technique, - la figure 2 montre une architecture fonctionnelle d’injection d’additif présente dans une unité de contrôle commande du dispositif d’injection qui est intégrée dans une unité de contrôle commande du moteur en charge du fonctionnement du moteur thermique, cette architecture étant selon la présente invention, - la figure 3 montre un logigramme d’une forme de réalisation du procédé selon la présente invention, - la figure 4 montre une remise à zéro des quatre compteurs suite à un apport de carburant dépassant un seuil d’ajout prédéterminé selon une mise en oeuvre d’un mode de réalisation du procédé de détermination selon l’invention, - la figure 5 montre une évolution du calcul d’un ratio de quantité d’additif à injecter sur quantité de carburant en fonction d’un comptage de masse de suies cumulées dans le filtre à particules et le nombre de fois où il y a eu des régénérations du filtre à particules.Other features, objects and advantages of the present invention will appear on reading the detailed description which follows and with reference to the accompanying drawings given by way of non-limiting examples and in which: - Figure 1 shows a additive injection functional architecture present in a control unit of the injection device which is integrated in a control unit of the engine in charge of the operation of the engine, this architecture being according to the state of the art, FIG. 2 shows a functional additive injection architecture present in a control unit of the injection device which is integrated into a control unit of the engine in charge of the operation of the heat engine, this architecture being according to FIG. FIG. 3 shows a logic diagram of an embodiment of the method according to the present invention. FIG. 4 shows a reset of the four counters following a supply of fuel exceeding a predetermined addition threshold according to an implementation of an embodiment of the determination method according to the invention; FIG. 5 shows an evolution of the calculation of a ratio of quantity of additive to be injected on fuel quantity as a function of an accumulated soot mass count in the particulate filter and the number of times that there have been regenerations. particle filter.
[0042] Il est à garder à l’esprit que les figures sont données à titre d'exemples et ne sont pas limitatives de l’invention. Elles constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. En particulier, les dimensions des différents éléments illustrés ne sont pas représentatives de la réalité.It is to be borne in mind that the figures are given by way of examples and are not limiting of the invention. They constitute schematic representations of principle intended to facilitate the understanding of the invention and are not necessarily at the scale of practical applications. In particular, the dimensions of the various elements illustrated are not representative of reality.
[0043] Dans ce qui va suivre, il est fait référence à toutes les figures prises en combinaison. Quand il est fait référence à une ou des figures spécifiques, ces figures sont à prendre en combinaison avec les autres figures pour la reconnaissance des références numériques désignées.In what follows, reference is made to all the figures taken in combination. When reference is made to one or more specific figures, these figures are to be taken in combination with the other figures for the recognition of the designated reference numerals.
[0044] La figure 1 a été déjà décrite dans la partie introductive de la présente demande.Figure 1 has already been described in the introductory part of the present application.
[0045] La figure 2 reprend essentiellement tous les éléments d’une architecture de l’état de la technique avec l’ajout à la place d’un module de commande CdT d’une adaptation de la consigne d’additif Maj a, ce qui représente l’apport du procédé selon l’invention à l’état de la technique, le procédé étant désigné par Strag a pour un dispositif d’injection dénommé AddGO.FIG. 2 essentially reproduces all the elements of an architecture of the state of the art with the addition of a CdT control module instead of an adaptation of the additive setpoint Shift a, which which represents the contribution of the method according to the invention to the state of the art, the method being designated by Strag for an injection device called AddGO.
[0046] A la figure 2, l’apport de l’invention se traduit par une prise en compte de l’état d’encrassement du filtre à particules et du nombre de régénérations, ce qui est référencé Reg FAP. Il est aussi calculé un deuxième ratio basé au moins sur la masse de suies, ce qui est référencé Reg M. Les autres références restent inchangées par rapport à la figure 1.In Figure 2, the contribution of the invention results in a taking into account the fouling state of the particulate filter and the number of regenerations, which is referenced Reg FAP. It is also calculated a second ratio based at least on the soot mass, which is referenced Reg M. The other references remain unchanged from Figure 1.
[0047] En se référant à toutes les figures, la présente invention concerne donc un procédé d’adaptation de l’additivation aux émissions pour aide à la régénération d’un filtre à particules dans une ligne d’échappement de moteur thermique d’un véhicule automobile. Une consigne de quantité d’additif C a à injecter dans le carburant après chaque remplissage en carburant est estimée proportionnellement à une quantité de carburant ajoutée en prenant en compte un premier ratio calibrable d’une quantité d’additif à ajouter sur une quantité de carburant ajoutée lors du remplissage.Referring to all the figures, the present invention therefore relates to a method of adaptation of the additive to emissions to aid the regeneration of a particulate filter in a combustion engine exhaust line of a motor vehicle. A quantity of additive C has to be injected into the fuel after each fuel filling is estimated proportionally to an amount of fuel added by taking into account a first calibrator ratio of an amount of additive to be added to a quantity of fuel added when filling.
[0048] Selon l’invention, il est pris en compte un deuxième ratio T ad inj fonction des régénérations effectuées pour le filtre à particules et d’une masse de suies présente dans le filtre à particules, ce qui est référencé Reg FAP, la régulation par le deuxième ratio T ad inj étant référencé Reg M pour régulation par la masse. Le ratio final adopté est le maximum entre le premier ratio déterminé selon l’état de la technique et le deuxième ratio T ad inj, déterminé spécifiquement par la présente invention.According to the invention, it is taken into account a second ratio T ad inj according regenerations performed for the particulate filter and a mass of soot present in the particulate filter, which is referenced Reg FAP, the regulation by the second ratio T ad inj being referenced Reg M for regulation by mass. The final ratio adopted is the maximum between the first ratio determined according to the state of the art and the second ratio T ad inj, specifically determined by the present invention.
[0049] En se référant à la figure 3, Il peut être effectué un premier comptage Nb RG Tôt du nombre de régénérations réalisées sous la condition Cond suivante : si le nombre d’ajout de carburant est supérieur à un seuil par exemple 10, le premier comptage ainsi que les deuxième Nb RG BF et troisième comptages Nb RG sm qui vont être décrits sont remis à zéro.Referring to FIG. 3, it is possible to perform a first count RG Nb Early of the number of regenerations carried out under the following cond condition: if the number of fuel additions is greater than a threshold for example 10, the first count as well as the second Nb RG BF and third counts Nb RG sm which will be described are reset.
[0050] En effet, il peut aussi être effectué un deuxième comptage Nb RG BF de régénérations activées sur conditions sévères de roulage, comme un roulage urbain exclusif, des durées de roulage court de moins de 20 kilomètres à vitesse inférieure à 50 kilomètres/heure, un roulage long en montagne et des conditions d’activation des précédentes régénérations non atteintes ou interrompues en cours de régénération.Indeed, it can also be carried out a second count RG BF NB regenerations activated on severe conditions of rolling, such as an exclusive urban taxiing, short driving times of less than 20 kilometers at speeds below 50 kilometers / hour , a long run in the mountains and activation conditions of previous regenerations not reached or interrupted during regeneration.
[0051] De plus, il peut être effectué un troisième comptage Nb RG sm de régénérations en masse de suie s’incrémentant lorsque la masse de suies détectée dans le filtre à particules est supérieure à un seuil de remplissage prédéterminé.In addition, it can be performed a third count RG nb sm regenerations in soot mass incrementing when the mass of soot detected in the particulate filter is greater than a predetermined filling threshold.
[0052] Selon une forme de réalisation préférentielle de la présente invention, le deuxième ratio T ad inj est calculé soit par une première cartographie Ta prenant en compte les premier Nb RG tôt et troisième comptages Nb RG sm, soit par une deuxième cartographie Ta prenant en compte les premier Nb RG tôt et deuxième comptage Nb RG BF ou soit en prenant comme deuxième ratio T ad inj le ratio maximal entre le ratio de la première cartographie Ta et le ratio de la deuxième cartographie Ta.According to a preferred embodiment of the present invention, the second ratio T ad inj is calculated either by a first mapping Ta taking into account the first Nb RG early and third counts Nb RG sm, or by a second mapping Ta taking consider the first Nb RG early and second count Nb RG BF or by taking as a second ratio T ad inj the maximum ratio between the ratio of the first map Ta and the ratio of the second map Ta.
[0053] A la figure 3, il est montré une unique cartographie Ta qui peut faire office de l’une ou l’autre des cartographies. Le deuxième ratio T ad inj est calculé par la cartographie Ta.In Figure 3, there is shown a single mapping Ta which can serve as one or the other mapping. The second ratio T ad inj is calculated by mapping Ta.
[0054] La masse de suies dans le filtre à particules peut être détectée par un modèle ou par analyse d’un différentiel de pression aux bornes du filtre à particules. Le différentiel de pression peut se faire en boucle fermée en se basant sur une contre-pression relevée par un capteur de pression connecté aux bornes du filtre à particules.The mass of soot in the particulate filter can be detected by a model or by analysis of a pressure differential across the particle filter. The pressure differential can be done in a closed loop based on a back pressure detected by a pressure sensor connected to the terminals of the particulate filter.
[0055] Le modèle peut être basé sur des émissions de gaz dans une ligne d’échappement estimées en sortie du moteur thermique donnant les masses de suies retenues dans le filtre à particules en fonction d’un régime moteur et d’un couple du moteur pendant des durées successives et les cumulant, ceci pendant des durées successives.The model can be based on gas emissions in an exhaust line estimated at the output of the engine giving the masses of soot retained in the particulate filter as a function of engine speed and engine torque. during successive periods and accumulating them, this during successive durations.
[0056] Les masses de suies peuvent être multipliées par un facteur multiplicatif de sécurité supérieur à un et intégrées pour donner une masse totale critique de suies dans le filtre à particules.The soot masses can be multiplied by a multiplicative safety factor greater than one and integrated to give a critical total mass of soot in the particulate filter.
[0057] Il est possible de combiner modèle avec estimations selon les émissions de gaz qui se font en boucle ouverte et estimations des masses de suies obtenues par mesures de contre-pression faites en boucle fermée. Il est associé ainsi les avantages des deux types de boucle.It is possible to combine the model with estimates of open-loop gas emissions and estimates of soot masses obtained by closed-loop backpressure measurements. It is associated with the advantages of both types of loop.
[0058] Les régénérations présentant une durée de régénération inférieure à une durée de régénération minimale peuvent ne pas être comptabilisées dans le premier et/ou le troisième comptage Nb RG sm. Cette durée de régénération minimale peut être de trois minutes avec un écart de +/- 20% autour de cette valeur.Regenerations having a regeneration time less than a minimum regeneration time may not be counted in the first and / or third count RG sm Nb. This minimum regeneration time can be three minutes with a difference of +/- 20% around this value.
[0059] La figure 4, en se référant aussi à la figure 3, montre une remise à zéro de l’ensemble des compteurs suite à la validation du dernier ajout carburant. Le compteur d’ajout carburant a dépassé le seuil d’ajout prédéterminé (N ajouts). Ca C désigne les ajouts de carburant lors du quatrième comptage Nb GO. Nb RG FAP désigne le comptage des régénérations du filtre à particules ou premier comptage. Su Cum FAP BF désigne la masse de suies cumulées dans le filtre à particules. Le troisième comptage Su Cum FAP BF s’incrémentent lorsque la masse de suies détectée dans le filtre à particules est supérieure à un seuil de remplissage prédéterminé avec une masse de suies pouvant être estimée par contrepression en boucle fermée. INF bi est une information binaire à valider avant de calculer le volume additif la quantité de carburant ajouté.Figure 4, also referring to Figure 3, shows a reset of all meters following the validation of the last fuel addition. The fuel addition counter has exceeded the predetermined addition threshold (N additions). Ca C designates the fuel additions at the fourth count Nb GO. Nb RG FAP is the count of regenerations of the particulate filter or first count. Su Cum FAP BF is the soot mass accumulated in the particulate filter. The third count Su Cum FAP BF is incremented when the mass of soot detected in the particulate filter is greater than a predetermined filling threshold with a mass of soot that can be estimated by closed-loop counterpressure. INF bi is a binary information to validate before calculating the additive volume the amount of fuel added.
[0060] Pour avoir une image représentative du roulage du véhicule et de son effet sur les régénérations du filtre à particules, un quatrième comptage saturé à N ajouts de carburant, par exemple 10 ajouts, ce qui est une valeur calibrable est incrémenté après validation du volume de carburant ajouté. L’adaptation de l’additif est réalisée sur ces N ajouts de carburant. Ce quatrième comptage sert à réinitialiser les premier Nb RG Tôt, deuxième comptages Nb RG BF et troisième Nb RG sm.To have a representative image of the rolling of the vehicle and its effect on the regeneration of the particulate filter, a fourth count saturated with N additions of fuel, for example 10 additions, which is a calibrated value is incremented after validation of the added fuel volume. The adaptation of the additive is performed on these N fuel additions. This fourth count is used to reset the first Nb RG Early, second count Nb RG BF and third Nb RG sm.
[0061] Les premier Nb RG Tôt, deuxième comptages Nb RG BF et troisième Nb RG sm peuvent être remis à zéro quand le quatrième comptage Nb GO concernant les ajouts de carburant indique un nombre d’ajouts de carburant comptés par ce quatrième comptage Nb GO dépassant un seuil d’ajouts prédéterminé, par exemple 10.The first Nb RG Early, second counts Nb RG BF and third Nb RG sm can be reset when the fourth count Nb GO for fuel additions indicates a number of fuel additions counted by this fourth count Nb GO exceeding a predetermined threshold of additions, for example 10.
[0062] En alternative, les premier Nb RG Tôt, deuxième comptages Nb RG BF et troisième Nb RG sm peuvent être remis à zéro lors d’une requête en après-vente relative à un changement d’au moins un paramètre du filtre à particules influant sur la charge du filtre à particules, comme un changement de filtre à particules ou un décolmatage du filtre à particules. Le décolmatage est une opération de décrassage du filtre qui ne peut se faire qu’en atelier et qu’une régénération courante ne peut exécuter. Enfin, les premier Nb RG Tôt, deuxième comptages Nb RG BF et troisième Nb RG sm peuvent être remis à zéro par remise forcée à zéro.Alternatively, the first Nb RG Early, second counts Nb RG BF and third Nb RG sm can be reset during a request for after-sales relating to a change of at least one parameter of the particulate filter influencing the particulate filter load, such as a change of particulate filter or unclogging of the particulate filter. Unclogging is a scrubbing operation of the filter that can only be done in the workshop and that a current regeneration can not perform. Finally, the first Nb RG Early, second count Nb RG BF and third Nb RG sm can be reset by forced reset to zero.
[0063] La figure 5 montre une validation de l’apport carburant en fonction de comptages de régénérations et de masse de suies dans le filtre à particules selon une mise en oeuvre d’un mode de réalisation du procédé de détermination selon l’invention, ceci en fonction du temps comptabilisé en secondes. Le comptage de régénérations est fait par un compteur de la masse de suies cumulées dans le filtre à particules, avantageusement en boucle fermée, ce qui est référencé Su Cum FAP BF.FIG. 5 shows a validation of the fuel supply as a function of regeneration counts and of soot mass in the particulate filter according to an implementation of an embodiment of the determination method according to the invention, this according to the time counted in seconds. The regeneration count is made by a counter of the accumulated soot mass in the particulate filter, advantageously in a closed loop, which is referenced Su Cum FAP BF.
[0064] Le nombre de fois où il y a eu une régénération du filtre à particules pendant les N ajouts de carburant est référencé Nb RG FAP. Le deuxième ratio T ad inj sert à déterminer le volume d’additif à injecter Vol a et une requête de régénération du filtre à particules est référencée Req RG FAP.The number of times that there has been a regeneration of the particulate filter during the N fuel additions is referenced Nb RG FAP. The second ratio T ad inj serves to determine the volume of additive to be injected Vol a and a request for regeneration of the particulate filter is referenced Req RG FAP.
[0065] Sans que cela soit limitatif, les premier et deuxième ratios T ad inj sont fixés en particules par million, le premier ratio étant établi à 5 particules par million avec une fourchette de variation de 20% autour de ce chiffre et le deuxième ratio T ad inj étant établi entre 5 et 12 avec une fourchette de variation de 20% autour des chiffres minimal et maximal.Without this being limiting, the first and second ratios T ad inj are set in particles per million, the first ratio being set at 5 particles per million with a range of variation of 20% around this figure and the second ratio T ad inj is set between 5 and 12 with a variation range of 20% around the minimum and maximum numbers.
[0066] L’invention concerne aussi un dispositif d’injection d’un additif d’aide à la régénération d’un filtre à particules dans un carburant contenu dans un véhicule automobile, le dispositif d’injection comprenant un réservoir d’additif, une pompe d’injection de l’additif dans le carburant pilotée par une unité de contrôle commande imposant une consigne de quantité d’additif C a à injecter dans le carburant après chaque remplissage en carburant à la pompe d’injection.The invention also relates to a device for injecting an additive to aid the regeneration of a particulate filter in a fuel contained in a motor vehicle, the injection device comprising an additive reservoir, an injection pump of the additive in the fuel controlled by a control unit requiring a set amount of additive C to be injected into the fuel after each refueling fuel injection pump.
[0067] Selon l’invention, l’unité de contrôle commande comprend des moyens de détermination d’une quantité d’additif à injecter pour une mise en oeuvre d’un procédé de détermination tel que précédemment décrit.According to the invention, the control unit comprises means for determining an amount of additive to be injected for an implementation of a determination method as previously described.
[0068] L’invention concerne enfin un véhicule automobile comportant un moteur thermique avec une ligne d’échappement en sortie du moteur thermique comprenant un filtre à particules et un réservoir de carburant.Finally, the invention relates to a motor vehicle comprising a heat engine with an exhaust line at the output of the engine comprising a particulate filter and a fuel tank.
[0069] Selon l’invention, le véhicule automobile comprend un dispositif d’injection tel que décrit précédemment, la pompe d’injection injectant la quantité d’additif dans le réservoir de carburant, le réservoir de carburant étant associé à des moyens de détermination d’un ajout de carburant et d’une valeur de quantité de carburant ajoutée dans le réservoir de carburant et des moyens de communication de la valeur de quantité de carburant ajoutée à l’unité de contrôle commande du dispositif d’injection.According to the invention, the motor vehicle comprises an injection device as described above, the injection pump injecting the amount of additive into the fuel tank, the fuel tank being associated with determining means adding fuel and a fuel amount value added to the fuel tank and means for communicating the amount of fuel added value to the injection device control unit.
[0070] L’unité de contrôle commande du dispositif d’injection peut être intégrée dans une unité de contrôle commande du moteur en charge du fonctionnement du moteur thermique.The control unit of the injection device can be integrated in a control unit of the engine in charge of the operation of the heat engine.
[0071] L’invention n’est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n’ont été donnés qu’à titre d’exemples.The invention is not limited to the described and illustrated embodiments which have been given only as examples.
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