WO2017085366A1 - Dispositif de régénération d'un filtre à particules - Google Patents
Dispositif de régénération d'un filtre à particules Download PDFInfo
- Publication number
- WO2017085366A1 WO2017085366A1 PCT/FR2016/052740 FR2016052740W WO2017085366A1 WO 2017085366 A1 WO2017085366 A1 WO 2017085366A1 FR 2016052740 W FR2016052740 W FR 2016052740W WO 2017085366 A1 WO2017085366 A1 WO 2017085366A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- air
- vehicle
- bypass
- valve
- regeneration
- Prior art date
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 title claims description 55
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 title claims description 55
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims abstract description 64
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 48
- 239000003570 air Substances 0.000 description 166
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 22
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 13
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 8
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 206010003497 Asphyxia Diseases 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 150000002926 oxygen Chemical class 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000003584 silencer Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
- F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
- F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
- F01N3/0238—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles for regenerating during engine standstill
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/22—Control of additional air supply only, e.g. using by-passes or variable air pump drives
- F01N3/225—Electric control of additional air supply
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/30—Arrangements for supply of additional air
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
- F01N9/002—Electrical control of exhaust gas treating apparatus of filter regeneration, e.g. detection of clogging
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2270/00—Mixing air with exhaust gases
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
- F01N2610/06—Adding substances to exhaust gases the substance being in the gaseous form
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Definitions
- the invention relates to a vehicle and a vehicle control method for regenerating a particulate filter of an exhaust line of a heat engine of the vehicle, including a hybrid automobile or automobile vehicle incorporating a Freewheel mode.
- Such filters must be regenerated so as to avoid the engine suffocation resulting clogging of the filter by the soot particles, the regeneration consisting in burning the soot particles.
- the regeneration is carried out either continuously (passive regeneration) or periodically when the pressure drop in the exhaust line at the level of the particulate filter becomes too high (active regeneration).
- active regeneration it is advantageous to have at least a sufficient temperature level of the soot particles in the filter, as well as a presence of oxygen for the combustion of the latter.
- the object of the invention is to overcome the above problem by providing a simplified design of a particle filter regeneration device.
- the object of the invention is that this particulate filter regeneration device can continue to operate with the engine off.
- the object of the invention is also to remedy the aforementioned drawback.
- the invention relates to a vehicle comprising an exhaust line of a heat engine, the exhaust line being provided with a particulate filter, the vehicle comprising a ventilation circuit of cockpit air, and being such that a piloted air bypass of the cabin air ventilation circuit opens into the exhaust line upstream of said particulate filter.
- upstream / "input” and “downstream” / "output” is generally understood to mean a location with respect to an observed element and a general direction of a gas flowing through it. element.
- the general direction of the gases goes from an outlet of the engine exhaust gases to the end of the line opening out of the vehicle.
- the general direction of the gases is from ambient air outside the vehicle to the passenger compartment.
- the general direction of the gases goes from the cabin air ventilation circuit to the particulate filter.
- air conditioning system heating, ventilation, operating in closed loop
- closed loop by the fact that these systems can breathe air into the cabin while the aspirating fully or partially from the cockpit.
- open-loop operation consists of drawing ambient air outside the vehicle and blowing it into the passenger compartment.
- porate filter is understood throughout the present text as a filter comprising a porous matrix defining channels and having an inlet face for the exhaust gases, and the filter including if necessary a diverging connection with the exhaust line. This filter can be catalyzed.
- This cabin air ventilation system may be part of an air conditioning system, cabin heating system, window defrost system or any other system that blows air into the passenger compartment. Closed loop or not.
- These cockpit air circuits are pre-existing on all modern vehicles.
- the controlled air bypass which may take the form of a pipe connected to the cabin air ventilation circuit at a first end, and connected on the exhaust line upstream of the particulate filter to a second end, can convey air from the cabin air circuit to the exhaust line upstream of the particulate filter, called air passing through the bypass.
- the piloting of the air passing through the bypass makes it possible to dose a quantity of air introduced for the regeneration of the particulate filter.
- this vehicle makes it possible to continue supplying air to the particulate filter while the engine is stopped, and allows either to continue a regeneration in progress, or to start a new regeneration.
- the vehicle is such that the particulate filter is a particle filter for gasoline engines.
- the particulate filter is a particle filter for gasoline engines.
- all particle filters require oxygen to burn the soot particles.
- Diesel engines naturally operate in excess of air and the lack of oxygen preventing regeneration is mainly encountered with the engine stopped.
- Gasoline engines operate with a mixture of air and stoichiometric fuel, and the oxygen required for regeneration requires special adjustments of the gasoline engine that must be running, or an air intake device independent of the engine. petrol.
- This invention therefore finds a preferential application as an air supply device for the regeneration of the particle filter of the gasoline engine.
- the vehicle is such that said piloted air bypass is provided with a controlled bypass valve.
- piloted valve any means of controlled shutter of the piloted bypass of air, whether proportional or bistable, a pilot valve is the simplest embodiment with a short response time to close easily a duct of an air circuit, such as the controlled bypass of air.
- the vehicle is such that the piloted air bypass is provided with a non-return valve.
- the vehicle is such that the piloted air bypass is provided with a non-return valve positioned downstream of the controlled bypass valve.
- check valve will thus protect the pilot valve bypass against any overheating due to the rise of the exhaust gas in the controlled bypass of air.
- the vehicle is such that the cabin air ventilation circuit comprises a cockpit air-driven valve downstream from a connection zone of the air-driven bypass on the air-conditioning circuit. cabin air ventilation.
- the vehicle comprises a common upstream portion of the cabin air ventilation circuit which is divided into a plurality of secondary ventilation circuits of the passenger compartment air, and the vehicle is such that the pilot valve of cockpit air is on the common portion of the cockpit air ventilation circuit.
- the vehicle is such that the controlled bypass of air opens into a pipe portion of the exhaust line, the portion being directly connected to the particle filter.
- the vehicle is such that the pipe portion of the exhaust line is tubular and continuously empty to the particulate filter to which it is connected.
- the pipe portion of the exhaust line has a minimum pipe portion pressure drop, for example containing no after-treatment device.
- the section of such a pipe portion of the exhaust line is widely dimensioned for the passage of air through the bypass, since this section is sized for the passage of all the exhaust gas.
- the vehicle is such that the bypass is of a section at least equal to a larger section of the cabin air ventilation circuit, and / or of a minimum length.
- the shunt is advantageous for the shunt to be as short as possible according to implantation constraints, for example by choosing to position the first end and the second end in a zone of proximity between the cabin air ventilation circuit and the exhaust line.
- the section of the bypass is at least equivalent to the largest section of the cabin air ventilation circuit.
- the invention also relates to a vehicle control method, the cabin air ventilation circuit comprising a fan, the method being such that the controlled bypass valve is in normally closed position and such that the The process allows opening if at least the following conditions are met: The motor is stopped and the fan is running.
- fan is running as the fan that rotates at a speed sufficient to create a forced air flow, the flow of air from the fan to the passenger compartment and / or from the fan to the particulate filter. Indeed, it can block the recovery of exhaust gas from the exhaust line to the passenger through the bypass, regardless of the operation or the presence of the check valve, especially when the engine is working.
- the exhaust gas pressure in the exhaust line at the second end is potentially higher than the air pressure in the cabin air ventilation circuit at the level of the first end, thus creating the inverted gas flow in the bypass if the check valve is blocked in the open or partially open position, or if there is none.
- this inverted gas flow will be favored if the air pressure in the cabin air ventilation circuit at the first end is low, especially when the fan is stopped or running at too slow a speed.
- the method controls the vehicle comprising the cockpit air ventilation circuit, the cockpit air ventilation circuit comprising a cockpit air-driven valve downstream from an air-handling zone. connection of the piloted air bypass of the cabin air ventilation circuit, the control method being such that it controls the total closure of the cockpit air-driven valve together with the pilot-controlled opening of the pilot operated bypass valve.
- the total closure of the air cockpit controlled valve together with the controlled opening of the piloted bypass valve allows to add a blockage to the possible inverted gas flow.
- This total closure of the air cockpit controlled valve also makes it possible to benefit from all the air blown by the fan for the regeneration of the particulate filter.
- the total closure of the cockpit air-controlled valve is therefore performed by the control method immediately before the pilot-operated bypass valve is commanded to open.
- the control method comprising a step EQf calculating a regeneration air flow rate Qf of the particulate filter, is such that it determines an opening of the bypass pilot valve and / or an opening time. of the pilot bypass valve and / or a speed of rotation of the fan according to the regeneration air flow rate Qf of the particulate filter.
- the regeneration of the particulate filter is controlled by controlling a flow rate of air passing through the bypass, and having as a reference the regeneration air flow rate Qf.
- This regeneration air flow rate Qf required for regeneration is calculated at step EQf as a function of known regeneration parameters.
- the control method can act on the bypass pilot valve and / or a rotation speed of the fan.
- the control method can control the degree of opening of the pilot bypass valve with a constant speed of the fan, or it can control the speed of the fan with an opening of the pilot valve bypass given, these examples being non-limiting.
- the method controls the vehicle comprising said cabin air ventilation circuit, said cabin air ventilation circuit comprising a cockpit air-driven valve downstream of a parking zone.
- the vehicle control method comprising a step EQf calculating a regeneration air flow Qf of the particulate filter, is such that it calculates a total air flow rate QT by summing the regeneration air flow rate Qf with an air flow rate demanded for ventilation of the passenger compartment Qh, and if the total airflow rate QT is less than or equal to a flow rate of maximum possible fan air Qm, the control method controls the bypass pilot valve and / or a rotational speed of said fan and / or the cockpit air-driven valve so as to simultaneously provide the regeneration air flow rate Qf and the airflow of ordered for ventilation of the cockpit Qh.
- maximum possible air flow of the fan Qm is understood throughout the present text as the air flow rate at full power of the fan with the bypass pilot valve fully open and the pilot valve controlled. cockpit air completely closed.
- the air flow required for the ventilation of the passenger compartment Qh may be requested by the occupants, or controlled by an air conditioning or heating. Whatever the origin of the demand, if the total air flow QT is lower at the maximum possible air flow of the fan Qm, it is then possible to maintain comfort of the occupants by maintaining the ventilation of the passenger compartment while ensuring the regeneration of the particulate filter.
- the vehicle control method is such that if the calculated total air flow QT is greater than the maximum possible air flow rate of the fan Qm, the method decides which regeneration air flow rates Qf or the Qh ventilation will be respected, according to a measured or calculated criticality of a particle filter regeneration request, in particular as a function of a particle loading of the filter, and a measured or calculated comfort criticality , depending on the climatic conditions of the passenger compartment and / or external climatic conditions of said vehicle, in particular an air temperature and / or a humidity level.
- the fan can no longer ensure the comfort of the occupants by maintaining the ventilation of the passenger compartment while ensuring the maintenance of regeneration air flow Qf.
- the control method will either reduce the regeneration air flow Qf and thus slow down the regeneration of the particulate filter, or reduce the air flow rate required for the ventilation of the passenger compartment Qh and therefore no longer respect the comfort of the occupants, or decrease the two air flows Qf and Qh so as to maintain a minimum benefit on the regeneration of the particle filter and the comfort of the occupants.
- the measured or calculated criticality of a regeneration request of the particle filter can be linked to a particulate filter with a high particle content.
- the measured or calculated criticality of comfort may be related to a phenomenon of condensation or ice on windows of the water contained in the air of the passenger compartment or the ambient air, requiring significant ventilation. of the passenger compartment and / or windows so that the occupants find a correct field of vision, in particular for the driver of the vehicle.
- FIG. 1 A vehicle according to the invention.
- FIG. 2 A logic diagram according to the method of the invention.
- FIG. 1 represents a vehicle 29 according to the invention, the vehicle 29 comprising the exhaust line 21, the heat engine 5, the particulate filter 30, a three-way catalyst 18 downstream from a turbine of a turbocharger 17, a silencer 19, the cabin air ventilation circuit 4, the fan 2, an awning grill 14, the controlled air bypass 10 of the cabin air ventilation circuit 4, the exhaust line 21, the bypass pilot valve 7, the nonreturn valve 9, the passenger compartment 1, the first end 27, the connection zone 20 including the first end 27, the second end 28, the air passing through the bypass 1 1, the cockpit air controlled valve 6, the common upstream portion 12 of the cabin air ventilation circuit 4, the plurality of secondary downstream passenger air circuits 13, the portion 8 of the exhaust line 21, a heat element 3.
- This element of heat 3 can be an exchanger forming part of a heating circuit (not shown) of the passenger compartment 1 by exchanging the heat of a heat-transfer circuit (not shown) of the heat engine 5 with the cabin air ventilation circuit 4, or be part of a cold production circuit (not shown).
- This heat element 3 may also be a group of electrical resistors (not shown) for heating the passenger compartment 1.
- the heat element 3 may also be a combination of these three examples.
- this heat element 3 When this heat element 3 is present, as shown in the figure, it is advantageous for it to be positioned on the cabin air ventilation circuit 4 and downstream of the first end 27. not to cool or heat air used only for regeneration.
- the fan 2 draws ambient air outside the vehicle 29 through the awning grid 14, the awning grid 14 is typically located at the bottom of the windshield 15 before or on the bonnet 16.
- the fan 2 of Figure 1 can also draw the air from the passenger compartment by a pilot line (not shown), to achieve a recirculation of the passenger compartment 1.
- An air filter (not shown) can also be part of the cabin air ventilation circuit 4, and is positioned to filter only the air entering the cabin regardless of the position of the piloted bypass valve 7.
- the fan 2 blows the ambient air into the controlled bypass of air 10 and / or into the cabin air ventilation circuit 4, according to the open or closed positions of the bypass pilot valve 7 and the valve controlled air cockpit valve 6.
- the non-return valve 9 imposes the direction of the air passing through the bypass January 1, which can only lead to the exhaust line 21.
- the second end 28 of the controlled air bypass 10 opens into the pipe portion 8 of the exhaust line 21, upstream of the particulate filter 30.
- the piloted air bypass 10 is advantageously the shortest possible, to limit the pressure losses on the air passing through the branch 1 1.
- the second end 28 is remote from the particle filter 30 for this reason: to reduce the length of the controlled air bypass 10.
- the pipe portion 8 is devoid of any filter element, any catalyst: the air passing through the branch 1 1 and more precisely its oxygen, is found entirely in the particulate filter 30.
- FIG. 2 represents a logic diagram according to the method of the invention.
- Step 100 represents the regeneration request of the particle filter 30, which also triggers the calculation of the regeneration air flow Qf of the step EQf.
- the step EQf is here included in step 100.
- the regeneration request as well as the calculation of Qf are established from data 301 such as the particle loading of the filter 30, temperature levels, a driving profile of the driver. or even map data from a satellite positioner.
- the test 201 relates to the stopping state of the motor 5. If this test 201 is positive, or "O”, the method performs a second test 202. If this test 201 is negative, or "N”, the process proceeds to step 120. In step 120, the heat engine 5 is running. This step 120 forces or maintains the controlled bypass valve 7 closed and authorizes the piloting of the air cockpit controlled valve 6. The step 120 also controls the regeneration of the particle filter 30 but using controls usually used in changing the richness of the exhaust gas, or taking advantage of the lift phases of feet corresponding to a rapid stop of the acceleration setpoint of the engine 5 or any other known control.
- the test 202 checks whether there is an air flow required for ventilation of said passenger compartment (1) Qh. If this test 202 is positive, or "O”, the process proceeds to step 101. If this test 202 is negative, or "N”, the process goes to step 1 10. In step 1 10, there is no air flow required for ventilation of said passenger compartment ( 1) Qh. The method will initiate the control of the fan 2, until the fan rotates at a speed sufficient to ensure the forced air flow from the fan 2 to the particulate filter 30. Once this threshold is reached, the process passes in step 1 1 1. In step 1 1 1, the method controls the piloted bypass valve 7 and the fan 2 so as to respect the setpoint flow rate Qf for the air passing through the bypass 1 1, while checking that the fan is rotating.
- step 101 the method calculates the criticality of the regeneration demand of the particle filter 30, and the criticality of comfort depending on the climatic conditions of the passenger compartment and / or outside climatic conditions of the vehicle. These calculations are based on parameters 302, such as particulate loading of the filter 30, the average particle loading rate of the filter 30, the temperature levels of the particulate filter 30 or the ambient air outside the vehicle. or air from the passenger compartment 1, a driving profile of the driver, map data from a satellite positioner, a humidity level of the ambient air outside the vehicle 29 or air from the vehicle. cockpit 1.
- step 102 the method increases the speed of the fan 2 until the fan rotates at a speed sufficient to guarantee forced air flow from fan 2 to the particulate filter 30 with the cockpit air-driven valve 6 at its When this threshold is reached, the process proceeds to step 103. If this threshold can not be reached, the process proportionally closes the cockpit air-driven valve 6. and once this threshold is reached, the process proceeds to step 103.
- step 103 the method will control the opening of the bypass pilot valve 7 and the opening of the air cockpit controlled valve 6 and the fan speed 2, depending on a strategy using the two criticalities of comfort and regeneration as input data, while checking that the fan rotates at a speed always sufficient to ensure the forced air flow from the fan 2 to the particulate filter 30. As soon as the regeneration is complete or the heat engine 5 restarts, the process returns to step 100.
- the invention proposes a simple solution for introducing air (oxygen) into the particulate filter and enabling its regeneration, in particular in the case of gasoline engines: of the embodiment described above, it can be seen that the modifications made to a conventional exhaust line architecture and to a part of the control are small, with an air intake at the level of the exhaust line pipe upstream of the exhaust filter. particles without having to add an air pump and while allowing a regeneration of the particulate filter while the engine is stopped.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Abstract
L'invention porte sur un véhicule (29) comprenant une ligne d'échappement (21 ) d'un moteur thermique (5) dotée d'un filtre à particules (30), ledit véhicule comprenant un circuit de ventilation d'air d'habitacle (4), caractérisé en ce qu'une dérivation pilotée d'air (10) dudit circuit de ventilation d'air d'habitacle (4) débouche dans ladite ligne d'échappement (21 ) en amont dudit filtre à particules (30).
Description
DISPOSITIF DE REGENERATION D'UN FILTRE A PARTICULES
[0001 ] L'invention porte sur un véhicule et un procédé de contrôle du véhicule permettant une régénération d'un filtre à particules d'une ligne d'échappement d'un moteur thermique du véhicule, notamment un véhicule automobile hybride ou automobile intégrant un mode roue libre.
[0002] Dans le domaine de l'industrie automobile, la réduction de la consommation de carburant est un problème majeur. Différents procédés de combustion sont ainsi utilisés pour essayer de brûler plus efficacement le carburant, que ce soit dans les moteurs diesel ou dans les moteurs à essence. Pour réaliser une plus grande économie de carburant, un procédé d'injection directe pour moteur diesel ou essence a ainsi été développé, selon lequel le carburant est directement injecté dans la chambre de combustion. Selon ce procédé d'injection directe, les polluants rejetés par le moteur sont traités de façon conventionnelle par un ou plusieurs catalyseurs dans la ligne d'échappement. En revanche, il est bien connu que l'injection directe produit des particules de suie. La législation exige que leur présence à la sortie de l'échappement soit limitée comme les émissions de monoxyde de carbone, d'hydrocarbures et d'oxydes d'azote. Des filtres à particules sont classiquement utilisés pour filtrer ces particules de suie.
[0003] De tels filtres doivent être régénérés de manière à éviter l'étouffement du moteur résultant du colmatage du filtre par les particules de suie, la régénération consistant à brûler les particules de suie. La régénération est effectuée soit de manière continue (régénération passive), soit périodiquement quand la perte de charge dans la ligne d'échappement au niveau du filtre à particules devient trop élevée (régénération active). Pour pouvoir amorcer puis entretenir cette régénération périodique, il est avantageux d'avoir au moins un niveau de température suffisant des particules de suie dans le filtre, ainsi qu'une présence d'oxygène pour la combustion de ces dernières. Toujours dans le but de réduire la consommation de carburant, il est avantageux que cette régénération puisse s'amorcer ou se poursuivre dans des conditions de roulage variées, et que cette régénération puisse se poursuivre jusqu'à ce que la quasi-totalité des particules de suie soient brûlées, y compris lorsque le moteur thermique est à l'arrêt comme par exemple pour un véhicule hybride ou un véhicule fonctionnant en mode roue libre.
[0004] Selon l'enseignement du document US201 10120090, sont connus des procédés et dispositifs de régénération d'un filtre à particules utilisé pour filtrer un flux d'échappement d'un moteur à essence à injection directe fonctionnant dans des conditions sensiblement stœchiométriques et consistant à introduire une quantité d'oxygène dans le flux d'échappement en aval du moteur et en amont du filtre à particules, et à régénérer le filtre à particules en faisant passer le flux d'échappement enrichi par la quantité d'oxygène à travers le filtre à particules. L'introduction de la quantité d'oxygène se fait soit par une pompe, soit par une désactivation de cylindres.
[0005] Ce document utilise soit une pompe à air, soit une désactivation d'un cylindre moteur tournant. Le problème d'une telle conception est de nécessiter l'utilisation de moyens dédiés complexes et qui demandent un pilotage sophistiqué.
[0006] Un inconvénient supplémentaire de la variante avec la pompe à air réside dans le fait qu'il faut pouvoir l'intégrer dans un compartiment moteur de volume restreint.
[0007] Le but de l'invention est de remédier au problème précédent en proposant une conception simplifiée d'un dispositif de régénération de filtre à particules. Subsidiairement, le but de l'invention est que ce dispositif de régénération de filtre à particules puisse continuer de fonctionner avec le moteur thermique à l'arrêt.
[0008] Accessoirement, le but de l'invention est également de remédier à l'inconvénient précité. [0009] A cet effet, l'invention a pour objet un véhicule comprenant une ligne d'échappement d'un moteur thermique, la ligne d'échappement étant dotée d'un filtre à particules, ce véhicule comprenant un circuit de ventilation d'air d'habitacle, et étant tel qu'une dérivation pilotée d'air du circuit de ventilation d'air d'habitacle débouche dans la ligne d'échappement en amont dudit filtre à particules. [0010] On comprend dans l'ensemble du présent texte les termes « amont » /« entrée » et « aval »/ « sortie » comme une localisation par rapport à un élément observé et à une direction générale d'un gaz traversant l'élément. Pour des gaz d'échappement dans une ligne d'échappement, la direction générale des gaz va d'une sortie des gaz d'échappement du moteur vers l'extrémité de la ligne débouchant hors du véhicule. Pour l'air dans le circuit de ventilation d'air d'habitacle, la direction générale des gaz va de l'air ambiant extérieur au véhicule vers l'habitacle. Pour l'air dans la dérivation pilotée d'air, la
direction générale des gaz va du circuit de ventilation d'air d'habitacle vers le filtre à particules.
[001 1 ] On comprend dans l'ensemble du présent texte les termes « moteur à l'arrêt » un moteur thermique qui ne tourne pas, même si le véhicule continue d'avancer. [0012] On comprend dans l'ensemble du présent texte les termes « circuit de ventilation d'air d'habitacle» la partie d'un circuit d'air de climatisation ou de chauffage ou de ventilation insufflant de l'air vers l'habitacle.
[0013] On comprend dans l'ensemble du présent texte les termes « système de climatisation, de chauffage, de ventilation, fonctionnant en boucle fermée » par le fait que ces systèmes peuvent insuffler de l'air dans l'habitacle tout en l'aspirant entièrement ou partiellement de l'habitacle. A contrario, le fonctionnement en boucle ouverte consiste à aspirer de l'air ambiant extérieur au véhicule et à l'insuffler dans l'habitacle.
[0014] On comprend dans l'ensemble du présent texte les termes « filtre à particules» comme un filtre comprenant une matrice poreuse définissant des canaux et comportant une face d'entrée des gaz d'échappement, et le filtre comprenant si nécessaire un divergeant de raccordement avec la ligne d'échappement. Ce filtre peut être catalysé.
[0015] En effet, les circuits de ventilation d'air d'habitacles peuvent fonctionner même lorsque le moteur thermique est à l'arrêt. Ce circuit de ventilation d'air d'habitacle peut faire partie d'un système de climatisation, de chauffage de l'habitacle, de dégivrage de vitres ou tout autre système insufflant de l'air dans l'habitacle, que ce système fonctionne en boucle fermée ou non. Ces circuits d'air d'habitacles sont préexistants sur tous les véhicules modernes. La dérivation pilotée d'air, qui peut prendre la forme d'une conduite raccordée sur le circuit de ventilation d'air d'habitacle à une première extrémité, et raccordée sur la ligne d'échappement en amont du filtre à particules à une deuxième extrémité, permet d'acheminer de l'air provenant du circuit d'air d'habitacle vers la ligne d'échappement en amont du filtre à particules, dite air traversant la dérivation. Le pilotage de l'air traversant la dérivation permet de doser une quantité d'air introduit pour la régénération du filtre à particules. On n'a ainsi plus besoin d'organe dédié complexe pour la régénération du filtre à particules, comme une pompe à air, que cette pompe soit indépendante ou non du moteur thermique. Subsidiairement, ce véhicule permet de continuer d'alimenter en air le filtre à particules alors que le moteur thermique est à l'arrêt,
et permet soit de continuer une régénération en cours, soit de débuter une nouvelle régénération.
[0016] De préférence, le véhicule est tel que le filtre à particules est un filtre à particules pour moteurs à essence. [0017] En effet, tous les filtres à particules ont besoin d'oxygène pour brûler les particules de suies. Les moteurs Diesel fonctionnent naturellement en excès d'air et le manque d'oxygène empêchant une régénération ne se rencontre principalement que moteur à l'arrêt. Les moteurs à essence fonctionnent avec un mélange d'air et de carburant stœchiométrique, et l'oxygène nécessaire à la régénération demande des réglages particuliers du moteur à essence qui doit alors tourner, ou un dispositif d'apport d'air indépendant du moteur à essence. Cette invention trouve donc une application préférentielle en tant que dispositif d'apport d'air pour la régénération du filtre à particules du moteur à essence.
[0018] De préférence, le véhicule est tel que ladite dérivation pilotée d'air est dotée d'une vanne pilotée de dérivation.
[0019] On comprend par « vanne pilotée » tout moyen d'obturation pilotable de la dérivation pilotée d'air, qu'il soit proportionnel ou bistable, un clapet piloté étant la réalisation la plus simple avec un temps de réponse court pour obturer aisément un conduit d'un circuit d'air, tel que la dérivation pilotée d'air. [0020] De préférence, le véhicule est tel que la dérivation pilotée d'air est dotée d'un clapet anti-retour.
[0021 ] En effet, il est avantageux de bloquer une remontée des gaz d'échappement de la ligne d'échappement vers l'habitacle en passant dans la dérivation pilotée d'air, indépendamment du pilotage de la dérivation pilotée d'air, notamment lorsque le moteur est en marche. Dans ce cas, la pression des gaz d'échappement dans la ligne d'échappement en amont du filtre à particules au niveau de la deuxième extrémité est potentiellement plus élevée que la pression de l'air dans le circuit de ventilation d'air d'habitacle au niveau de la première extrémité, créant ainsi un flux de gaz inversé dans la dérivation pilotée d'air si la vanne pilotée de dérivation est bloquée en position ouverte ou partiellement ouverte.
[0022] De préférence, le véhicule est tel que la dérivation pilotée d'air est dotée d'un clapet anti-retour positionné en aval de la vanne pilotée de dérivation.
[0023] En effet, le clapet anti-retour va ainsi protéger la vanne pilotée de dérivation contre toutes surchauffes dues à la remontée des gaz d'échappement dans la dérivation pilotée d'air.
[0024] De préférence, le véhicule est tel que le circuit de ventilation d'air d'habitacle comporte une vanne pilotée d'air d'habitacle en aval d'une zone de raccordement de la dérivation pilotée d'air sur le circuit de ventilation d'air d'habitacle.
[0025] En effet, il est avantageux de pouvoir dériver la totalité de l'air du circuit de ventilation d'air d'habitacle dans la ligne d'échappement. Lorsque la vanne pilotée d'air d'habitacle est fermée ou partiellement fermée, la totalité de l'air du circuit de ventilation d'air d'habitacle est totalement ou partiellement dérivée dans la dérivation pilotée d'air.
[0026] De préférence, le véhicule comprend une portion amont commune du circuit de ventilation d'air d'habitacle qui est divisée en une pluralité de circuits avals secondaires d'air d'habitacle, et le véhicule est tel que la vanne pilotée d'air d'habitacle est sur la portion commune du circuit de ventilation d'air d'habitacle.
[0027] En effet, il est avantageux, pour une simplification du véhicule, de n'avoir qu'une seule vanne pilotée d'air d'habitacle. Il est alors judicieux de la positionner sur la portion amont commune du circuit de ventilation d'air d'habitacle, en amont de tous les circuits secondaires.
[0028] De préférence, le véhicule est tel que la dérivation pilotée d'air débouche dans une portion de conduite de la ligne d'échappement, la portion étant directement raccordée au filtre à particules.
[0029] On comprend dans l'ensemble du présent texte les termes « directement raccordée au filtre à particules », le fait que la portion de conduite de la ligne d'échappement insuffle la quasi-totalité de l'oxygène de l'air traversant la dérivation dans le filtre à particules. Il n'y a donc pas de post-traitement des gaz d'échappement qui soient réducteurs ou oxydants ou consommateur d'oxygène dans la portion de conduite de la ligne d'échappement, à l'exception de réactions chimiques dans les gaz d'échappement eux-mêmes en fonction de sa composition et sa température.
[0030] En effet, l'oxygène de l'air traversant la dérivation est utilisé pour la régénération du filtre à particules. Il est alors avantageux que cet oxygène reste disponible jusqu'à son entrée dans le filtre à particules. On exclue donc tout catalyseur oxydant ou réducteur dans la dérivation pilotée d'air et la portion de conduite de la ligne d'échappement. [0031 ] De préférence, le véhicule est tel que la portion de conduite de la ligne d'échappement est de forme tubulaire et continûment vide jusqu'au filtre à particules auquel elle est raccordée.
[0032] En effet, il est aussi avantageux qu'il y ait le moins de résistance possible à la progression de l'air traversant la dérivation piloté d'air, de façon à solliciter le moins possible le circuit de ventilation d'air d'habitacle. Il est donc avantageux que la portion de conduite de la ligne d'échappement ait une perte de charge de portion de conduite minimale, par exemple ne contenant aucun dispositif de post-traitement. La section d'une telle portion de conduite de la ligne d'échappement est largement dimensionnée pour le passage de l'air traversant la dérivation, puisque cette section est dimensionnée pour le passage de la totalité des gaz d'échappement.
[0033] De préférence, le véhicule est tel que la dérivation est d'une section au moins égale à une section la plus grande du circuit de ventilation d'air d'habitacle, et/ou d'une longueur minimale.
[0034] En effet, il est aussi avantageux qu'il y ait le moins de résistance possible à la progression de l'air traversant la dérivation pilotée d'air, de façon à solliciter le moins possible le circuit de ventilation d'air d'habitacle. Il est donc avantageux que la dérivation soit la plus courte possible en fonction de contraintes d'implantation, par exemple en choisissant de positionner la première extrémité et la deuxième extrémité dans une zone de proximité entre le circuit de ventilation d'air d'habitacle et la ligne d'échappement. Pour la même raison, il est aussi avantageux que la section de la dérivation soit au moins équivalente à la section la plus grande du circuit de ventilation d'air d'habitacle.
[0035] l'invention a aussi pour objet un procédé de contrôle du véhicule, le circuit de ventilation d'air d'habitacle comprenant un ventilateur, le procédé étant tel que la vanne pilotée de dérivation est en position normalement fermée et tel que le procédé autorise son ouverture si au moins les conditions suivantes sont satisfaites : Le moteur est à l'arrêt et le ventilateur est en marche.
[0036] On comprend dans l'ensemble du présent texte les termes « ventilateur est en marche » comme le ventilateur qui tourne à une vitesse suffisante pour créer un flux d'air forcé, ce flux d'air allant du ventilateur vers l'habitacle et/ou du ventilateur vers le filtre à particules. [0037] En effet, on peut bloquer la remontée des gaz d'échappement de la ligne d'échappement vers l'habitacle en passant par la dérivation, indépendamment du fonctionnement ou de la présence du clapet anti-retour, notamment lorsque le moteur est en marche. Dans ce cas, la pression des gaz d'échappement dans la ligne d'échappement au niveau de la deuxième extrémité est potentiellement plus élevée que la pression de l'air dans le circuit de ventilation d'air d'habitacle au niveau de la première extrémité, créant ainsi le flux de gaz inversé dans la dérivation si le clapet anti-retour est bloqué en position ouverte ou partiellement ouverte, ou s'il n'y en a pas. De plus, ce flux de gaz inversé va être favorisé si la pression de l'air dans le circuit de ventilation d'air d'habitacle au niveau de la première extrémité est faible, notamment lorsque le ventilateur est à l'arrêt ou tournant à une trop faible vitesse.
[0038] De préférence, le procédé contrôle le véhicule comprenant le circuit de ventilation d'air d'habitacle, le circuit de ventilation d'air d'habitacle comportant une vanne pilotée d'air d'habitacle en aval d'une zone de raccordement de la dérivation pilotée d'air du circuit de ventilation d'air d'habitacle, le procédé de contrôle étant tel qu'il commande la fermeture totale de la vanne pilotée d'air d'habitacle conjointement avec l'ouverture pilotée de la vanne piloté de dérivation.
[0039] En effet, la fermeture totale de la vanne pilotée d'air d'habitacle conjointement avec l'ouverture pilotée de la vanne piloté de dérivation permet de rajouter un blocage au flux de gaz inversé éventuel. Cette fermeture totale de la vanne pilotée d'air d'habitacle permet aussi de bénéficier de la totalité de l'air insufflé par le ventilateur pour la régénération du filtre à particules. La fermeture totale de la vanne pilotée d'air d'habitacle est donc exécutée par le procédé de contrôle immédiatement avant que la vanne pilotée de dérivation soit commandée en ouverture.
[0040] De préférence, le procédé de contrôle comprenant une étape EQf calculant un débit d'air de régénération Qf du filtre à particules, est tel qu'il détermine une ouverture de la vanne pilotée de dérivation et/ou un temps d'ouverture de la vanne pilotée de dérivation et/ou une vitesse de rotation du ventilateur en fonction du débit d'air de régénération Qf du filtre à particules.
[0041 ] En effet, il est avantageux que la régénération du filtre à particules soit contrôlée par le pilotage d'un débit de l'air traversant la dérivation, et ayant pour consigne le débit d'air de régénération Qf. Ce débit d'air de régénération Qf nécessaire à la régénération est calculé à l'étape EQf en fonction de paramètres connus de régénération. A titre d'exemple de paramètres, on peut citer un seuil de température minimal mesuré ou estimé des gaz d'échappement et/ou de la matrice du filtre à particules, un seuil de température maximal mesuré ou estimé des gaz d'échappement et/ou de la matrice du filtre à particules, un chargement mesuré ou estimé du filtre en particules de suie, qui sont des paramètres non limitatifs. Pour réaliser ce pilotage du débit d'air traversant la dérivation, le procédé de contrôle peut agir sur la vanne pilotée de dérivation et/ou une vitesse de rotation du ventilateur. Par exemple, le procédé de contrôle peut contrôler le degré d'ouverture de la vanne pilotée de dérivation avec une vitesse constante du ventilateur, ou encore il peut piloter la vitesse du ventilateur avec une ouverture de la vanne pilotée de dérivation donnée, ces exemples étant non limitatifs. [0042] De préférence, le procédé contrôle le véhicule comprenant ledit circuit de ventilation d'air d'habitacle, ledit circuit de ventilation d'air d'habitacle comportant une vanne pilotée d'air d'habitacle en aval d'une zone de raccordement de ladite dérivation pilotée d'air audit circuit de ventilation d'air d'habitacle, le procédé de contrôle du véhicule comprenant une étape EQf calculant un débit d'air de régénération Qf du filtre à particules, est tel qu'il calcule un débit d'air total QT en sommant le débit d'air de régénération Qf avec un débit d'air demandé pour une ventilation de l'habitacle Qh , et si le débit d'air total QT est inférieur ou égal à un débit d'air maximal possible du ventilateur Qm, le procédé de contrôle pilote la vanne pilotée de dérivation et/ou une vitesse de rotation dudit ventilateur et/ou la vanne pilotée d'air d'habitacle de façon à assurer simultanément le débit d'air de régénération Qf et le débit d'air demandé pour la ventilation de l'habitacle Qh.
[0043] On comprend dans l'ensemble du présent texte les termes « débit d'air maximal possible du ventilateur Qm » comme le débit d'air à pleine puissance du ventilateur avec la vanne pilotée de dérivation complètement ouverte et la vanne pilotée d'air d'habitacle complètement fermée.
[0044] En effet, le débit d'air demandé pour la ventilation de l'habitacle Qh, peut être demandé par les occupants, ou par un pilotage régulé d'une climatisation ou d'un chauffage. Quelle que soit l'origine de la demande, si le débit d'air total QT est inférieur
au débit d'air maximal possible du ventilateur Qm, il est alors possible de garder un confort des occupants en maintenant la ventilation de l'habitacle tout en assurant la régénération du filtre à particules.
[0045] De préférence , le procédé de contrôle du véhicule est tel que si le débit d'air total QT calculé est supérieur au débit d'air maximal possible du ventilateur Qm, le procédé décide lequel des débits d'air de régénération Qf ou demandé à la ventilation Qh sera respecté, en fonction d'une criticité mesurée ou calculée d'une demande de régénération du filtre à particule, notamment en fonction d'un chargement en particules du filtre, et d'une criticité mesurée ou calculée de confort, fonction de conditions climatiques de l'habitacle et/ou de conditions climatiques extérieures au dit véhicule, notamment une température de l'air et/ou un taux d'humidité.
[0046] En effet, dans ce cas le ventilateur ne peut plus assurer le confort des occupants en maintenant la ventilation de l'habitacle tout en assurant le maintien du débit d'air de régénération Qf. En fonction de ces deux criticités, le procédé de contrôle va soit diminuer le débit d'air de régénération Qf et donc ralentir la régénération du filtre à particules, soit diminuer le débit d'air demandé à la ventilation de l'habitacle Qh et donc ne plus respecter le confort des occupants, soit diminuer les deux débits d'air Qf et Qh de façon à maintenir une prestation minimale sur la régénération du filtre à particule et sur le confort des occupants. [0047] La criticité mesurée ou calculée d'une demande de régénération du filtre à particule peut être liée à un filtre à particules très chargé en particules. Il devient alors urgent de régénérer le filtre à particules avant qu'il ne se colmate, ou que l'excès de particules ne provoque une régénération trop rapide et incontrôlée. La criticité mesurée ou calculée de confort, fonction de conditions climatiques, peut être liée à un phénomène de condensation ou de verglas sur des vitres de l'eau contenue dans l'air de l'habitacle ou l'air ambiant, nécessitant une ventilation importante de l'habitacle et/ou des vitres pour que les occupants retrouvent un champ de vision correcte, en particulier pour le conducteur du véhicule.
[0048] D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description d'un exemple de réalisation de l'invention non limitatif qui va suivre, faite en référence aux figures annexées, qui représentent :
- Figure 1 : Un véhicule selon l'invention.
- Figure 2 : Un logigramme selon le procédé de l'invention.
Toutes les références identiques d'une figure à l'autre correspondent à des composants identiques.
[0049] La figure 1 représente un véhicule 29 selon l'invention, le véhicule 29 comprenant la ligne d'échappement 21 , le moteur thermique 5, le filtre à particules 30, un catalyseur trois voies 18 en aval d'une turbine d'un turbocompresseur 17, un silencieux 19, le circuit de ventilation d'air d'habitacle 4, le ventilateur 2, une grille d'auvent 14, la dérivation pilotée d'air 10 du circuit de ventilation d'air d'habitacle 4, la ligne d'échappement 21 , la vanne pilotée de dérivation 7, le clapet anti-retour 9, l'habitacle 1 , la première extrémité 27, la zone de raccordement 20 incluant la première extrémité 27, la deuxième extrémité 28, l'air traversant la dérivation 1 1 , la vanne pilotée d'air d'habitacle 6, la portion amont commune 12 du circuit de ventilation d'air d'habitacle 4, la pluralité de circuits avals secondaires d'air d'habitacle 13, la portion de conduite 8 de la ligne d'échappement 21 , un élément de chaleur 3. [0050] Cet élément de chaleur 3 peut être un échangeur faisant partie d'un circuit de chauffage (non représenté) de l'habitacle 1 en échangeant la chaleur d'un circuit caloporteur (non représenté) du moteur thermique 5 avec le circuit de ventilation d'air d'habitacle 4, ou faire partie d'un circuit de production de froid (non représenté). Cet élément de chaleur 3 peut être également un groupe de résistances électriques (non représenté) pour le réchauffage de l'habitacle 1 . L'élément de chaleur 3 peut également être une combinaison de ces trois exemples.
[0051 ] Lorsque cet élément de chaleur 3 est présent, comme le montre la figure, il est avantageux que celui-ci soit positionné sur le circuit de ventilation d'air d'habitacle 4 et en aval de la première extrémité 27. Cela permet de ne pas refroidir ou chauffer un air utilisé uniquement pour une régénération.
[0052] Le ventilateur 2 aspire l'air ambiant extérieur au véhicule 29 à travers la grille d'auvent 14, cette grille d'auvent 14 se situe classiquement en bas du parebrise avant 15 ou sur le capot moteur 16. Le ventilateur 2 de la figure 1 peut également aspirer l'air de l'habitacle par une conduite pilotée (non représentée), pour réaliser un recyclage d'air de l'habitacle 1 .
[0053] Un filtre à air (non représenté) peut également faire partie du circuit de ventilation d'air d'habitacle 4, et est positionné de manière à ne filtrer que l'air entrant dans l'habitacle quelle que soit la position de la vanne pilotée de dérivation 7.
[0054] Le ventilateur 2 insuffle l'air ambiant dans la dérivation pilotée d'air 10 et/ou dans le circuit de ventilation d'air d'habitacle 4, selon les positions ouvertes ou fermées de la vanne pilotée de dérivation 7 et de la vanne la vanne pilotée d'air d'habitacle 6. Le clapet anti-retour 9 impose le sens de l'air traversant la dérivation 1 1 , qui ne peut que déboucher vers la ligne d'échappement 21 . La deuxième extrémité 28 de la dérivation d'air pilotée 10 débouche dans la portion de conduite 8 de la ligne d'échappement 21 , en amont du filtre à particules 30.
[0055] La dérivation d'air pilotée 10 est avantageusement la plus courte possible, pour limiter les pertes de charge sur l'air traversant la dérivation 1 1 . Dans cet exemple, la deuxième extrémité 28 est éloignée du filtre à particules 30 pour cette raison : diminuer la longueur de la dérivation d'air pilotée 10. La portion de conduite 8 est dépourvue de tout élément filtrant, de tout catalyseur : l'air traversant la dérivation 1 1 et plus précisément son oxygène, se retrouve intégralement dans le filtre à particules 30.
[0056] Il est à noter que lorsque le moteur 5 est à l'arrêt, sa ligne d'admission d'air (non représentée) est obstruée par les soupapes du moteur thermique 5 comme par le doseur d'air de la ligne d'admission (non représenté). Ainsi, l'air traversant la dérivation 1 1 ne peut que sortir de la ligne d'échappement 21 en traversant le filtre à particules 30.
[0057] La figure 2 représente un logigramme selon le procédé de l'invention. En lien avec la figure 2, on comprend dans l'ensemble du présent texte les termes «O» comme « oui » et les termes « N » comme « non ». L'étape 100 représente la demande de régénération du filtre à particules 30, qui enclenche également le calcul du débit d'air de régénération Qf de l'étape EQf. L'étape EQf est ici incluse dans l'étape 100. La demande de régénération ainsi que le calcul de Qf sont établis à partir de données 301 comme le chargement en particules du filtre 30, des niveaux de températures, un profil de roulage du conducteur ou même des données cartographiques venant d'un positionneur par satellites.
[0058] Le test 201 porte sur l'état d'arrêt du moteur 5. Si ce test 201 est positif, ou « O », le procédé exécute un second test 202. Si ce test 201 est négatif, ou « N », le procédé passe à l'étape 120.
[0059] A l'étape 120, le moteur thermique 5 est en marche. Cette étape 120 force ou maintien la vanne pilotée de dérivation 7 fermée et autorise le pilotage de la vanne pilotée d'air d'habitacle 6. L'étape 120 contrôle également la régénération du filtre à particules 30 mais en utilisant des contrôles habituellement utilisés en changeant la richesse des gaz d'échappement, ou profitant des phases de levée de pieds correspondant à un arrêt rapide de la consigne d'accélération du moteur 5 ou tout autre contrôle connu.
[0060] Le test 202 vérifie s'il y a un débit d'air demandé pour une ventilation dudit habitacle (1 ) Qh. Si ce test 202 est positif, ou « O », le procédé passe à l'étape 101 . Si ce test 202 est négatif, ou « N », le procédé passe à l'étape 1 10. [0061 ] A l'étape 1 10, il n'y a pas de débit d'air demandé pour une ventilation dudit habitacle (1 ) Qh. Le procédé va initier la commande du ventilateur 2, jusqu'à ce que le ventilateur tourne à une vitesse suffisante pour garantir le flux d'air forcé allant du ventilateur 2 vers le filtre à particules 30. Une fois ce seuil atteint, le procédé passe à l'étape 1 1 1 . [0062] A l'étape 1 1 1 , le procédé pilote la vanne pilotée de dérivation 7 et le ventilateur 2 de façon à respecter le débit de consigne Qf pour l'air traversant la dérivation 1 1 , tout en vérifiant que le ventilateur tourne à une vitesse toujours suffisante pour garantir le flux d'air forcé allant du ventilateur 2 vers le filtre à particules 30. Dès que la régénération est terminée ou que le moteur thermique 5 redémarre, le procédé retourne à l'étape 100. [0063] A l'étape 101 , le procédé calcule la criticité de la demande de régénération du filtre à particule 30, et la criticité de confort fonction de conditions climatiques de l'habitacle et/ou de conditions climatiques extérieures au véhicule. Ces calculs se font à partir des paramètres 302, tels que le chargement en particules du filtre 30, la vitesse moyenne de chargement en particules du filtre 30, des niveaux de températures du filtre à particules 30 ou de l'air ambiant extérieur au véhicule 29 ou de l'air de l'habitacle 1 , un profil de roulage du conducteur, des données cartographiques venant d'un positionneur par satellites, un taux d'humidité de l'air ambiant extérieur au véhicule 29 ou de l'air de l'habitacle 1 . Ces paramètres ne sont pas exhaustifs. Le procédé passe alors à l'étape 102. [0064] A l'étape 102, le procédé augmente la vitesse du ventilateur 2, jusqu'à ce que le ventilateur tourne à une vitesse suffisante pour garantir le flux d'air forcé allant du ventilateur 2 vers le filtre à particules 30 avec la vanne pilotée d'air d'habitacle 6 à sa
position d'ouverture de l'étape 100. Une fois ce seuil atteint, le procédé passe à l'étape 103. Si ce seuil ne peut pas être atteint, le procédé ferme de façon proportionné la vanne pilotée d'air d'habitacle 6 et une fois ce seuil atteint, le procédé passe à l'étape 103.
[0065] A l'étape 103, le procédé va contrôler l'ouverture de la vanne pilotée de dérivation 7 et l'ouverture de la vanne pilotée d'air d'habitacle 6 et la vitesse du ventilateur 2, en fonction d'une stratégie utilisant les deux criticités de confort et de régénération comme données d'entrée, tout en vérifiant que le ventilateur tourne à une vitesse toujours suffisante pour garantir le flux d'air forcé allant du ventilateur 2 vers le filtre à particules 30. Dès que la régénération est terminée ou que le moteur thermique 5 redémarre, le procédé retourne à l'étape 100.
[0066] On voit que l'invention propose une solution simple pour introduire de l'air (de l'oxygène) dans le filtre à particules et permettre sa régénération, notamment dans le cas des moteurs essence : de l'exemple de réalisation décrit plus haut, on voit que les modifications apportées à une architecture conventionnelle de ligne d'échappement et à une partie du contrôle sont peu importantes, avec une arrivée d'air au niveau de la tubulure de la ligne d'échappement en amont du filtre à particules sans avoir à rajouter une pompe à air et tout en permettant une régénération du filtre à particules alors que le moteur est à l'arrêt.
Claims
REVENDICATIONS
1. Véhicule (29) comprenant une ligne d'échappement (21 ) d'un moteur thermique (5), ladite ligne d'échappement (21 ) étant dotée d'un filtre à particules (30), ledit véhicule comprenant un circuit de ventilation d'air d'habitacle (4), caractérisé en ce qu'une dérivation pilotée d'air (10) dudit circuit de ventilation d'air d'habitacle (4) débouche dans ladite ligne d'échappement (21 ) en amont dudit filtre à particules (30).
2. Véhicule (29) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ladite dérivation pilotée d'air (10) est dotée d'une vanne pilotée de dérivation (7).
3. Véhicule (29) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite dérivation pilotée d'air (10) est dotée d'un clapet anti-retour (9).
4. Véhicule (29) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit circuit de ventilation d'air d'habitacle (4) comporte une vanne pilotée d'air d'habitacle (6) en aval d'une zone de raccordement (20) de ladite dérivation pilotée d'air (10) audit circuit de ventilation d'air d'habitacle (4). 5. Véhicule (29) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite dérivation pilotée d'air (10) débouche dans une portion de conduite (8) de ladite ligne d'échappement (21 ), ladite portion (8) étant directement raccordée audit filtre à particules (30).
Procédé de contrôle dudit véhicule (29) selon l'une des revendications 2 à 5, ledit circuit de ventilation d'air d'habitacle (4) comprenant un ventilateur (2), caractérisé en ce que ladite vanne pilotée de dérivation (7) est en position normalement fermée et en ce que ledit procédé autorise son ouverture si au moins les conditions suivantes sont satisfaites : ledit moteur (5) est à l'arrêt et ledit ventilateur (4) est en marche.
7. Procédé de contrôle dudit véhicule (29) selon la revendication 6, ledit véhicule (29) comprenant ledit circuit de ventilation d'air d'habitacle (4), ledit circuit de ventilation d'air d'habitacle (4) comportant une vanne pilotée d'air d'habitacle (6) en aval d'une zone de raccordement (20) de ladite dérivation pilotée d'air (10) audit circuit de ventilation d'air d'habitacle (4) , ledit procédé de contrôle dudit véhicule (29) étant caractérisé en ce qu'il commande la fermeture totale de ladite vanne pilotée d'air
d'habitacle (6) conjointement avec l'ouverture pilotée de ladite vanne piloté de dérivation (7).
8. Procédé de contrôle dudit véhicule (29) selon la revendication 7 comprenant une étape EQf calculant un débit d'air de régénération Qf dudit filtre à particules (30), caractérisé en ce qu'il détermine une ouverture de ladite vanne pilotée de dérivation (7) et/ou un temps d'ouverture de ladite vanne pilotée de dérivation (7) et/ou une vitesse de rotation dudit ventilateur (2) en fonction dudit débit d'air de régénération Qf dudit filtre à particules (30).
9. Procédé de contrôle dudit véhicule (29) selon la revendication 6, ledit véhicule (29) comprenant ledit circuit de ventilation d'air d'habitacle (4), ledit circuit de ventilation d'air d'habitacle (4) comportant une vanne pilotée d'air d'habitacle (6) en aval d'une zone de raccordement (20) de ladite dérivation pilotée d'air (10) audit circuit de ventilation d'air d'habitacle (4), ledit procédé de contrôle dudit véhicule (29) comprenant une étape EQf calculant un débit d'air de régénération Qf dudit filtre à particules (30), ledit procédé de contrôle dudit véhicule (29) étant caractérisé en ce qu'il calcule un débit d'air total QT en sommant ledit débit d'air de régénération Qf avec un débit d'air demandé pour une ventilation dudit habitacle (1 ) Qh , et si ledit débit d'air total QT est inférieur ou égal à un débit d'air maximal possible dudit ventilateur (2) Qm, le procédé de contrôle pilote ladite vanne pilotée de dérivation (7) et/ou une vitesse de rotation dudit ventilateur (2) et/ou ladite vanne pilotée d'air d'habitacle (6) de façon à assurer simultanément ledit débit d'air de régénération Qf et ledit débit d'air pour la ventilation dudit habitacle (1 ) Qh.
10. Procédé de contrôle dudit véhicule (29) selon la revendication 9, caractérisé en ce que si ledit débit d'air total QT calculé est supérieur audit débit d'air maximal possible dudit ventilateur (2) Qm, ledit procédé décide lequel desdits débits d'air Qf ou Qh sera respecté, en fonction d'une criticité mesurée ou calculée d'une demande de régénération dudit filtre à particule (30), notamment en fonction d'un chargement en particules dudit filtre (30), et d'une criticité mesurée ou calculée de confort, fonction de conditions climatiques dudit habitacle (1 ) et/ou de conditions climatiques extérieures audit véhicule (29), notamment une température de l'air et/ou un taux d'humidité.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1561111 | 2015-11-19 | ||
FR1561111A FR3044040B1 (fr) | 2015-11-19 | 2015-11-19 | Dispositif de regeneration d’un filtre a particules |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2017085366A1 true WO2017085366A1 (fr) | 2017-05-26 |
Family
ID=55300554
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/FR2016/052740 WO2017085366A1 (fr) | 2015-11-19 | 2016-10-21 | Dispositif de régénération d'un filtre à particules |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR3044040B1 (fr) |
WO (1) | WO2017085366A1 (fr) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3088368A1 (fr) | 2018-11-08 | 2020-05-15 | Psa Automobiles Sa | Vehicule equipe d’un filtre a particules autoregenerant et d’un moteur et procede de controle associe |
CN114112849A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-01 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种dpf故障诊断方法、诊断装置、车辆及存储介质 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2928176A1 (fr) * | 2008-02-29 | 2009-09-04 | Faurecia Sys Echappement | Procede de regeneration d'un filtre a particules pour moteur a essence et ensemble d'echappement associe |
US20110120090A1 (en) | 2009-11-25 | 2011-05-26 | Sorensen Jr Charles Mitchel | Processes And Devices For Regenerating Gasoline Particulate Filters |
DE102013202142A1 (de) * | 2013-02-08 | 2014-08-14 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Regeneration eines Partikelfilters |
-
2015
- 2015-11-19 FR FR1561111A patent/FR3044040B1/fr active Active
-
2016
- 2016-10-21 WO PCT/FR2016/052740 patent/WO2017085366A1/fr active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2928176A1 (fr) * | 2008-02-29 | 2009-09-04 | Faurecia Sys Echappement | Procede de regeneration d'un filtre a particules pour moteur a essence et ensemble d'echappement associe |
US20110120090A1 (en) | 2009-11-25 | 2011-05-26 | Sorensen Jr Charles Mitchel | Processes And Devices For Regenerating Gasoline Particulate Filters |
DE102013202142A1 (de) * | 2013-02-08 | 2014-08-14 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Regeneration eines Partikelfilters |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3088368A1 (fr) | 2018-11-08 | 2020-05-15 | Psa Automobiles Sa | Vehicule equipe d’un filtre a particules autoregenerant et d’un moteur et procede de controle associe |
CN114112849A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-01 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种dpf故障诊断方法、诊断装置、车辆及存储介质 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR3044040B1 (fr) | 2017-12-08 |
FR3044040A1 (fr) | 2017-05-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101568703B (zh) | 用于控制柴油机排气温度的方法和设备 | |
US8353153B2 (en) | Snapper valve for hot end systems with burners | |
CN102042111B (zh) | 用于排气系统的方法 | |
CN101490375A (zh) | 内燃机排气净化系统 | |
WO2008125762A1 (fr) | Circuit de gaz d'echappement egr basse pression avec prise en compte du chauffage de l'habitacle | |
FR2840354A1 (fr) | Dispositif de filtration des gaz d'echappement pour moteur diesel a surface de filtration variable par obstruction commandee | |
CN109804145A (zh) | 用于再生颗粒过滤器的方法以及具有颗粒过滤器的汽车 | |
FR2928176A1 (fr) | Procede de regeneration d'un filtre a particules pour moteur a essence et ensemble d'echappement associe | |
EP3973150B1 (fr) | Système de post-traitement des gaz d'échappement d'une ligne d'échappement d'un moteur à combustion interne à allumage commandé | |
CN108952896B (zh) | 在内燃机的排气系统中的颗粒过滤器或四元催化器的再生 | |
WO2017085366A1 (fr) | Dispositif de régénération d'un filtre à particules | |
FR2848500A1 (fr) | Dispositif d'alimentation d'air et procede de regeneration d'un filtre a gaz pour habitacle de vehicule | |
KR20190040455A (ko) | 내연기관 작동 방법, 내연기관, 및 자동차 | |
KR102315261B1 (ko) | 내연기관 작동 방법, 내연기관, 및 자동차 | |
EP2084025B1 (fr) | Systeme de chauffage pour vehicule couple a un systeme egr | |
EP3163042B1 (fr) | Procédé d'alimentation électrique d'un dispositif de chauffage des gaz d'échappement d'un groupe motopropulseur d'un véhicule automobile et véhicule associé | |
WO2005116414A1 (fr) | Systeme ameliore de regulation de la temperature des gaz admis dans un moteur | |
FR3041687B1 (fr) | Dispositif de regeneration d’un filtre a particules | |
WO2021170442A1 (fr) | Echangeur de circuit egr avec ventilation | |
JP3557931B2 (ja) | 燃焼式ヒータを有する内燃機関 | |
FR2831603A1 (fr) | Appareil de commande d'emission et procede de commande d'emission d'un moteur a combustion interne | |
EP1757353A1 (fr) | Procédé d'oxydation pour l'épuration de gaz d'échappement d'un moteur à combustion et système d'aide au fonctionnement d'un catalyseur d'oxydation | |
FR3067061B1 (fr) | Systeme d'alimentation d'un moteur a combustion interne | |
FR3148257A1 (fr) | Procédé de vidange d'un circuit d'injection d'air secondaire de moteur thermique | |
EP3112659B1 (fr) | Moteur comportant un système de refroidissement du liquide de refroidissement par du carburant |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 16809922 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 16809922 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |