Système et procédé de régénération d'un filtre à particules catalytique situé dans la ligne d'échappement d'un moteur diesel

La présente invention concerne un système et un procédé de régénération d'un filtre à particules catalytique situé dans la ligne d'échappement d'un moteur diesel.

Un filtre à particules catalytique capture des particules de suies émises par le moteur. Pour éviter un colmatage du filtre, des phases périodiques de régénération permettant de brûler les particules piégées. Les particules piégées sont brûlées par élévation de la température des gaz d' échappement.

La demande de brevet français déposée sous le numéro 04 53 187 (RENAULT), porte sur une régénération d'un filtre à particules catalytique par injection de carburant à l'échappement. L' injection de carburant est effectuée par un injecteur situé dans la ligne d'échappement d'un moteur diesel, en amont du filtre à particules catalytique. Un tel système de régénération d'un filtre à particules catalytique pose de nouveaux risques en cas de défaillance. Cependant, ce document ne divulgue pas de système de surveillance de la pompe à carburant alimentant l' injecteur situé dans la ligne d'échappement.

Un but de l' invention est de contrôler que l'état d' activation de la pompe à carburant permettant d'alimenter en carburant l'injecteur disposé dans la ligne d'échappement du véhicule, correspond à l' état d'activation souhaité de la pompe à carburant.

Ainsi, selon un aspect de l'invention, il est proposé un système de régénération d'un filtre à particules catalytique situé dans la ligne d'échappement d'un moteur diesel. Le système de régénération comprend une unité de commande électronique, un injecteur de carburant commandé disposé en amont du filtre à particules catalytique et alimenté en carburant par une pompe commandée, ainsi qu'un capteur de mesure de la pression d'alimentation en carburant dudit injecteur. Le système comprend, en outre, des moyens de détection d'un défaut de l'état d' activation de la pompe à partir de la pression d'alimentation en carburant dudit injecteur.

En d' autres termes, les moyens de détection détectent un défaut de l'état d' activation de la pompe lorsque la pompe est active alors qu' elle devrait être inactive, ou lorsque la pompe est inactive alors qu' elle devrait être active. Il est alors possible de détecter une défaillance de fonctionnement d'un tel système de régénération d'un filtre à particules catalytique et ainsi de pouvoir éviter des défaillances d'un tel système.

L'invention permet d'améliorer la sécurité des occupants du véhicule par la détection d'une défaillance de l'état d' activation de la pompe servant à alimenter en carburant l' injecteur disposé en amont du filtre à particules catalytique.

Dans un mode de réalisation préféré, lesdits moyens de détection comprennent des premiers moyens de comparaison de la pression d' alimentation en carburant dudit injecteur avec une première pression de seuil.

Dans un mode de réalisation avantageux, lesdits moyens de détection comprennent des deuxièmes moyens de comparaison de la valeur respective de premiers paramètres de fonctionnement du système avec des premières valeurs prédéterminées.

Des conditions sur des paramètres de fonctionnement du système doivent être réalisées pour qu'un défaut de non-activité de la pompe puisse être détecté. En d' autres termes, des conditions sur des paramètres de fonctionnement du système doivent être réalisées pour pouvoir détecter que la pompe est active alors qu'elle devrait être inactive.

Dans un mode de réalisation préféré, lesdits moyens de détection sont adaptés pour détecter un défaut de non-activité de la pompe lorsque, pendant une durée au moins égale à une première durée prédéterminée, la pression d'alimentation en carburant dudit injecteur est supérieure à ladite première pression de seuil, et lesdits premiers paramètres valent lesdites premières valeurs prédéterminées respectives.

Pour qu'un défaut de non-activité de la pompe soit détecté et pris en compte, il est nécessaire que les conditions précédemment décrites soient réalisées pendant une durée au moins égale à une première durée prédéterminée.

Dans un mode de réalisation préféré, lesdits moyens de détection comprennent des troisièmes moyens de comparaison de la pression d' alimentation en carburant dudit injecteur avec une deuxième pression de seuil.

Dans un mode de réalisation avantageux, lesdits moyens de détection comprennent des quatrièmes moyens de comparaison de la valeur respective de deuxièmes paramètres de fonctionnement du système avec des deuxièmes valeurs prédéterminées.

En outre, lesdits moyens de détection sont adaptés pour détecter un défaut d'activité de la pompe lorsque, pendant une durée au moins égale à une deuxième durée prédéterminée, la pression d'alimentation en carburant dudit injecteur est inférieure à ladite

deuxième pression de seuil, et lesdits deuxièmes paramètres valent lesdites deuxièmes valeurs prédéterminées respectives.

En d' autres termes, pour pouvoir détecter un défaut d'activité de la pompe, il est nécessaire que la pression d' alimentation en carburant de l' injecteur soit inférieure à la deuxième pression de seuil, et que des paramètres de fonctionnement du système aient des valeurs prédéterminées, pendant une durée au moins égale à une deuxième durée prédéterminée.

Les première et deuxième durées prédéterminées peuvent, par exemple, être égales.

Par exemple, lesdits premiers paramètres comprennent une information représentative de l' état de la demande d'activation de ladite pompe, une information représentative de l'état de stabilisation de la pression d' alimentation en carburant dudit injecteur, une information représentative de l'état de fonctionnement du capteur de mesure de la pression d'alimentation en carburant dudit injecteur, une information représentative de l' état de fonctionnement de ladite pompe, et une information représentative de l' état de fonctionnement dudit injecteur. On entend par état d' activation de la pompe, soit un état dans lequel la pompe est active, soit un état dans lequel la pompe est non- active ou inactive. L'état de fonctionnement d'un élément du système correspond à un fonctionnement détecté avec ou sans défaut, par exemple avec ou sans défaut électrique. Par exemple, lesdits deuxièmes paramètres comprennent une information représentative de l' état de la demande d'activation de ladite pompe, une information représentative de l' état de fonctionnement du capteur de mesure de la pression d' alimentation en carburant dudit injecteur, une information représentative de l' état de

fonctionnement de ladite pompe, et une information représentative de l' état de fonctionnement dudit injecteur.

Par exemple, lesdites premières valeurs prédéterminées représentent respectivement une absence de demande d'activation de la pompe, une pression stabilisée, une absence de défaut de fonctionnement du capteur de mesure de la pression d' alimentation en carburant dudit injecteur, une absence de défaut de fonctionnement de ladite pompe, et une absence de défaut de fonctionnement dudit injecteur. Par exemple, lesdites deuxièmes valeurs prédéterminées représentent respectivement une demande d' activation de la pompe, une absence de défaut de fonctionnement du capteur de mesure de la pression d' alimentation en carburant dudit injecteur, une absence de défaut de fonctionnement de ladite pompe, et une absence de défaut de fonctionnement dudit injecteur.

Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un procédé de régénération d'un filtre à particules catalytique situé dans la ligne d'échappement d'un moteur diesel. On détecte un défaut de l' état d'activation d'une pompe commandée, à partir de la pression d'alimentation en carburant d'un injecteur de carburant commandé disposé en amont du filtre à particules catalytique et alimenté en carburant par ladite pompe.

D' autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, de quelques exemples nullement limitatifs, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels :

-la figure 1 est un schéma synoptique d'un mode de réalisation d'un système selon un aspect de l' invention ;

-la figure 2 est un schéma synoptique illustrant la pression d'alimentation en carburant de la pompe en fonction de la commande d'activation de la pompe pour un fonctionnement normal de la pompe ; et -la figure 3 est un schéma synoptique d'un mode de mise en œuvre du procédé selon un aspect de l' invention.

La figure 1 représente un système selon l' invention, embarqué à bord d'un véhicule automobile. La ligne d' échappement 1 d'un véhicule automobile équipé d'un moteur diesel, comprend un dispositif catalytique 2 d' oxydation des hydrocarbures et du monoxyde de carbone.

La ligne d' échappement comprend également un filtre à particules catalytique 3, comprenant un catalyseur d' oxydation 4 et un filtre à particules 5. Un injecteur 6 pulvérise du carburant en amont du catalyseur d'oxydation 4. Le catalyseur d' oxydation 4 est sollicité périodiquement pendant les phases de régénération du filtre à particules 5 pour créer de la chaleur permettant la régénération du filtre à particules 5. L' injection de carburant par l'injecteur 6 permet de réchauffer les gaz d'échappement. L' injecteur 6 est alimenté en carburant par l'intermédiaire d'un conduit 7 reliant l' injecteur 6 à un réservoir de carburant 8. Une pompe à carburant 9 permet de fournir du carburant sous pression à l' injecteur 6 par le conduit 7.

Le conduit d'alimentation en carburant 7 est équipé d'un capteur 10 de mesure de la pression d' alimentation P en carburant de l' injecteur 6.

L'injecteur 6, le capteur 10 et la pompe 9 sont respectivement connectés à une unité de commande électronique 11 par des connexions 12, 13 et 14.

L'unité de commande électronique 11 comprend un module de détection 15 d'un défaut de l'état d'activation de la pompe 9, à partir de la pression d' alimentation P en carburant de l' injecteur 6 mesurée par le capteur de pression 10. Le module de détection 15 comprend un premier module de comparaison 16 pour comparer la pression d' alimentation P en carburant de l'injecteur 6 mesurée par le capteur de pression 10 avec une première pression de seuil P _se uii_min.

Le premier module de comparaison 16 permet de tester si la pression d' alimentation P en carburant de l' injecteur 6 est supérieure à une première pression de seuil P _se uii_min.

Le module de détection 15 comprend en outre un deuxième module de comparaison 17 pour comparer la valeur respective de premiers paramètres de fonctionnement du système avec des premières valeurs prédéterminées. Les premiers paramètres comprennent, par exemple, une information représentative de l' état de la demande d'activation de la pompe 9, une information représentative de l'état de stabilisation de la pression d' alimentation P en carburant de l'injecteur 6, une information représentative de l'état de fonctionnement du capteur de mesure 9 de la pression d'alimentation P en carburant de l' injecteur 6, une information représentative de l' état de fonctionnement de la pompe 9, et une information représentative de l' état de fonctionnement de l' injecteur 6.

Le module de détection 15 comprend également un troisième module de comparaison 18 de la pression d'alimentation P en carburant de l'injecteur 6 avec une deuxième pression de seuil

* s euil_max *

En outre, le module de détection 15 comprend un quatrième module de comparaison 19 de la valeur respective de deuxièmes

paramètres de fonctionnement du système avec des deuxièmes valeurs prédéterminées.

La figure 2 est un schéma de principe de l'évolution de la pression d'alimentation P en carburant de l' injecteur 6 en fonction de l' activation et de la désactivation de la pompe 9 d'alimentation en carburant de l' injecteur 6. La figure 2 illustre une activation ou désactivation de la pompe 9 sans défaut de l'état d' activation de la pompe 9.

A un instant ti, on commande l' activation de la pompe 9. Instantanément, la pression d' alimentation P en carburant de l' injecteur 6 passe de la valeur Pi à la valeur P ₂ . La pression d'alimentation P en carburant de l' injecteur 6 est mesurée par le capteur 10 de mesure de la pression P en carburant dans le conduit 7. Par exemple, la valeur Pi est de l' ordre de 3 bars, et la valeur P ₂ de l' ordre de 5,5 bars.

La pression d'alimentation P en carburant de l' injecteur 6 reste stable à la valeur P ₂ , jusqu'à un instant t ₂ auquel on commande une désactivation de la pompe à carburant 9. La pression d' alimentation P en carburant de l'injecteur 6 décroît alors pendant une durée δtdes jusqu' à atteindre la valeur Pi.

La figure 3 illustre un mode de réalisation du procédé selon l' invention. Le capteur de mesure de pression 10 mesure en continu la pression d' alimentation P de l' injecteur 6, et transmet les valeurs de mesure à l'unité de commande électronique 1 1 par l'intermédiaire de la connexion 13. (étape 20). On effectue, en parallèle, la détection d'un défaut d' activation de la pompe 9 et la détection d'un défaut de non-activation de la pompe 9, à partir de la pression d' alimentation P en carburant de l' injecteur 6.

La branche 21 correspond à la détection d'un défaut de non- activation de la pompe 9, et la branche 22 correspond à la détection d'un défaut d' activation de la pompe.

Dans la branche 21, on commence par tester si la pression d'alimentation P en carburant de l' injecteur 6 est supérieure à la première pression de seuil P _se uii_min, et si les premiers paramètres de fonctionnement du système valent les premières valeurs prédéterminées (étape 23). En effet, pour qu'il y ait un défaut de non- activation de la pompe, c'est-à-dire si la pompe est active alors qu' elle doit être inactive, il faut que la pression P d' alimentation en carburant de l'injecteur 6 soit supérieure à une première pression de seuil P _S euii_min légèrement supérieure à la pression P ₁ . Il faut également que les premiers paramètres de fonctionnement du système valent les premières valeurs prédéterminées. En d' autres termes, il est également nécessaire que l'information représentative de l' état de la demande d'activation de la pompe 9 représente une absence de demande d'activation de la pompe 9, que l'information représentative de l' état de stabilisation de la pression d' alimentation P en carburant de l' injecteur 6 représente une pression stabilisée, que l' information représentative de l'état de fonctionnement du capteur de mesure 10 de la pression d'alimentation P en carburant P de l'injecteur 6 représente une absence de défaut de fonctionnement du capteur de mesure 10. Il faut également que l'information représentative de l'état de fonctionnement de la pompe 9 représente une absence de défaut de fonctionnement de la pompe 9, et que l'information représentative de l' état de fonctionnement de l'injecteur 6 représente une absence de défaut de fonctionnement de l'injecteur 6.

Si ces conditions (étape 23) sont réalisées pendant au moins une première durée prédéterminée At ₁ (étape 24), alors un défaut de

non-activation de la pompe (étape 25) est détecté, car la pompe est active alors qu'elle ne doit pas l' être.

Dans la branche 22, on commence par tester si la pression d'alimentation P en carburant de l'injecteur 6 est inférieure à la deuxième pression de seuil P _seu ii_max, et si les deuxièmes paramètres de fonctionnement du système valent les deuxièmes valeurs prédéterminées (étape 26). En effet, pour qu' il y ait un défaut d'activation de la pompe, c' est-à-dire si la pompe est non-active alors qu' elle doit être active, il faut que la pression P d' alimentation en carburant de l' injecteur 6 soit inférieure à une deuxième pression de seuil P _S euii_max légèrement inférieure à la pression P ₂ . Il faut également que les deuxièmes paramètres de fonctionnement du système valent les deuxièmes valeurs prédéterminées. En d'autres termes, il est également nécessaire que l' information représentative de l' état de la demande d' activation de la pompe 9 représente une demande d'activation de la pompe 9, que l' information représentative de l' état de fonctionnement du capteur de mesure 10 de la pression d'alimentation P en carburant P de l' injecteur 6 représente une absence de défaut de fonctionnement du capteur de mesure 10. Il faut également que l' information représentative de l'état de fonctionnement de la pompe 9 représente une absence de défaut de fonctionnement de la pompe 9, et que l' information représentative de l' état de fonctionnement de l'injecteur 6 représente une absence de défaut de fonctionnement de l' injecteur 6. Si ces conditions (étape 26) sont réalisées pendant au moins une deuxième durée prédéterminée At ₂ (étape 27), alors un défaut d'activation de la pompe (étape 28) est détecté, car la pompe est inactive alors qu' elle devrait être active.

II est inutile de vérifier, dans ce cas, que la pression P d' alimentation en carburant de l' injecteur 6 est stabilisée, car la période de désactivation δtdes de la pompe 9 est détectée par un autre moyen de contrôle, et le système décrit est inactif lorsque la pompe 9 est en phase de désactivation. Une phase de désactivation correspond à une période δtdes, par exemple de l' ordre de 30 minutes, durant laquelle la pression chute de la valeur P ₂ correspondant à la pompe 9 active à la valeur Pi correspondant à la pompe 9 inactive.

La présente invention permet de contrôler l' état d' activation de la pompe d' alimentation en carburant d'un injecteur disposé en amont d'un filtre à particules catalytique, et ainsi d' améliorer le contrôle du fonctionnement des phases de régénération du filtre.