FR2785948A1 - Procede et dispositif de purification des gaz d'echappement a regulation d'ajustement - Google Patents
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Abstract
La valeur lambda des gaz non traités (sonde lambda 23) prend des valeurs préfixées, un niveau déterminé de signal de la sonde étant associé à une valeur lambda lambdao voisine de 1, et, dans une régulation d'ajustement, la concentration d'un composant des gaz en aval du pot catalytique (22) est mesurée par un autre capteur (24), afin de corriger le niveau de signal associé à lambdao. Comme autre capteur, on utilise un capteur relevant la concentration NOx dans les gaz, la relation entre cette concentration et la valeur lambda étant telle que, pour des valeurs > 1, la concentration et donc le signal du capteur croît fortement; le capteur présente une sensibilité parallèle à NH3, de sorte que, pour des valeurs < 1, le signal croît également, et il comporte un signal interne changeant de signe pour lambda = 1, et il est procédé à une correction du niveau de signal associé à lambdao en utilisant ladite relation, à l'aide du signal de capteur et dudit signal interne.
Description
L'invention concerne un procédé de purification des gaz d'échappement d'un
moteur à combustion interne au moyen d'un pot catalytique, disposé dans le trajet d'échappement et manifestant des propriétés trifonctionnelles, et d'une sonde lambda disposée en amont du pot catalytique, selon lequel la régulation du fonctionnement du moteur à combustion interne a lieu de façon que la valeur lambda des gaz d'échappement non traités prenne, à l'endroit de la sonde lambda, des valeurs préfixées, un niveau déterminé de signal de la sonde lambda étant associé à une valeur lambda Xo qui est voisine de lambda = 1, tandis que, dans une régulation d'ajustement, la concentration d'un composant des gaz d'échappement en aval du pot catalytique manifestant des propriétés trifonctionnel est mesurée au moyen d'un autre capteur et, en fonction de cette mesure, le niveau de
signal associé à Xo est corrigé.
L'invention concerne également un dispositif de purification des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne comprenant un pot catalytique, disposé dans le trajet d'échappement et manifestant des propriétés trifonctionnelles, une sonde lambda disposée en amont du pot catalytique, un appareil de commande de fonctionnement qui commande le fonctionnement du moteur à combustion interne de façon que les gaz d'échappement prennent, à l'endroit de la sonde lambda, des valeurs lambda préfixées, un niveau déterminé de signal de la sonde lambda étant associé à une valeur lambda Xo qui est voisine de lambda = 1, et un autre capteur, disposé en aval du pot catalytique, qui relève la concentration d'un
composant des gaz d'échappement.
Pour la purification des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, un pot catalytique trifonctionnel est habituellement disposé dans le trajet d'échappement du moteur. En amont de ce pot catalytique, il est prévu une sonde lambda dont le signal fourni dépend, comme dans le cas de toutes les sondes lambda, de
l'oxygène résiduel contenu dans les gaz d'échappement.
Cette proportion d'oxygène résiduel dépend elle-même du mélange qui a été envoyé au moteur. Dans le cas d'un excès de carburant (mélange riche), la proportion d'oxygène dans les gaz d'échappement non traités est plus faible et, dans le cas d'un excès d'air (mélange pauvre),
elle est plus élevée.
Pour un mélange pauvre (lambda > 1), la tension de sortie de la sonde lambda est habituellement inférieure à 100 mV, varie presque selon un saut dans le domaine lambda = 1 et atteint, pour un mélange riche (lambda < 1), plus de 0,8 V; cela est appelé comportement à deux positions. On connaît également des sondes lambda qui fournissent, dans un large domaine lambda (0,7 à 4), un signal croissant d'une manière monotone et sans équivoque. Ces sondes lambda sont également appelées
sondes lambda à large bande.
Le fonctionnement du moteur à combustion interne a lieu de façon telle que le signal de sortie de la sonde lambda, qui reproduit la valeur lambda des gaz d'échappement non traités, fluctue autour d'une valeur moyenne préfixée qui est associée approximativement à lambda = 1. Etant donné qu'un pot catalytique trifonctionnel manifeste des propriétés catalytiques optimales dans le cas de gaz d'échappement non traités présentant une valeur lambda Xo déterminée, la valeur moyenne préfixée ou valeur associée à Xo devrait correspondre également effectivement à Xo. Suivant le pot catalytique, la valeur lambda ko correspondant à une action optimale du pot catalytique peut s'écarter légèrement de lambda = 1, par exemple être située à
lambda = 0,99.
Toutefois, les propriétés dynamiques et statiques de la sonde lambda située en amont du pot catalytique trifonctionnel varient sous l'effet du vieillissement et de l'empoisonnement. Il en résulte que la position du niveau de signal correspondant à ko est décalée. C'est pourquoi, dans l'état de la technique, on dispose, en aval du pot catalytique trifonctionnel, une autre sonde lambda qui est moins sujette à empoisonnement. Elle sert de sonde de surveillance servant à surveiller la conversion catalytique et permet une régulation fine du mélange, du fait que le niveau de signal, associé à Xo, de la sonde lambda située en amont est corrigé de façon telle que la valeur lambda ko la plus favorable à la conversion peut constamment être maintenue. Ce procédé
est appelé régulation de guidage ou d'ajustement.
Pour éviter encore plus les émissions de substances nocives des moteurs à combustion interne modernes, un pot catalytique à stockage/déstockage des NOx, ci-après appelé plus succinctement pot catalytique NOx, peut être prévu en plus du pot catalytique trifonctionnel. Ce pot catalytique NOx peut également être intégré dans le pot catalytique trifonctionnel. Pour le fonctionnement optimal d'un tel pot catalytique, qui peut par exemple être un pot catalytique de stockage qui, dans un premier état de fonctionnement, stocke les NOx et, dans un autre état de fonctionnement du moteur, convertit les NOx stockés, il est prévu un capteur sensible aux NOx,
disposé de préférence en aval du pot catalytique NOx.
La présente invention a pour but de simplifier la purification des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne de façon qu'il soit possible de renoncer à la sonde lambda distincte disposée en aval du
pot catalytique.
Dans ce but, l'invention a pour objet un procédé, du type générique défini en introduction, caractérisé en ce que, comme autre capteur, on utilise un capteur NOx qui - relève la concentration des NOx, ci-après appelée plus succinctement concentration NOx, dans les gaz d'échappement, une relation entre la concentration NOx dans les gaz d'échappement et la valeur lambda des gaz d'échappement étant fournie de façon telle que, pour des valeurs lambda > 1, la concentration NOx dans les gaz d'échappement et donc le signal de sortie du capteur croît fortement; - présente une sensibilité parallèle vis-à-vis de NH3, de sorte que, pour des valeurs lambda < 1, le signal de sortie du capteur croît également; et - comporte un signal interne qui présente un changement de signe pour lambda = 1; et en ce qu'il est procédé à une correction du niveau de signal associé à ko en utilisant la relation existant entre la concentration NOx dans les gaz d'échappement et la valeur lambda des gaz d'échappement et à l'aide du
signal de sortie et du signal interne du capteur.
Dans le même but, l'invention a également pour objet un dispositif, du type générique défini en introduction, caractérisé en ce que l'autre capteur est un capteur NOx qui - relève la concentration NOx dans les gaz d'échappement, une relation entre la concentration NOx dans les gaz d'échappement et la valeur lambda des gaz d'échappement étant fournie de façon telle que, pour des valeurs lambda > 1, la concentration NOx dans les gaz d'échappement et donc le signal de sortie du capteur croît fortement; - présente une sensibilité parallèle vis-à-vis de NH3, de sorte que, pour des valeurs lambda < 1, le signal de sortie du capteur croît également; et - comporte un signal interne qui présente un changement de signe pour lambda = 1; et - qui est relié à l'appareil de commande de fonctionnement de façon que le signal de sortie et le signal interne soient envoyés à celui-ci, de sorte que l'appareil de commande de fonctionnement exécute une correction du niveau de signal associé à ko en utilisant la relation existant entre la concentration NOx dans les gaz d'échappement et la valeur lambda des gaz d'échappement et à l'aide du signal de sortie et du
signal interne du capteur.
Conformément à l'invention, il est prévu, en aval du pot catalytique manifestant des propriétés trifonctionnelles, un capteur qui relève la concentration NOx dans les gaz d'échappement. Entre la concentration NOx et la valeur lambda, il est fourni une relation qui est utilisée pour corriger le niveau de signal, associé à
ko, de la sonde disposée en amont du pot catalytique.
L'invention part de la constatation que le signal du capteur au voisinage de la valeur associée à ko présente uniquement un minimum localisé, pour la concentration NOx correspondant à lambda = 1, lorsque le capteur relevant la concentration NOx possède une sensibilité parallèle vis-à-vis de NH3. Cela est par exemple le cas pour des capteurs connus à électrolyte solide, conduisant les ions oxygène, qui comportent une cellule de mesure dans laquelle est réglée une concentration d'oxygène correspondant à lambda = 1. Ainsi, une telle mesure de la relation ne permet pas une association sans équivoque d'une concentration NOx à une valeur lambda, notamment ne permet pas une association sans équivoque de la valeur lambda Xo, située au voisinage de lambda = 1, à une
valeur du signal de sortie du capteur.
C'est pourquoi, conformément à l'invention, on fait appel en supplément, pour la régulation d'ajustement, à un signal interne du capteur qui présente un changement de signe pour lambda = 1. A l'aide du signe de ce signal interne, il est possible d'associer sans équivoque le signal de sortie, reproduisant la concentration NOx, à une valeur lambda, étant donné qu'il est possible de distinguer le domaine lambda < 1 du domaine lambda > 1, bien qu'à lui seul, le signal de sortie du capteur n'autorise pas cette distinction, puisqu'il présente
uniquement un minimum localisé pour lambda = 1.
Ainsi, sans utiliser de sonde lambda distincte disposée en aval du pot catalytique, une régulation d'ajustement peut avoir lieu et on peut avoir l'assurance que le pot catalytique fonctionne avec un rendement de conversion maximal dans le domaine des valeurs lambda
optimales, c'est-à-dire pour Xo.
Par ailleurs, en comparaison de l'utilisation, pour la régulation d'ajustement, d'une sonde lambda distincte disposée en aval du pot catalytique, il se présente une précision accrue de la régulation d'ajustement en raison de la forte pente de la concentration NOx dans le domaine lambda > 1 et de la pente de la caractéristique imposée par la sensibilité parallèle à NH3 dans le domaine lambda < 1, en liaison avec l'utilisation du signal interne. En outre, en comparaison de la demande de brevet allemand DE 198 19 461.7 de la demanderesse, bénéficiant d'une date de priorité antérieure, mais non publiée antérieurement, il se présente l'avantage qu'une dérive du mélange du moteur à combustion interne vers le domaine riche, et donc de la valeur lambda des gaz d'échappement vers des
valeurs lambda < 1, peuvent se constater plus facilement.
Cela s'obtient grâce au fait qu'on utilise volontairement la sensibilité parallèle du capteur vis-à-vis de NH3 dans les gaz d'échappement riches et qu'on utilise le signal interne en supplément au signal de sortie du capteur qui
indique la concentration NOx.
D'une manière avantageuse, on utilise comme capteur NOx un capteur à couche épaisse. Un tel capteur est décrit dans la publication de N. Kato et autres, "Performances d'un capteur NOx à couche épaisse sur les moteurs Diesel et à essence", Society of Automotive Engineers, publication 970858, 1997. Ce capteur comporte deux cellules de mesure et consiste en un oxyde de zirconium conduisant les ions oxygène. Il met en oeuvre le concept de mesure suivant: dans une première cellule de mesure à laquelle le gaz à mesurer est envoyé à travers une barrière de diffusion, une première concentration d'oxygène est réglée au moyen d'un premier courant de pompage d'ions oxygène, aucune décomposition des NOx n'ayant lieu. Dans une seconde cellule de mesure qui est reliée à la première cellule de mesure à travers une barrière de diffusion, la teneur en oxygène est encore abaissée au moyen d'un second courant de pompage d'ions oxygène et les NOx sont décomposés sur une électrode de mesure. L'oxygène ainsi produit est relevé en tant que mesure pour la concentration NOx. Dans un tel capteur, le premier courant de pompage d'ions d'oxygène
peut être considéré comme le signal interne.
L'utilisation d'un capteur NOx pour la régulation d'ajustement est alors particulièrement avantageuse si un tel capteur est de toute façon présent pour la régulation
d'un pot catalytique NOx.
Le procédé de purification conforme à l'invention peut aussi présenter les particularités suivantes: - le capteur NOx sert à assurer la régulation d'un pot catalytique réduisant ou stockant les NOx disposé dans le trajet d'échappement, - le mélange est l'objet d'une régulation telle que le signal de sortie du capteur NOx indique une concentration NOx préfixée, correspondant à Xo, et le signe du signal interne est utilisé pour associer le signal de sortie à un domaine correspondant à lambda < 1 et à un domaine correspondant à lambda > 1, - le signal interne est un courant de pompage d'une cellule de mesure d'oxygène du capteur, au moyen duquel la concentration d'oxygène dans cette cellule de mesure est réglée à une valeur correspondant à lambda = 1,
- ?o est une valeur lambda comprise entre 0,99 et 1.
Le dispositif de purification conforme à l'invention peut également présenter une ou plusieurs des particularités suivantes: - le capteur comprend une première cellule de mesure dans laquelle une partie des gaz d'échappement est introduite et dans laquelle une concentration d'oxygène est l'objet d'une régulation au moyen d'un courant de pompage d'ions oxygène, le courant de pompage d'ions oxygène constituant le signal interne, - le capteur comprend une seconde cellule de mesure qui est reliée à la première cellule de mesure et dans laquelle une seconde concentration d'oxygène est l'objet d'une régulation, la concentration NOx étant mesurée à l'aide d'une électrode de mesure dans la seconde cellule de mesure, - l'appareil de commande de fonctionnement comprend une unité d'analyse de signe à laquelle le signal interne est envoyé et qui, à la sortie, indique si le signal de sortie devant être associé à une valeur lambda doit être associé au domaine lambda < 1 ou au domaine lambda > 1,
- Xo est une valeur lambda comprise entre 0,99 et 1.
L'invention est décrite ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation en regard des dessins. Aux dessins, on voit: à la figure 1, un graphe présentant la relation existant entre la valeur lambda et la concentration NOx dans les gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne en aval d'un pot catalytique trifonctionnel, à la figure 2, un schéma-bloc d'un moteur à combustion interne comportant un système de purification des gaz d'échappement, à la figure 3, un graphe sur lequel, pour différentes sondes lambda à large bande, la valeur lambda indiquée est présentée en fonction de la valeur lambda effective, à la figure 4, une vue en coupe schématique d'un capteur relevant la concentration NOx et, à la figure 5, un graphe, analogue à celui de la figure 1, pour le capteur de la figure 4 qui possède une
sensibilité parallèle vis-à-vis de NH3.
L'invention concerne la purification des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne au moyen d'un système de purification des gaz d'échappement tel qu'il est représenté schématiquement à la figure 2. Il peut s'agir d'un moteur à aspiration de mélange ou à injection directe. Le fonctionnement du moteur 20 de la figure 2 est commandé par un appareil de commande de fonctionnement 25. Un système d'acheminement de carburant 21, qui peut par exemple être réalisé sous forme d'un système d'injection, est commandé par l'appareil de commande 25 par l'intermédiaire de lignes ne portant pas de repère particulier et assure l'apport réparti de carburant au moteur 20. Il est prévu, disposé dans le trajet d'échappement 27 de ce moteur, un pot catalytique trifonctionnel 22 qui a également une fonction de réduction des NOx pour la régulation de laquelle un capteur NOx 24 est prévu. Bien entendu, il est également possible d'utiliser des pots catalytiques distincts, par exemple un pot catalytique à stockage/déstockage des NOx et un pot catalytique trifonctionnel. Le pot catalytique trifonctionnel 22 présente une action optimale pour une valeur lambda ko. Suivant le pot catalytique, Xo peut être
comprise entre 0,99 et 1.
Pour faire fonctionner le pot catalytique trifonctionnel 22, il est prévu, en amont de celui-ci, une sonde lambda à large bande 23 qui délivre ses valeurs de mesure à l'appareil de commande de fonctionnement 25 par l'intermédiaire de lignes ne portant pas de repère particulier. Par ailleurs, les valeurs de mesure d'autres capteurs, notamment pour la vitesse de rotation, la charge, la température du pot catalytique, etc., sont
envoyées à l'appareil de commande de fonctionnement 25.
Au moyen de ces valeurs de mesure, l'appareil 25 commande
le fonctionnement du moteur 20.
Le fonctionnement du moteur 20 s'effectue suivant un type de fonctionnement tel que le signal de la sonde lambda 23, qui indique la teneur en oxygène dans les gaz d'échappement non traités, correspond en valeur moyenne à un niveau de signal préfixé. Dans le cas d'une sonde lambda 23 normale, à capacité totale de fonctionnement, ce niveau de signal correspond à Xo dans les gaz d'échappement, donc à la valeur lambda pour laquelle le
pot catalytique 22 présente une action optimale.
La valeur lambda dans les gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne est liée à la concentration des NOx tant que n'a pas lieu une activité de stockage des NOx dans le trajet d'échappement. Cette relation est représentée à la figure 1. Sur celle-ci, la valeur lambda est portée en axe des x et la concentration des NOx en axe des y. Comme on peut le voir, la concentration NOx croît fortement lors d'un appauvrissement du mélange (lambda > 1) et prend de faibles valeurs uniformes pour un mélange riche (lambda < 1). Du fait du tracé plat de la concentration NOx dans le domaine de la fenêtre du pot catalytique, qui est représentée par les deux lignes verticales en pointillés de la figure 1, une analyse du signal du capteur 24, qui indique la concentration des NOx, n'est pas possible ou est rendue très difficile pour des valeurs lambda < 1. En général, seule une régulation d'un seul côté est en mesure d'empêcher d'une manière fiable la dérive de la valeur lambda en direction d'un
mélange riche (lambda < 1).
Toutefois, la plupart des capteurs NOx possèdent une sensibilité parallèle vis-à-vis de NH3. Cela est notamment valable pour des capteurs à électrolyte solide à couche épaisse comportant des cellules de mesure de
Nernst. On utilise un tel capteur en tant que capteur 24.
La figure 4 représente schématiquement une vue en coupe de ce capteur NOx. Dans l'installation représentée à la figure 2, il est utilisé en tant que capteur 24 servant à déterminer la concentration NOx dans le trajet d'échappement 27 du moteur 20. Le capteur 24 est constitué d'un électrolyte solide 2 qui est entouré par les gaz d'échappement à mesurer et est chauffé au moyen d'un élément chauffant 13. Les gaz d'échappement diffusent dans une première cellule de mesure 4 en traversant une barrière de diffusion 3. La teneur en oxygène dans cette cellule de mesure 4 est mesurée au moyen d'une première tension de Nernst VO entre une première électrode 5 et une électrode de référence 11 soumise à l'air ambiant. L'électrode de référence 11 est disposée dans un conduit d'air 12 dans lequel l'air ambiant parvient par un orifice 14. Les deux électrodes sont des électrodes en platine classiques. La valeur de mesure de la première tension de Nernst VO est utilisée pour ajuster une tension de réglage VpO. La tension de réglage VpO crée un premier courant de pompage d'ions oxygène IpO à travers l'électrolyte solide 2 entre la
première électrode 5 et une électrode extérieure 6.
L'action de régulation de la première tension de Nernst VO sur la tension de réglage VpO, représentée par une ligne en trait interrompu, a pour effet que le premier courant de pompage d'ions oxygène IpO est l'objet d'une régulation telle qu'une première concentration d'oxygène préfixée est présente dans la première cellule de mesure 4. La première cellule de mesure 4 est reliée à une seconde cellule de mesure 8 à travers une autre barrière de diffusion 7. Le gaz présent dans la cellule de mesure 4 diffuse à travers cette barrière de diffusion 7. La seconde concentration d'oxygène dans la seconde cellule de mesure 8 est elle-même mesurée au moyen d'une seconde tension de Nernst V1 entre une seconde électrode 9, qui est également une électrode en platine, et l'électrode de référence 11 et est utilisée pour la régulation d'un second courant de pompage d'ions oxygène Ipl. A partir de la première cellule de mesure 4, le second courant de pompage d'ions oxygène Ipl passe de la seconde électrode 9 à l'électrode extérieure 6 en traversant l'électrolyte solide 2. Au moyen de la seconde tension de Nernst Vl, il est l'objet d'une régulation telle qu'une seconde concentration d'oxygène, faible, préfixée est présente dans la seconde cellule de mesure 8. Les NOx non concernés par les phénomènes ayant jusqu'à présent eu lieu dans les cellules de mesure 4 et 8 sont alors décomposés sur l'électrode de mesure 10, qui est réalisée d'une manière efficace sur le plan catalytique, sous l'effet de l'application de la tension V2 entre l'électrode de mesure 10 et l'électrode de référence 11 et l'oxygène libéré est pompé vers l'électrode de référence 11 en traversant l'électrolyte solide 2, suivant un troisième courant de pompage d'ions oxygène Ip2. Dans le cas d'une teneur en oxygène résiduel suffisamment faible sur l'électrode de mesure 10, ce troisième courant de pompage d'ions oxygène Ip2 n'est porté que par des ions oxygène qui proviennent de la décomposition des NOx. Ainsi, le courant Ip2 constitue une mesure pour la concentration NOx dans la cellule de mesure 8 et donc dans les gaz d'échappement à mesurer et
forme le signal de sortie du capteur 24.
Toutefois, dans ce capteur NOx 24 à sensibilité parallèle vis-à-vis de NH3, il se présente, dans la première cellule de mesure 4, une conversion de NH3 en NOx, de sorte qu'02 est consommé en étant extrait de la cellule de mesure. Ainsi, en raison de cette réduction de la teneur en oxygène dans la première cellule de mesure 4, la première tension de Nernst VO s'avère plus grande que ce qui correspond à la teneur en oxygène et donc à la valeur lambda dans les gaz d'échappement. Par conséquent, la valeur du courant de pompage IpO est augmentée lorsque NH3 est présent dans les gaz d'échappement. Etant donné que NH3 est surtout présent dans les gaz d'échappement pour un mélange riche, le capteur 24 présente, en raison de cette sensibilité parallèle vis-à-vis de NH3 pour des valeurs lambda < 1, un signal de sortie qui est augmenté en comparaison de celui d'un capteur ne présentant pas de sensibilité parallèle. La caractéristique ainsi obtenue
est représentée à la figure 5.
Ainsi qu'on peut le voir, la courbe de la figure 5 représente un minimum pour lambda = 1. Vers un mélange riche, elle croît en raison de la sensibilité parallèle à NH3. Vers un mélange pauvre, elle croît en raison de la concentration NOx qui croît brusquement dans le régime pauvre. Etant donné que la concentration d'oxygène dans la première cellule de mesure est mesurée au moyen de la tension de Nernst VO et fait l'objet d'une régulation à une première concentration d'oxygène préfixée qui correspond à lambda = 1 dans les gaz d'échappement, au moyen du courant de pompage d'ions oxygène IpO, plus précisément de la tension de réglage VpO de celui-ci, le signe de IpO change pour lambda = 1 pour les raisons suivantes: si les gaz d'échappement ont une valeur lambda < 1, la tension de réglage VpO crée un courant de pompage d'ions oxygène IpO de façon telle que la première concentration d'oxygène dans la première cellule de mesure 4 correspond à lambda = 1; ainsi, un courant de pompage d'ions oxygène passe de l'électrode de référence 11 située dans le canal d'air 12 à la première électrode , dans la première cellule de mesure 4. Si, en revanche, la valeur lambda des gaz d'échappement est supérieure à 1, la tension de réglage VpO crée un courant de pompage d'ions oxygène IpO dans un sens opposé, c'est-à-dire avec un autre signe. Le premier courant de pompage d'ions
oxygène IpO change donc de signe pour lambda = 1.
La régulation d'ajustement est ainsi réalisée de la manière qui suit: le capteur NOx 24 relève la concentration NOx dans les gaz d'échappement en aval du pot catalytique 22. Le signal de sortie et le courant de pompage d'ions oxygène IpO sont envoyés à un régulateur d'ajustement 26 qui peut être un dispositif indépendant ou être prévu dans l'appareil de commande de fonctionnement 25. Pour réaliser un réglage fin du niveau de signal de la sonde lambda 23 associé à ko, de la manière décrite ci-après, et compenser des variations de la sonde lambda 23, le mélange du moteur fait l'objet d'une régulation à une valeur spéciale de la concentration NOx. Etant donné toutefois que, pour lambda = 1, le signal de sortie du capteur 24 ne présente qu'un minimum localisé, il convient d'exploiter en supplément le premier courant de pompage d'ions oxygène IpO du capteur 24, afin de distinguer si le signal de sortie du capteur NOx 24 doit être associé au domaine lambda < 1 ou au domaine lambda > 1. Le signe de ce signal interne l'indique sans équivoque. Cette exploitation est facilitée, ou rendue possible, par le fait qu'en raison de la sensibilité parallèle à NH3 pour un mélange riche, la valeur du courant de pompage IpO est augmentée, de sorte que le niveau de bruit du courant de pompage IpO
peut être négligé.
Le régulateur d'ajustement constate alors un décalage du niveau de signal de la sonde lambda 23 associé à ko, dû par exemple au vieillissement, et le compense, de sorte qu'on a l'assurance que le moteur 20 fait l'objet, de la part de l'appareil de commande de fonctionnement 25, d'une régulation telle que la valeur lambda des gaz d'échappement non traités situés dans le trajet d'échappement 27 en amont du pot catalytique 22
correspond en moyenne à la valeur Xo voulue.
La figure 3 représente l'action de la régulation d'ajustement sur la variation du signal de la sonde lambda à large bande 23. La ligne 17 en trait plein correspond à une sonde idéale pour laquelle la valeur lambda indiquée correspond constamment à la valeur lambda effective. Une sonde lambda objet d'un vieillissement présente par exemple la courbe 16 en pointillés serrés de la figure 3. Cette sonde lambda indique des valeurs lambda trop élevées et a par ailleurs une sensibilité réduite. Grâce à la régulation d'ajustement, la courbe 16 peut alors être corrigée de façon que le signal de la sonde lambda 23 objet d'un vieillissement corresponde à une sonde présentant la courbe 15 qui s'approche de très près de la courbe idéale 17 autour de Xo ou de lambda = 1. Alors que, dans l'état de la technique, une sonde lambda est nécessaire en aval du pot catalytique 22 afin de relever, en aval de ce pot catalytique 22, la valeur
lambda dans les gaz d'échappement traités et de régler ainsi le mélange de façon que les gaz d'échappement non traités présentent le mieux possible la valeur ko, il est5 possible, conformément à l'invention, de renoncer à cette sonde lambda et d'utiliser à la place le capteur NOx 24.
Claims (10)
1. Procédé de purification des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne au moyen: - d'un pot catalytique, disposé dans le trajet d'échappement et manifestant des propriétés trifonctionnelles, et - d'une sonde lambda disposée en amont du pot catalytique, selon lequel - la régulation du fonctionnement du moteur à combustion interne a lieu de façon que la valeur lambda des gaz d'échappement non traités prenne, à l'endroit de la sonde lambda, des valeurs préfixées, un niveau déterminé de signal de la sonde lambda étant associé à une valeur lambda Xo qui est voisine de lambda = 1, - dans une régulation d'ajustement, la concentration d'un composant des gaz d'échappement en aval du pot catalytique manifestant des propriétés trifonctionnel est mesurée au moyen d'un autre capteur et, - en fonction de cette mesure, le niveau de signal associé à Io est corrigé, caractérisé en ce que, - comme autre capteur, on utilise un capteur NOx (24) qui - relève la concentration NOx dans les gaz d'échappement, une relation entre la concentration NOx dans les gaz d'échappement et la valeur lambda des gaz d'échappement étant fournie de façon telle que, pour des valeurs lambda > 1, la concentration NOx dans les gaz d'échappement et donc le signal de sortie du capteur croît fortement, - présente une sensibilité parallèle vis-à-vis de NH3, de sorte que, pour des valeurs lambda < 1, le signal de sortie du capteur (24) croît également, et - comporte un signal interne qui présente un changement de signe pour lambda = 1, et - il est procédé à une correction du niveau de signal associé à ko en utilisant la relation existant entre la concentration NOx dans les gaz d'échappement et la valeur lambda des gaz d'échappement et à l'aide du signal de sortie et du signal interne du capteur (24).
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur NOx (24) sert à assurer la régulation d'un pot catalytique (22) réduisant ou
stockant les NOx disposé dans le trajet d'échappement.
3. Procédé suivant l'une quelconque des
revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le mélange
est l'objet d'une régulation telle que le signal de sortie du capteur NOx (24) indique une concentration NOx préfixée, correspondant à Xo, et le signe du signal interne est utilisé pour associer le signal de sortie à un domaine correspondant à lambda < 1 et à un domaine
correspondant à lambda > 1.
4. Procédé suivant l'une quelconque des
revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le signal
interne est un courant de pompage d'une cellule de mesure d'oxygène du capteur (24), au moyen duquel la concentration d'oxygène dans cette cellule de mesure est
réglée à une valeur correspondant à lambda = 1.
5. Procédé suivant l'une quelconque des
revendications 1 à 4, caractérisé en ce que Xo est une
valeur lambda comprise entre 0,99 et 1.
6. Dispositif de purification des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne (20) comprenant: - un pot catalytique (22), disposé dans le trajet d'échappement (27) et manifestant des propriétés trifonctionnelles, - une sonde lambda (23) disposée en amont du pot catalytique (22), - un appareil de commande de fonctionnement (25, 26) qui commande le fonctionnement du moteur à combustion interne (20) de façon que les gaz d'échappement prennent, à l'endroit de la sonde lambda (23), des valeurs lambda préfixées, un niveau déterminé de signal de la sonde lambda (23) étant associé à une valeur lambda Xo qui est voisine de lambda = 1, et - un autre capteur (24), disposé en aval du pot catalytique (22), qui relève la concentration d'un composant des gaz d'échappement, caractérisé en ce que l'autre capteur est un capteur NOx (24) qui - relève la concentration NOx dans les gaz d'échappement, une relation entre la concentration NOx dans les gaz d'échappement et la valeur lambda des gaz d'échappement étant fournie de façon telle que, pour des valeurs lambda > 1, la concentration NOx dans les gaz d'échappement et donc le signal de sortie du capteur croît fortement, - présente une sensibilité parallèle vis-à-vis de NH3, de sorte que, pour des valeurs lambda < 1, le signal de sortie du capteur (24) croît également, et - comporte un signal interne (IpO) qui présente un changement de signe pour lambda = 1, et - qui est relié à l'appareil de commande de fonctionnement (25, 26) de façon que le signal de sortie et le signal interne (IpO) soient envoyés à celui-ci, de sorte que l'appareil de commande de fonctionnement (25, 26) exécute une correction du niveau de signal associé à Xo en utilisant la relation existant entre la concentration NOx dans les gaz d'échappement et la valeur lambda des gaz d'échappement et à l'aide du signal de sortie et du signal
interne (IpO) du capteur (24).
7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le capteur (24) comprend une première cellule de mesure (4) dans laquelle une partie des gaz d'échappement est introduite et dans laquelle une concentration d'oxygène est l'objet d'une régulation au moyen d'un courant de pompage d'ions oxygène (IpO), le courant de pompage d'ions
oxygène (IpO) constituant le signal interne.
8. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le capteur (24) comprend une seconde cellule de mesure (8) qui est reliée à la première cellule de mesure (4) et dans laquelle une seconde concentration d'oxygène est l'objet d'une régulation, la concentration NOx étant mesurée à l'aide d'une électrode de mesure (10) dans la seconde
cellule de mesure (8).
9. Dispositif suivant l'une quelconque des
revendications 6 et 7, caractérisé en ce que l'appareil de
commande de fonctionnement (25, 26) comprend une unité d'analyse de signe à laquelle le signal interne (IpO) est envoyé et qui, à la sortie, indique si le signal de sortie devant être associé à une valeur lambda doit être associé au
domaine lambda < 1 ou au domaine lambda > 1.
10. Dispositif suivant l'une quelconque des
revendications 6 à 8, caractérisé en ce que ko est une
valeur lambda comprise entre 0,99 et 1.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20100730 |