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FR2832184A1 - Systeme et procede de commande d'emission d'un moteur a combustion interne - Google Patents

Systeme et procede de commande d'emission d'un moteur a combustion interne Download PDF

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FR2832184A1
FR2832184A1 FR0214539A FR0214539A FR2832184A1 FR 2832184 A1 FR2832184 A1 FR 2832184A1 FR 0214539 A FR0214539 A FR 0214539A FR 0214539 A FR0214539 A FR 0214539A FR 2832184 A1 FR2832184 A1 FR 2832184A1
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Hisashi Ohki
Naofumi Magarida
Masaaki Kobayashi
Daisuke Shibata
Akihiko Negami
Yasuhiko Ohtsubo
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Toyota Motor Corp
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Abstract

Un système de commande d'émission pour un moteur à combustion interne est procuré, qui comporte un obturateur papillon d'admission (13) et une soupape EGR (26) et est adaptée pour obtenir un taux EGR approprié pour une condition de fonctionnement requise en effectuant des commandes à rétro-action de l'obturateur papillon d'admission (13) et de la soupape EGR (26). Lorsque la quantité d'ouverture de l'obturateur papillon d'admission (13) est importante et que la quantité d'admission est, en conséquence, importante l'obturateur papillon d'admission (13) est commandé en conformité avec la sortie d'un débitmètre d'air (11). Lorsque la quantité d'ouverture de l'obturateur papillon d'admission (13) est faible et que la quantité d'admission est, en conséquence, faible, la commande est commutée pour ouvrir ou fermer l'obturateur papillon d'admission (13) sur la base de la sortie d'un capteur de pression d'admission (23). De même, lorsque la quantité d'air à utiliser dans la combustion du premier est faible et que l'humidité est élevée, une correction d'avance de la synchronisation de l'injection du carburant est effectuée.

Description

<Desc/Clms Page number 1>
SYSTEME ET PROCEDE DE COMMANDE D'EMISSION D'UN MOTEUR
A COMBUSTION INTERNE
La présente invention se rapporte à un système et à un procédé de commande d'émission d'un moteur à combustion interne et, plus particulièrement, à un système et à un
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procédé de commande'd'émission pour un moteur à combustion interne comprenant un système EGR, etc.
En général, les moteurs à combustion interne pauvre, dont les moteurs diesel sont des exemples, incorporent une grande variété de mesures destinée à réduire l'émission d'oxydes d'azote (NOx) et de la fumée. En tant qu'une de ces mesures, un système'de commande d'émission tel que divulgué dans la publication de brevet japonais NO 2 845 056 a été proposé.
Un système de commande d'émission divulgué dans sa publication comprend un obturateur papillon d'admission disposé dans un passage d'admission et un catalyseur de NOx du type connu stockage-réduction et un dispositif d'alimentation de réducteur, tous deux disposés dans un passage de gaz d'échappement.
Ce système de commande d'émission est conçu pour réduire la quantité d'ouverture de l'obturateur papillon d'admission ou l'alimentation d'un agent de réduction dans le gaz d'échappement en utilisant le dispositif d'alimentation de réducteur lors de l'accroissement de la température du côté catalyseur de NOx du type stockageréduction, ou lors de l'amélioration de l'enlèvement des oxydes d'azote (NOx) adsorbés dans le catalyseur de NOx du type stockage-réduction.
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Le catalyseur de NOx du type stockage-réduction (ciaprès appelé"catalyseur de NOx"lorsque approprié) fonctionne pour purifier le gaz d'échappement de la manière suivante. A savoir, lorsque la concentration en oxygène dans le gaz d'échappement est élevée, c'est-à-dire lorsque le rapport air-carburant du gaz d'échappement est pauvre, le catalyseur de NOx adsorbe les oxydes d'azote (NOx) contenus dans le gaz d'échappement. A l'inverse, lorsque la concentration en oxygène par le gaz d'échappement est faible, à savoir lorsque le rapport air-carburant du gaz d'échappement est riche, le catalyseur de NOx réduit les oxydes d'azote adsorbés (NOx) en dioxyde d'azote (N02) ou monoxyde d'azote (NO) et, par la suite, les libèrent dans le gaz d'échappement. A cet instant, le dioxyde d'azote (M02) et le monoxyde d'azote (NO) libérés sont oxydés avec les composants de carburant non brûlés (CO, HC) contenus dans le gaz d'échappement et sont ainsi convertis en vapeur d'eau (H20) et dioxydes de carbone (C02) non nocifs.
Par ailleurs, le dispositif d'alimentation de réducteur est adapté pour diminuer, de manière forcée, la concentration en oxygène dans le gaz d'échappement en fournissant du carburant de moteur (huile légère) servant d'agent de réduction dans le gaz d'échappement s'écoulant dans le catalyseur de NOx. Lorsque l'agent de réduction (le carburant du moteur) est délivré au dispositif d'alimentation de réducteur, l'effet de purification du gaz d'échappement précédemment décrit est amélioré et la température du catalyseur de NOx s'accroît en raison d'une chaleur de réaction générée lors de la réaction entre l'agent de réduction et les substances catalytiques.
Dans le même temps, lorsque l'obturateur papillon d'admission est sensiblement fermé, les effets avantageux suivants sont obtenus :
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(1) Puisque la quantité d'air (oxygène) à utiliser dans la combustion du moteur se réduit, la quantité d'alimentation de l'agent de réduction réduit en conséquence.
(2) Lorsque le moteur fonctionne sous une faible charge, le refroidissement (rayonnement de chaleur) du catalyseur de NOx provoqué par une quantité excessive de gaz d'échappement y circulant est empêché.
(3) Un temps suffisant est permis pour la réaction entre l'agent de réduction et les substances catalytiques, ainsi le rendement de purification des gaz d'échappement est amélioré.
Par ailleurs, ces dernières années, les moteurs à combustion interne aptes à fonctionner avec un taux EGR élevé ont grandement attiré l'attention des gens. Un moteur à combustion interne de ce type comporte un système EGR (un système de re-circulation de gaz d'échappement) en plus d'un obturateur papillon d'admission, et est adapté pour empêcher la génération de suie (fumée) sensiblement de manière complète en mettant en oeuvre un taux d'EGR d'approximativement 65 % ou plus. A savoir, un fonctionnement du moteur avec un tel taux EGR élevé est effectué en ouvrant sensiblement complètement la soupape EGR tout en fermant sensiblement complètement l'obturateur papillon d'admission, de manière à empêcher fondamentalement la génération de suie et supprimer la production de fumée.
En outre, lorsque le moteur fonctionne avec un taux EGR élevé, le rapport air-carburant du gaz d'échappement devient riche (proche ou égal au rapport air-carburant stoechiométrique). Ceci procure un autre avantage en ce que la température du catalyseur de purification de gaz d'échappement peut être immédiatement accrue. Ceci revient à dire que si la commande du moteur précédemment décrite est disposée pour atteindre la température du catalyseur de purification de gaz d'échappement qui est plus élevée que
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sa température d'activation, la commande du moteur peut être appelée commande de chauffage du catalyseur.
Toutefois, lorsque l'obturateur papillon d'admission est sensiblement fermé, la quantité d'air (air d'admission) à utiliser dans la combustion du moteur se réduit de façon importante tandis que la quantité de gaz EGR augmente à son tour. Dans un tel cas, à l'opposé de la combustion normale, divers problèmes peuvent se produire tel qu'un raté dû à un défaut d'oxygène et une augmentation du gaz EGR comme gaz inerte, un raté dû à une diminution de la pression de compression résultant d'une réduction excessive de la quantité d'ouverture de l'obturateur papillon d'admission et une diminution de la pression atmosphérique, une augmentation de la quantité des composants de carburant non brûlés (HC), et ainsi de suite.
Ainsi, lorsque l'obturateur papillon d'admission est sensiblement fermé, le moteur est forcé à fonctionner dans des conditions sévères, en conséquence, la combustion du moteur devient facilement instable.
Dans le système de commande d'émission classique, en conséquence, comme solution aux problèmes précédents, la quantité d'ouverture de la soupape EGR est corrigée tout en surveillant la sortie d'un dispositif de mesure d'écoulement d'air, de manière à introduire une quantité appropriée du gaz EGR de manière continue et à assurer, par cet effet, une combustion du moteur stable. Plus spécifiquement, une commande à rétro-action de la soupape EGR est effectuée sur la base de la sortie du dispositif de mesure d'écoulement d'air pour mettre en oeuvre le moteur avec un taux EGR désiré.
Toutefois, une recherche qui a été conduite, de manière dédiée, par les présents inventeurs et d'autres a découvert divers problèmes d'une telle commande de taux EGR.
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Tout d'abord, on se focalisera sur la commande à rétro-action effectuée pendant la commande du taux EGR. Un débit d'air est mesuré au moyen d'un dispositif de mesure d'écoulement d'air comme paramètre de commande à rétroaction. Dans cette mesure, une précision suffisante peut ne pas être assurée à moins que le débit d'air soit plus élevé qu'une certaine valeur. Dans un système classique, toutefois, l'obturateur papillon d'admission est fermé dans l'état de fonctionnement du moteur précédemment décrit, en conséquence, le débit d'air dans le passage d'admission peut ne pas être maintenu suffisament élevé. Dans un tel cas, des erreurs dans la sortie du dispositif de mesure d'écoulement d'aire peuvent être induites, ce qui rend difficile d'effectuer la commande à rétro-action. De même, dans une telle commande à rétro-action basée sur la sortie du dispositif de mesure d'écoulement d'air, des changements drastiques de pression atmosphérique ne sont pas réfléchis vers la commande. En fait, la commande à rétro-action effectuée dans l'état de fonctionnement du moteur précédemment décrit nécessite d'être bien plus précise que celle effectuée lorsque le moteur fonctionne avec une grande quantité d'air d'admission. Dans le système classique, toutefois, la précision de la commande à rétroaction et les changements de pression atmosphérique ne sont pas réfléchis vers la commande rétro-action et, il est, en conséquence, supposé que la commande à rétro-action ne travaille pas aussi efficacement qu'attendu.
De même, eu égard à l'accroissement de la température du catalyseur de purification du gaz d'échappement, lorsque la quantité du gaz EGR est réduite dans la commande à rétro-action, la quantité d'air augmente comme conséquence (le rapport air-carburant devient pauvre), diminuant par cet effet le rendement de chauffage du gaz d'échappement. Il est, en conséquence, préférable d'obtenir un taux EGR désiré en corrigeant la quantité d'ouverture de
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l'obturateur papillon d'admission. Dans le système classique, toutefois, le taux EGR est commandé en corrigeant la quantité du gaz EGR, en conséquence, la température du gaz d'échappement peut décroître dans certains cas.
Un taux EGR est un taux relatif représenté comme "quantité de gaz EGR/ (quantité de gaz EGR + quantité d'air)". Ainsi, dans un cas où le taux EGR est modifié en ne commandant que le gaz EGR, la quantité totale de gaz à utiliser dans une combustion de moteur (une quantité absolue : quantité de gaz EGR + quantité d'air) décroît de manière importante lorsque la quantité d'admission est rendue petite (lorsque le taux EGR requis est élevé). Dans la commande de taux EGR classique, en conséquence, la quantité totale de gaz peut être insuffisante, provocant par cet effet une diminution de la pression de compression.
Dans un tel cas, un raté et une diminution de la température de gaz d'échappement sont éventuellement provoqués.
De même, la recherche par les présents inventeurs et d'autres a révélé que la stabilité de la combustion du moteur effectuée avec l'obturateur papillon d'admission ouvert dépend grandement de l'humidité.
Plus spécifiquement, lorsque l'humidité est élevée, une grande quantité d'humidité (teneur en eau) est mélangée à l'air à utiliser dans la combustion du moteur. Dans un tel cas, le délai d'allumage (un facteur de la combustion du moteur) augmente en raison des humidités. En conséquence, lorsque le délai d'allumage comme facteur de la combustion du moteur augmente dans l'état de fonctionnement du moteur déjà sévère comme décrit précédemment, la stabilité de la combustion du moteur est certaine d'être altérée de manière significative.
Au vu de la situation précédente, l'invention a été effectuée pour procurer un système de commande d'émission
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pour un moteur à combustion interne capable d'assurer une combustion de moteur stable même lorsque la quantité d'air à utiliser dans la combustion du moteur se réduit de manière importante en raison de changement dans l'état de fonctionnement du moteur.
Pour résoudre les problèmes précédemment mentionnés, le système de commande d'émission de l'invention est constitué comme décrit dans ce qui suit.
Le système de commande d'émission de l'invention comprend : un moyen de détection de quantité d'admission destiné à détecter la quantité d'admission ; un obturateur papillon d'admission destiné à réguler le débit de l'air d'admission circulant du passage d'admission ; un premier moyen de commande d'obturateur papillon d'admission destiné à ouvrir ou fermer l'obturateur papillon d'admission en conformité avec la quantité d'admission détectée par le moyen de détection de quantité d'admission ; un passage de re-circulation de gaz d'échappement pour faire re-circuler une partie des gaz d'échappement éjectés d'un moteur à combustion interne vers son système d'admission ; une soupape de re-circulation de gaz d'échappement destinée à ajuster le débit des gaz d'échappement circulant dans le passage de re-circulation de gaz d'échappement ; un moyen de commande de soupape de re-circulation de gaz d'échappement destiné à ouvrir ou fermer la soupape de re-circulation de gaz d'échappement sur la base de l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne ; un catalyseur de NOx du type stockage-réduction disposé dans un passage de gaz d'échappement du moteur à combustion interne ;
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un moyen d'alimentation de réducteur destiné à délivrer un agent réducteur au catalyseur de NOx du type stockage-réduction ; un moyen de détermination destiné à déterminer s'il faut ou non délivrer l'agent réducteur sur la base de l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne.
Le système de commande d'émission est disposé pour délivrer l'agent réducteur à partir du moyen d'alimentation de réducteur lorsque le moyen de détermination détermine de délivrer agent réducteur, et est caractérisé par le fait d'inclure, en outre : un moyen de détection de pression d'admission destiné à détecter la pression dans le passage d'admission ; un second moyen de commande d'obturateur papillon d'admission destiné à ouvrir l'obturateur papillon d'admission en conformité avec la pression dans le passage d'admission détectée par le moyen de détection de pression d'admission lorsque la quantité d'admission détectée par le moyen de détection de quantité d'admission est inférieur à une quantité d'admission prédéterminée.
En conformité avec un aspect supplémentaire de l'invention, le procédé de commande d'émission de l'invention comporte les étapes consistant à : détecter la quantité d'admission ; commander la quantité d'admission en ouvrant et fermant l'obturateur papillon d'admission en conformité avec la quantité d'admission détectée ; mettre à re-circuler une partie des gaz d'échappement éjectés du moteur à combustion interne vers son système d'admission via le passage de re-circulation de gaz d'échappement ; ajuster le débit du gaz d'échappement circulant dans le passage de re-circulation de gaz d'échappement au moyen de la soupape de re-circulation de gaz d'échappement ;
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ouvrir ou fermer la soupape de re-circulation de gaz d'échappement sur la base de l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne ; déterminer s'il faut ou non délivrer l'agent réducteur sur la base de l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne ; et délivrer l'agent réducteur à partir du moyen d'alimentation de réducteur au catalyseur de NOx du type stockage-réduction lorsqu'il est déterminé de délivrer l'agent réducteur.
Le procédé de commande d'émission de l'invention est caractérisé par le fait de comprendre, en outre, les étapes consistant à : détecter la pression dans le passage d'admission détecter la pression d'admission et commander le débit de l'air d'admission en ouvrant ou fermant l'obturateur papillon d'admission en conformité avec la pression détectée dans le passage d'admission lorsque la quantité d'admission détectée est inférieure à une quantité d'admission prédéterminée ; et commander le débit d'air d'admission en ouvrant ou fermant l'obturateur papillon d'admission en conformité avec la quantité d'admission lorsque la quantité d'admission détectée est égale ou supérieure à la quantité d'admission prédéterminée.
Dans le système et le procédé de commande d'émission précédemment décrit de l'invention, la quantité d'admission est détectée en utilisant le moyen de détection de quantité d'admission. De même, l'obturateur papillon d'admission est disposé dans le système d'admission, et sa quantité d'ouverture est commandée en conformité avec la quantité d'admission détectée par le moyen de détection de quantité d'admission. A côté de cela, le passage de re-circulation de gaz d'échappement et la soupape de re-circulation de gaz d'échappement sont disposés dans le système d'échappement.
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La soupape de re-circulation de gaz d'échappement est ouverte ou fermée par le moyen de commande de soupape de re-circulation de gaz d'échappement sur la base de l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne. En outre, dans le système d'échappement, le catalyseur de NOx du type stockage-réduction et le moyen d'alimentation en agent réducteur sont disposés. De même, le moyen de détermination est adapté pour déterminer s'il faut ou non délivrer l'agent réducteur sur la base de l'état de fonctionnement du moteur. Lorsque le moyen de détermination détermine de délivrer l'agent réducteur, l'agent réducteur est délivré du moyen d'alimentation en agent réducteur vers le catalyseur de NOx du type stockage-réduction pour favoriser l'enlèvement des oxydes d'azote (NOx) adsorbés par le catalyseur de NOx.
En outre, le moyen de détection de passage d'admission destiné à détecter le passage dans le passage d'admission est prévu. Lorsque la quantité d'admission détectée par le moyen de détection de quantité d'admission est inférieure à la quantité d'admission prédéterminée, la pression d'admission détectée par le moyen de détection de pression d'admission est utilisée pour commander l'ouverture et la fermeture de l'obturateur papillon d'admission. Dans l'invention, Plus spécifiquement, sont prévus le premier moyen de commande d'obturateur papillon d'admission et le second moyen de commande d'obturateur papillon d'admission.
Le premier moyen de commande d'obturateur papillon d'admission est adapté pour ouvrir ou fermer l'obturateur papillon d'admission en conformité avec la quantité d'admission, tandis que le second moyen de commande d'obturateur papillon d'admission est adapté pour ouvrir ou fermer l'obturateur papillon d'admission en conformité avec la pression d'admission. Lorsque la quantité d'admission détectée est égale ou supérieure à la quantité d'admission prédéterminée, le débit d'air d'admission est commandé en
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ouvrant et en fermant l'obturateur papillon d'admission en conformité avec la quantité d'admission. Au contraire, lorsque la quantité d'admission se réduit à mesure que la quantité d'ouverture de l'obturateur papillon d'admission se réduit, il est difficile d'ajuster le débit en commandant l'obturateur papillon d'admission en utilisant le premier moyen de commande d'obturateur papillon d'admission. Dans ce cas, en conséquence, la commande est commutée pour utiliser le second moyen de commutation d'obturateur papillon d'admission afin de continuer la commande du débit d'air d'admission. Dans ce cas, la quantité d'ouverture de l'obturateur papillon d'admission est ajustée en ouvrant ou fermant l'obturateur papillon d'admission en conformité avec la pression d'admission.
Plus spécifiquement, la pression d'admission dans le passage d'admission est détectée, et l'obturateur papillon d'admission est ouvert ou fermé en conformité avec la pression d'admission détectée.
En conformité avec un aspect supplémentaire de l'invention, le système de commande d'émission de l'invention comporte, de préférence, également le moyen de détection d'humidité et le moyen de correction de synchronisation d'injection. Le moyen de détection d'humidité est destiné à détecter l'humidité dans le passage d'admission, et le moyen de correction de synchronisation d'injection est destiné à effectuer une correction d'avance de la synchronisation d'injection de carburant du moteur à combustion interne. La correction d'avance de la synchronisation d'injection de carburant est effectuée lorsque la quantité d'admission détectée par le moyen de détection de quantité d'admission est inférieure à la quantité d'admission prédéterminée et l'humidité détectée par le moyen de détection d'humidité est égale à ou supérieure à l'humidité prédéterminée.
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De même, en conformité avec un aspect supplémentaire de l'invention, il est préférable de détecter l'humidité dans le passage d'admission et d'effectuer une correction d'avance de la synchronisation d'injection de carburant du moteur à combustion interne lorsque la quantité d'admission détectée par le moyen de détection de quantité d'admission est inférieure à la quantité d'admission prédéterminée et l'humidité détectée par le moyen de détection d'humidité est égale ou supérieure à l'humidité prédéterminée.
En conformité avec un aspect supplémentaire de l'invention, le système de commande d'émission d'un moteur à combustion interne comprend : un moyen de détection de quantité d'admission destiné à détecter la quantité d'admission ; un obturateur papillon d'admission destiné à commander le débit d'air d'admission circulant dans le passage d'admission ; un premier moyen de commande d'obturateur papillon d'admission destiné à ouvrir ou fermer l'obturateur papillon d'admission en conformité avec la quantité d'admission détectée par le moyen de détection de quantité d'admission ; un passage de re-circulation de gaz d'échappement destiné à faire re-circuler une partie des gaz d'échappement éjectés du moteur à combustion interne vers son système d'admission ; une soupape de re-circulation de gaz d'échappement destinée à ajuster le débit des gaz d'échappement circulant
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dans le passage de re-circulation de gaz d'échappement ; un moyen de commande de soupape de re-circulation de gaz d'échappement destiné à ouvrir ou fermer la soupape de re-circulation de gaz d'échappement sur la base de l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne ;
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un catalyseur de NOx du type stockage-réduction disposé dans le passage de gaz d'échappement du moteur à combustion interne ; un moyen d'alimentation de réducteur destiné à délivrer l'agent réducteur au catalyseur de NOx du type stockage-réduction ; un moyen de détermination pour déterminer s'il faut ou non délivrer l'agent réducteur sur la base de l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne.
Le système de commande d'émission est disposé pour délivrer l'agent réducteur depuis le moyen de détection de réducteur lorsque le moyen de détermination détermine de délivrer l'agent réducteur, et est caractérisé par le fait d'inclure, en outre : un moyen de détection d'humidité destiné à détecter l'humidité dans le passage d'admission ; un moyen de correction de synchronisation d'injection destiné à effectuer une correction d'avance de synchronisation d'injection de carburant du moteur à combustion interne lorsque la quantité d'admission détectée par le moyen de détection de quantité d'admission est inférieure à la quantité d'admission prédéterminée et que l'humidité détectée par le moyen de détection d'humidité est égale ou supérieure à l'humidité prédéterminée.
En conformité avec un aspect supplémentaire de l'invention, le procédé de commande d'émission d'un moteur à combustion interne comprend les étapes consistant à : détecter la quantité d'admission ; commander la quantité d'admission en ouvrant ou fermant un obturateur papillon d'admission en conformité avec la quantité d'admission détectée ; mettre à re-circuler une partie du gaz d'échappement éjecté du moteur à combustion interne vers le système de commande d'émission du moteur à combustion interne via le passage de re-circulation de gaz d'échappement ;
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ajuster le débit du gaz d'échappement circulant dans le passage de re-circulation de gaz d'échappement au moyen de la soupape de re-circulation de gaz d'échappement ; ouvrir ou fermer la soupape de re-circulation de gaz d'échappement sur la base de l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne ; déterminer s'il faut ou non délivrer l'agent réducteur sur la base de l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne ; et délivrer l'agent réducteur à partir du moyen d'alimentation de réducteur vers le catalyseur de NOx du type stockage-réduction lorsqu'il est déterminé de délivrer l'agent réducteur.
Le procédé de commande d'émission de l'invention est caractérisé par le fait d'inclure, en outre, les étapes consistant à : détecter l'humidité dans le passage d'admission ; et effectuer une correction d'avance de la synchronisation d'injection de carburant du moteur à combustion interne lorsque la quantité d'admission détectée est inférieure à la quantité d'admission prédéterminée et que l'humidité détectée est égale ou supérieure à l'humidité prédéterminée.
Dans le système et procédé de commande d'émission précédemment décrit d'un moteur à combustion interne, le moyen de détection d'humidité destiné à détecter l'humidité dans le passage d'admission, et le moyen de correction de synchronisation d'injection destiné à corriger la synchronisation d'injection de carburant du moteur à combustion interne sont procurés ou utilisés en plus du moyen de détection de quantité d'admission. Le moyen de correction de synchronisation d'injection de carburant est adapté pour effectuer une correction d'avance de la synchronisation d'injection de carburant du moteur à combustion interne lorsque la quantité d'admission détectée
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par le moyen de détection de quantité d'admission est inférieure à la quantité d'admission prédéterminée et que l'humidité détectée par le moyen de détection d'humidité est égale ou supérieure à l'humidité prédéterminée.
Ceci revient à dire que, lorsque la quantité d'admission est faible et que l'humidité est élevée, une correction d'avance de la synchronisation d'injection de carburant est effectuée pour encourager la gazéification du carburant de sorte que la seconde soit restreinte. Ainsi, un raté dû à l'effet endothermique des humidités (teneur en eau) ou une augmentation lente de la pression de compression est empêchée lorsque le moteur est forcé à fonctionner dans des conditions sévères. Dans le même temps, la correction d'avance de la synchronisation d'injection de carburant peut être effectuée de diverses manières suivant le besoin.
A titre d'exemple, la synchronisation d'injection peut être avancée d'une quantité prédéterminée, ou la quantité d'avance de la synchronisation d'injection peut être modifiée graduellement sur la base de l'humidité.
En outre, il est préférable de détecter l'humidité lorsque l'essuie-glace est en fonctionnement. Dans ce cas, la détection d'humidité peut être facilement effectuée en utilisant des dispositifs ou des appareils qui sont déjà installés sur le véhicule.
Le mode de réalisation exemplaire précédemment mentionné et les autres modes de réalisation exemplaires, buts, caractéristiques, avantages, signification, techniques et industriels de cette invention seront mieux compris par la lecture de la description suivante détaillée des modes de réalisation exemplaires de l'invention, lorsque considérés en relation avec les dessins annexés, dans lesquels :
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la Fig. 1 est une vue montrant, de manière simplifiée, une construction d'un moteur à combustion interne dans chaque mode de réalisation de l'invention ; la Fig. 2 est une vue montrant une coupe d'un filtre à particule disposé dans un passage de gaz d'échappement du moteur à combustion interne de la Fig. 1 ; la Fig. 3 est un organigramme utilisé pour expliquer une commande de taux EGR dans un premier mode de réalisation de l'invention ; la Fig. 4 est un organigramme utilisé pour expliquer une commande destinée à corriger la synchronisation de l'injection de carburant dans un second mode de réalisation de l'invention.
Dans la description suivante et dans les dessins annexés, l'invention sera décrite plus en détail en termes de modes de réalisation exemplaires.
Il doit être compris que les constructions des moteurs à combustion interne, que l'on décrira plus tard, sont simplement des constructions de moteurs employés dans des premier et second modes de réalisation, respectivement. En conséquence, les détails des constructions peuvent être modifiés sans sortir de la portée de l'invention comme définis dans les revendications décrites plus tard.
(Premier mode de réalisation)
Un moteur à combustion interne 1 dans un premier mode de réalisation est un moteur diesel utilisé dans un véhicule. Comme montré à la Fig. 1, le moteur à combustion interne 1 comporte, comme ses composants principaux, quatre cylindres 2 formant des chambres de combustion, un système d'alimentation en carburant, un système d'admission, un système d'échappement, un système de commande, et ainsi de suite.
Le système d'alimentation en carburant comporte des soupapes d'injection de carburant 3, une rampe commune (un accumulateur) 4, un tuyau d'alimentation en carburant 5,
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une pompe à carburant 6, et d'autres composants, et est opérationnel pour délivrer du carburant à chaque cylindre 2. Chaque soupape d'injection de carburant 3 est une soupape ouverte-fermée électromagnétiquement entraînée et est opérationnelle pour injecter du carburant dans l'un correspondant des cylindres 2. Chaque soupape d'injection de carburant est reliée à la rampe commune 4 servant comme tuyau de distribution de carburant. La rampe commune 4 est reliée à la pompe à carburant 6 via le tuyau d'alimentation en carburant 5. La pompe à carburant 6 est entraînée pour tourner par la rotation d'un vilebrequin la servant comme arbre de sortie du moteur à combustion interne 1.
Dans le système d'alimentation en carburant construit comme décrit précédemment, la pompe à carburant 6 délivre du carburant dans le réservoir de carburant (non représenté) vers la rampe commune 4 via le tuyau d'alimentation en carburant 5. Le carburant délivré à la rampe commune 4 est pressurisée à une pression prédéterminée dans celui-ci et est distribué à chaque soupape d'injection de carburant 3. Lorsque la tension d'attaque est appliquée à chaque soupape d'injection de carburant 3, celle-ci s'ouvre pour injecter le carburant dans le cylindre 2.
Par ailleurs, le système d'admission comporte un tuyau d'admission 9, un obturateur papillon d'admission 13, un collecteur d'admission 8, une boîte de filtre à air 10, un refroidisseur intermédiaire 16 et d'autres composants, et forme un passage d'admission à travers lequel de l'air est délivré à chaque cylindre 2.
Le tuyau d'admission 9 forme un passage qui guide l'air (air d'admission), qui a été introduit via la boîte de filtre à air 10, vers le collecteur d'admission 8. Le collecteur d'admission 8 forme des passages dont chacun guide l'air distribué via le tuyau d'admission 9 dans l'un correspondant des cylindres 2. De même, un débitmètre d'air
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11 et un capteur de température d'admission 12 sont disposés au voisinage d'un emplacement auquel le tuyau d'admission 9 et la boîte de filtre à air 10 sont reliés l'un à l'autre. Le débitmètre d'air 11 est utilisé pour détecter le débit d'air circulant dans le tuyau d'admission 9, alors que le capteur de température d'admission 12 est utilisé pour détecter sa température.
En outre, l'obturateur papillon d'admission 13 est disposé juste en amont du collecteur d'admission 8 et est adapté pour accroître ou décroître la quantité d'air circulant dans les cylindres (les chambres de combustion) 2. La quantité d'ouverture de l'obturateur papillon d'admission 13 est modifiée par un actionneur 14 comprenant un moteur pas à pas et analogues. De même, un capteur de température d'admission 24 et un capteur de pression d'admission 23 sont disposés juste en aval de l'obturateur papillon d'admission 13. Le capteur de température d'admission 24 est utilisé pour mesurer la température dans le collecteur d'admission 8 alors que le capteur de pression d'admission 23 est utilisé pour mesurer la pression dans le collecteur d'admission 8. A côté de cela, un logement de compresseur 15a d'un turbo compresseur 15 et un refroidisseur intermédiaire 16 sont disposés dans une partie du passage d'admission entre la boîte de filtre à air 10 et l'obturateur papillon d'admission 13. Le logement 15a du compresseur est opérationnel pour comprimer l'air d'admission, alors que le refroidisseur intermédiaire 16 est opérationnel pour refroidir l'air qui a été comprimé dans le logement 15a du compresseur.
Dans le système d'admission construit comme décrit précédemment, l'air a délivré au cylindre 2 respectif est tout d'abord délivré comme air d'admission dans la boîte de filtre à air 10 par une pression négative générée dans le fonctionnement du moteur. L'air délivré dans la boîte de filtre à air 10 est ensuite délivré au logement 15a du
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compresseur du turbo compresseur 15 à travers le tuyau d'admission 9 après que la poussière et analogues qui y sont contenus ait été enlevée dans la boîte de filtre à air 10. L'air délivré dans le logement 15a du compresseur est comprimé par une roue du compresseur (non représentée) et est, par la suite, refroidi dans le refroidisseur intermédiaire 16. Par la suite, l'air est délivré au collecteur d'admission 8 après que sa quantité soit approximativement ajustée par l'obturateur papillon d'admission 13. L'air délivré au collecteur d'admission 8 est distribué à travers chaque tuyau ramifié à chaque cylindre 2 et est brûlé avec le carburant injecté à partir de la soupape d'injection de carburant 3. Les sorties du débitmètre d'air 11 et du capteur de pression d'admission 23 sont entrées dans une unité de commande électronique 30, que l'on décrira plus tard, et sont utilisées dans une commande à rétro-action du taux EGR, et ainsi de suite.
Le système de commande sera décrit ci-après dans ce qui suit.
Le système de commande est pourvu de correction d'avance que l'on appelle une UCE (unité de commande électronique) 30 comprenant une MEM (mémoire morte) 32, une MEV (mémoire vive) 33, une UC (unité centrale) 34, une borne d'entrée 35, et une borne de sortie 36.
De même que les sorties des capteurs précédemment indiquées, les sorties d'autres capteurs tel qu'un capteur de charge 41, un capteur d'angle de vilebrequin 42, et un capteur de vitesse de véhicule 43 sont entrés à la borne d'entrée 35 via des convertisseurs A/N 37 correspondant ou directement. Le capteur de charge 41 est adapté pour détecter la quantité d'enfoncement de la pédale d'accélérateur 40, le capteur d'angle de vilebrequin 42 est adapté pour détecter la vitesse de rotation du vilebrequin la, et le capteur de vitesse du véhicule 43 est adapté pour détecter alimentation vitesse du véhicule. Par ailleurs, la
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soupape d'injection de carburant 3, une soupape d'alimentation de réducteur 61, l'actionneur 14 opérationnel pour entraîner l'obturateur papillon d'admission, la soupape EGR 26 et d'autres composants sont respectivement connectés à la borne de sortie 36 via des circuits d'attaque 38 correspondant.
La MEM 32 mémorise des programmes destinés à commander les dispositifs et appareils précédemment indiqués, des tables de consultation de commande auxquelles on se réfère lorsque chaque programme de commande est exécuté, et ainsi de suite. La MEV 33 mémorise une histoire de fonctionnement d'un moteur à combustion interne, dans lequel les signaux de sortie entrés à la borne d'entrée 35 en provenance des capteurs respectifs et les signaux de commande entrée à la borne de sortie 36 sont enregistrés. L'UC 34 est disposé pour effectuer une commande centralisée des dispositifs et appareils respectifs. Plus spécifiquement, l'UC 34, en fonctionnement, exécute chaque programme de commande, dans lequel les signaux de sortie des capteurs enregistrés dans la MEV 33 et les tables de consultation de commande mémorisées dans la MEM 32 sont comparés les uns aux autres, pour sortir un signal de commande, déterminé comme résultat du procédé de comparaison, vers un dispositif ou appareil correspondant via la borne de sortie 36.
Le système d'échappement comporte le collecteur d'échappement 18 et un tuyau d'échappement 19, et forme un passage de gaz d'échappement à travers lequel le gaz d'échappement en provenance de chaque cylindre 2 est éjecté vers l'extérieur du corps du moteur. Le système d'échappement comporte, en outre, un système EGR 20, un convertisseur catalytique 52, un dispositif d'alimentation de réducteur 60, et ainsi de suite, et fonctionne également comme un système de commande d'émission destiné à réduire la quantité des oxydes d'azote (NOx) et les matières
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particulaires (par exemple suie) contenus dans le gaz d'échappement.
Le collecteur d'échappement 18 est relié aux bornes d'échappement 18a prévu au niveau des cylindres respectifs 2 et forme un passage à travers lequel les gaz d'échappement éjectés des orifices d'échappement 18a convergent et sont ensuite guidés dans le logement de la turbine 15b du turbo compresseur 15. De même, le tuyau d'échappement 19 forme un passage pour le logement 15b de la turbine vers un silencieux (non représenté).
Le système EGR 20, comme l'un des système de commande d'émission, comporte un passage EGR 25, une soupape EGR 26, un refroidisseur EGR 27, et ainsi de suite, et sert à réduire la quantité d'oxydes d'azote (NOx) générés dans la combustion de l'air et du carburant du moteur. A côté de cela, le passage EGR 25 est un passage qui fait communiquer le collecteur d'échappement 18 et le collecteur d'admission 8 en contournant le corps du moteur. La soupape EGR 26 est une soupape ouverte-fermée électriquement entraînée et est disposée dans le passage EGR 25. La soupape EGR 26 est adaptée pour ajuster la quantité du gaz d'échappement (gaz EGR) circulant dans le passage EGR 25 en conformité avec la commande de taux EGR par l'UCE 30 et d'autres. Le refroidisseur EGR 27 sert à refroidir les gaz d'échappement circulant dans le passage EGR 25 en utilisant un agent de refroidissement de moteur comme moyen de transfert de chaleur.
Ainsi, le passage EGR 25 forme une partie du passage de re-circulation de gaz d'échappement, de même, la soupape EGR 26 sert de soupape de re-circulation de gaz d'échappement. Ceci revient à dire que l'UCE 30, un programme de commande de taux EGR qui y est incorporé, et ainsi de suite, procure un moyen de commande de soupape de re-circulation de gaz d'échappement. dans le même temps, dans la description suivante, le gaz d'échappement
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circulant dans le passage EGR 25 sera appelé"gaz EGR"là où cela est approprié.
Dans le système, EGR 20 construit comme décrit précédemment, une partie du gaz d'échappement circulant dans le collecteur d'échappement 18 est délivré dans le passage EGR 25 à un débit correspondant à la quantité d'ouverture de la soupape EGR 26. Le gaz EGR (le gaz d'échappement) délivré au passage EGR 25 entre ensuite dans le refroidisseur EGR 27 disposé dans une position intermédiaire du passage EGR 25. Après que le gaz EGR est refroidi à mesure qu'il passe à travers le refroidisseur EGR 27, il est ensuite délivré au collecteur d'admission 8. Le gaz EGR délivré dans le collecteur d'admission 8 circule dans chaque cylindre 2 tout en étant mélangé à l'air d'admission délivré à partir d'un emplacement en amont du collecteur d'admission 8 et est brûlé avec le carburant injecté à partir de chaque soupape d'injection de carburant 3.
Le gaz EGR (gaz d'échappement) contient un gaz inerte tel que de la vapeur d'eau (H20) et des dioxydes de carbone (COz). Lorsque le gaz d'échappement contenant de tels gaz inertes, est délivré à chaque cylindre 2 en même temps que l'air d'admission, la température de combustion décroît en raison des gaz inertes, supprimant par cet effet la génération des oxydes d'azote (NOx).
Par la suite, le convertisseur catalytique 52 sera décrit. Le convertisseur catalytique 52 est constitué d'un boîte 53 et de catalyseurs 52a, 52b de purification de gaz d'échappement disposés vers le boîte 53. Le convertisseur catalytique 52 est adapté pour purifier le gaz d'échappement éjecté du corps du moteur en réduisant la quantité de substances nocives qui y sont contenues.
Plus spécifiquement, le convertisseur catalytique 52 est disposé au voisinage de l'orifice de sortie du logement 15b de la turbine et, comporte un catalyseur 52a de NOx du
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type stockage-réduction et un filtre à particule 52b logé dans le boîte 53. La catalyseur 52a de NOx du type stockage-réduction est disposé dans le boîte 53 de manière à être plus proche du côté amont du convertisseur catalytique 52 que du filtre à particule 52b. dans le même temps, dans la description suivante, on appellera simplement le catalyseur 52a de NOx du type stockageréduction"le catalyseur de NOx 52a"là où cela est approprié.
Le catalyseur de NOx 52a, en temps qu'un des catalyseur de purification de gaz d'échappement, est apte à réduire la quantité des oxydes d'azote (NOx) principalement dans le gaz d'échappement. La purification de gaz d'échappement par le catalyseur de NOx 52a sera plus spécifiquement décrite dans ce qui suit. Lorsque la concentration en oxygène dans le gaz d'échappement est élevée, à savoir lorsque le rapport air-carburant du gaz d'échappement est pauvre, le catalyseur de NOx 52a absorbe les oxydes d'azote (NOx) contenus dans le gaz d'échappement. A l'inverse, lorsque la concentration en oxygène dans le gaz d'échappement est faible, à savoir lorsque le rapport air-carburant du gaz d'échappement est riche, le catalyseur de NOx réduit les oxydes d'azote absorbés (NOx) en dioxyde d'azote (N02) ou monoxyde d'azote (NO) et les libèrent dans le gaz d'échappement. A cet instant, les dioxyde d'azote (N02) et les monoxyde d'azote (NO) libérés sont oxydés avec des composants de carburant non brûlés (CO, HC) contenus dans le gaz d'échappement et sont ainsi convertis en vapeur d'eau (H20) et dioxyde d'azote (C02) non nocifs.
Le catalyseur de NOx 52a comprend un support formé de, par exemple, alumine (AIzOs), au moins un élément porté sur la surface du support est choisi parmi les métaux alcalins tels que potassium (K), sodium (Na), lithium (Li) et césium (Cs) un métal alcalino-terreux tels que baryum (Ba) et
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calcium (Ca) et un métal de terre rare tel que lanthan (La) et yttrium (Y), et un métal noble tel que platine (Pt), également porté sur le support.
En ce qui concerne la purification des gaz d'échappement, en général, la combustion d'un moteur diesel est effectuée dans une atmosphère riche en oxygène. En conséquence, la concentration en oxygène dans le gaz d'échappement émis pendant la combustion du moteur décroît difficilement et la quantité de composants combustibles non brûlés (CO, HC) est extrêmement faible jusqu'à ce que la réduction précédemment décrite et la libération des substances ait lieu.
Dans le mode de réalisation, ainsi, le carburant du moteur (HC) servant d'agent réducteur est injecté dans le gaz d'échappement pour diminuer la concentration en oxygène et ajouter des hydrocarbures et analogues comme composants combustibles non brûlés, afin d'encourager la purification des gaz d'échappement, dans le même temps, l'agent réducteur est injecté en utilisant le dispositif d'alimentation de réducteur 60, comme décrit plus tard en détail.
Par ailleurs, le filtre à particule 52b est apte à oxyder (brûler) les matières particulaires telle que la suie, contenues dans le gaz d'échappement. plus spécifiquement, le filtre à particules 52b comporte un filtre 58 portant un agent émetteur d'oxygène actif de sorte que les matières particulaires piégées sur le filtre 58 sont brûlées (oxydées) par l'oxygène actif et ainsi enlevées.
Le filtre 58 est formé d'un matériau poreux tel que de cordiérite et possède un motif en nid d'abeille, comme montré sur la Fig. 2, une pluralité de passages (passage de gaz d'échappement d'entrée et de sortie) 55,56 s'étendant parallèles les uns aux autres sont formés dans le filtre 58. L'extrémité inférieure de chaque passage de gaz
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d'échappement entrant 55 est fermé par une butée 55a tandis que l'extrémité supérieure de chaque passage de gaz d'échappement de sortie 56 est fermé par une butée 56a. Les passages 55 et 56 sont disposés dans des directions verticales et latérales du filtre 58, de fines séparations 57 étant interposées entre celles-ci.
Une couche du support formée d'alumine (Al203) ou analogues est prévue sur les surfaces des séparations 57 et dans des pores des séparations 57. En outre, un agent émetteur d'oxygène actif est porté sur le support de même que le catalyseur de métal noble formé de platine (Pt) ou analogues. L'agent émetteur d'oxygène actif possède une propriété d'adsorption de l'oxygène lorsqu'une quantité excessive d'oxygène est présente autour de lui et de libération de l'oxygène adsorbé après sa conversion en oxygène actif lorsque la concentration d'oxygène diminue.
L'agent d'émission d'oxygène actif est constitué d'au moins un élément choisi un métal alcalin tel que potassium (K), sodium (Na), lithium (Li) césium (Cs) et rubidium (Rb), un métal alcalino-terreux tel que baryum (Ba), calcium (Ca) et strontium (Sr), un métal de terre rare tel que lanthan (La) et yttrium (Y) et un métal de transition tel que cérium (Ce) et étain (Sn).
Dans le même temps, il est préférable d'utiliser, comme agent émetteur d'oxygène actif, un métal alcalin ou un métal alcalino-terreux tel que potassium (K), lithium (Li), césium (Cs), rubidium (Rb), baryum (Ba) et strontium (Sr), qui possède une iconicité plus élevee que le calcium (Ca).
Dans le filtre à particules 52b construit comme précédemment décrit, le gaz d'échappement passe à travers le passage de gaz d'échappement entrant 55, les séparations 57 et le passage de gaz d'échappement sortant 56 comme représenté par les flèches a à la Fig. 2. Lorsque le gaz d'échappement passe à travers les séparations 57, les
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matières particulaires contenues dans le gaz d'échappement, tel que les suies, sont piégées sur la surface et à l'intérieur de chaque séparation. Les matières particulaires piégées dans les séparations 57 sont oxydées (brûlées) et ainsi enlevées du filtre 58 sans émettre de flammes lumineuses dues à la présence d'oxygène actif, dont la quantité a été accrue comme la concentration en oxygène dans le gaz d'échappement circulant dans les séparations 57 a été changée de multiples fois.
Dans le mode de réalisation, comme décrit précédemment, la quantité de matières particulaires contenues dans le gaz d'échappement, telles que les suies, est réduite en ménageant le catalyseur 52a de NOx du type stockage-réduction et le filtre à particule 52b dans le passage d'échappement. Dans le mode de réalisation, le catalyseur de NOx 52a et le filtre à particule 52b sont disposés en série comme décrit précédemment. Cet agencement est principalement destiné à permettre d'augmenter la température du filtre à particule 52b en utilisant la chaleur de réaction générée dans les réactions d'oxydation et de réduction dans le catalyseur de NOx 52a et pour utiliser l'oxygène actif, qui a été émis comme conséquence des réactions d'oxydation et de réduction dans le catalyseur de NOx 52a, pour la purification de gaz d'échappement par le filtre à particule 52b. dans le même temps, comme cela ressort des descriptions précédentes, le catalyseur de NOx 52a porte une substance ou des substances qui sont les même ou sont similaires à celles utilisées comme agent émetteur d'oxygène actif. Ainsi, le catalyseur de NOx 52a peut être jugé comme étant capable de fonctionner comme agent émetteur d'oxygène actif. Dans le mode de réalisation, également, un convertisseur catalytique d'oxydation 59 qui oxyde et enlève ainsi des composants de carburant non brûlés contenus dans le gaz
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d'échappement est disposé en aval du convertisseur catalytique 52.
Le dispositif d'alimentation de réducteur 60 comporte la soupape d'alimentation de réducteur 61, un passage d'alimentation de réducteur 62, une soupape de commande de pression de carburant 64, un capteur de pression de carburant 63, une soupape de coupure d'urgence 66, etc., et est adoptée pour délivrer une quantité appropriée de l'agent réducteur (carburant du moteur) dans une partie du passage de gaz d'échappement en amont du convertisseur catalytique 52, servant ainsi comme moyen d'alimentation de réducteur.
La soupape d'alimentation de réducteur 61 est une soupape ouverte-fermée électriquement entraînée et est entraînée pour s'ouvrir lorsqu'une tension prédéterminée est appliquée. La soupape d'alimentation de réducteur 61 est disposée dans une partie du collecteur d'échappement 18 à laquelle les gaz d'échappement éjectés depuis les cylindres respectifs convergent. Le passage d'alimentation de réducteur 62 guide une partie du carburant délivré par la pompe de carburant 6 à la soupape d'alimentation de réducteur 61. La soupape de commande de pression de carburant 64 est disposée dans une partie intermédiaire du passage d'alimentation de réducteur 62 et est adaptée pour maintenir la pression de carburant dans le passage d'alimentation de réducteur 62 à une pression prédéterminée. Le capteur de pression de carburant 63 est adapté pour détecter la pression du carburant dans le passage d'alimentation de réducteur 62. La soupape de coupure d'urgence 66 peut être mise en oeuvre pour arrêter l'alimentation du carburant vers le passage d'alimentation de réducteur 62 lorsqu'une anomalie se produit dans la pression du passage d'alimentation de réducteur 62.
Dans le dispositif d'alimentation de réducteur 60 construit comme décrit précédemment, le carburant éjecté à
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partir de la pompe à carburant 6 est tout d'abord ajusté à une pression prédéterminée par la soupape de commande de pression de carburant 64 et est, par la suite, délivrée à la soupape d'alimentation de réducteur 61 via le passage d'alimentation de réducteur 62. Lorsqu'une tension prédéterminée est appliquée à la soupape d'alimentation de réducteur 61 pour s'ouvrir, le carburant dans le passage d'alimentation de réducteur 62 est injecté dans le collecteur d'échappement 18 via la soupape d'alimentation de réducteur 61. Le carburant (agent réducteur) délivré dans le collecteur d'échappement 18 est ensuite agité au sein du turbo compresseur 15 et est par la suite délivré au convertisseur catalytique 52 via le tuyau d'échappement 19.
Ainsi, le gaz d'échappement ayant une faible concentration d'oxygène et comprenant des hydrocarbures (HC) comme composants combustibles non brûlés est délivré dans le convertisseur catalytique 52 favorisant, par cet effet, la purification des gaz d'échappement décrite précédemment.
Dans le même temps, une de condition pour délivrer l'agent réducteur requiert d'accroître la température de lit du convertisseur catalytique 52 à sa température d'activation. Ceci revient à dire que, dans un cas où l'agent réducteur est délivré lorsque la température de lit est inférieure à la température d'activation, on craint que l'agent réducteur ne travaille pas efficacement mais, en outre, refroidissent le convertisseur catalytique 52.
Lorsque le moteur fonctionne effectivement, toutefois, une température suffisante du convertisseur catalytique 52 ne peut pas être assuré dans de nombreux cas. A titre d'exemple, dans un cas tel que lorsque le véhicule se déplace à faible vitesse dans une zone froide, lorsque le moteur tourne au ralenti pendant longtemps, immédiatement après que le moteur démarre, et lorsque le véhicule se déplace à vitesse réduite sur une longue descente, la température du gaz d'échappement circulant dans le
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convertisseur catalytique 52 devient faible, par cet effet, la température du convertisseur catalytique 52 décroît.
Ceci revient à dire que, lorsque la température de l'air circulant dans les chambres de combustion est faible et lorsque la quantité de carburant consommé dans la combustion du moteur est faible, la température du gaz d'échappement décroît, ainsi la température du lit du convertisseur catalytique 52 s'éloigne de la température d'activation.
Pour favoriser la purification du gaz d'échappement en oxydant (brûlant) les matières particulaires telles que les suies, il est nécessaire de maintenir la température du convertisseur catalytique 52 à approximativement 500 C ou supérieure. En général, toutefois, la température du gaz d'échappement d'un moteur diesel est bien inférieure à cette température du lit cible. Ainsi, dans un moteur diesel, la température du convertisseur catalytique 52 ne peut pas être maintenue à 500 C ou plus en utilisant l'énergie de chaleur du gaz d'échappement dans un état de fonctionnement normal.
Dans le moteur à combustion interne dans le mode de réalisation,"une commande de chauffage préalable de catalyseur"est effectuée lorsque la température du lit du convertisseur catalytique 52 n'a pas encore atteint sa température d'activation et, en outre,"une commande de combustion de faible température"est effectuée, lorsqu'il est nécessaire d'accroître la température du lit du convertisseur catalytique 52 à 5000 C ou plus. Dans la commande correction d'avance combustion à faible température, l'alimentation de l'agent réducteur et la commande de chauffage préalable de catalyseur sont mises en oeuvre de manière combinée, afin de permettre la purification de gaz d'échappement même dans l'état de fonctionnement sévère du moteur décrit précédemment.
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Les contours de la commande de chauffage préalable du catalyseur et de la commande de combustion à faible température seront décrits dans ce qui suit. Dans la commande de chauffage préalable du catalyseur, la quantité d'air à délivrer aux chambres de combustion est largement réduite lorsque la quantité de gaz EGR à introduire dans la chambre de combustion est accrue, permettant, par cet effet, le fonctionnement du moteur avec un taux EGR élevé.
Dans cette commande, en outre, une injection de carburant secondaire est effectuée dans une étape ultérieure de la combustion pour accroître grandement la température du gaz d'échappement et augmenter par cet effet la température du convertisseur catalytique 52 immédiatement. Pour résumer, cette commande est une commande de moteur qui réduit la quantité d'ouverture de l'obturateur papillon d'admission 13 tout en augmentant celle de la soupape EGR 26 et effectue l'injection de carburant secondaire dans une étape ultérieure du procédé de combustion afin d'augmenter grandement la température du gaz d'échappement.
En ce qui concerne la combustion du moteur avec un taux EGR élevé, lorsque le moteur fonctionne avec un taux EGR élevé, le rapport air-carburant du gaz d'échappement devient riche et la température du gaz d'échappement augmente en conséquence. En utilisant le gaz d'échappement dont la température a été ainsi accrue, la température du catalyseur de purification de gaz d'échappement peut être immédiatement accrue.
Comme mentionné dans la description précédente concernant le système classique, lorsque le système fonctionne avec un taux EGR élevé, un raté ou une diminution de la pression de compression se produit en raison d'une quantité d'air insuffisante (oxygène) et une quantité de gaz totale insuffisante, la combustion du moteur devient, en conséquence, instable. En conséquence, diverses commandes à rétro-action sont effectuées pour
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atteindre et maintenir un taux EGR désiré et pour assurer, par cet effet, une combustion du moteur stable. Les commandes à rétro-action du taux EGR seront décrites plus tard en détail.
La commande de combustion à faible température est également une commande de moteur qui réduit la quantité d'ouverture de l'obturateur papillon d'admission 13 disposé dans le tuyau d'admission 9 tout en augmentant celle de la soupape EGR 26 afin d'assurer le fonctionnement du moteur avec un taux EGR élevé. Dans cette commande, en outre, l'agent réducteur est délivré dans le gaz d'échappement en utilisant le dispositif d'alimentation de réducteur 60 pour provoquer la génération de chaleur du convertisseur catalytique 52 et augmenter, par cet effet, la température du lit du convertisseur catalytique 52 immédiatement.
En conformité avec le mode de réalisation, pour obtenir le fonctionnement du moteur avec un taux EGR élevé, le taux EGR est grandement modifié pour effectuer le chauffage préalable du convertisseur catalytique 52 comme décrit précédemment.
La Fig. 3 est un organigramme montrant un programme de commande qui est effectué lorsqu'un indicateur indicatif d'une exigence pour récupérer le convertisseur catalytique 52 (le filtre à particule) est ACTIVE à savoir lorsqu'il est requis d'enlever des matières particulaires telles que de la suie. Ci-après, une commande de taux EGR dans le mode de réalisation sera décrite sur la base de la commande de chauffage préalable du catalyseur et de la commande de combustion à faible température en référence à la Fig. 3.
Tout d'abord, l'UCE 30 détermine à l'étape S101 s'il faut ou non effectuer la commande de chauffage préalable du catalyseur sur la base des sorties des capteurs respectifs lorsque l'indicateur de recouvrement a été activé. Dans cette étape, plus spécifiquement, l'UCE 30 détermine si les conditions pour effectuer la commande de chauffage
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préalable du catalyseur ont été satisfaites sur la base de la rotation du moteur, de la quantité d'ouverture d'accélérateur, de la température de gaz d'échappement, et ainsi de suite, détectées par les capteurs correspondant.
Les conditions pour effectuer la commande de chauffage préalable de catalyseur requiert : (1) la vitesse de rotation du moteur est égale ou inférieure à une vitesse de rotation prédéterminée et la quantité d'enfoncement de la pédale d'accélérateur 40 est égale ou inférieure à une quantité prédéterminée (à savoir la charge du moteur est faible) et (2) la température du gaz d'échappement s'écoulant hors du convertisseur catalytique 52 est égale ou inférieure à une première température établie (à savoir, le convertisseur catalytique 52 n'a pas été activé). Lorsque les conditions (1) et (2) sont toutes deux satisfaites, la commande de chauffage préalable du catalyseur est effectuée pour augmenter la température du convertisseur catalytique 52 (étape S102).
Ici, l'exigence précédente destinée à assurer la faible charge de moteur (condition 1) est effectué pour la nécessité de fermer l'obturateur papillon d'admission 13 du tuyau d'admission 9 pendant la commande de chauffage préalable du catalyseur. Ceci revient à dire que si l'obturateur papillon d'admission 13 est fermé lorsque le moteur fonctionne sous une charge élevée, il peut induire une diminution significative de la sortie du moteur, amenant à un choc de couple. A côté de cela, l'exigence consistant à assurer que la température du gaz d'échappement s'écoulant hors du convertisseur catalytique 52 soit égale ou inférieure à la première température établie (condition 2) est effectuée pour la raison suivante. A savoir, dans un cas où la température du gaz d'échappement s'écoulant hors du convertisseur catalytique 52 est suffisament élevée, il n'est pas nécessaire d'effectuer la commande de chauffage préalable du
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catalyseur du fait que le convertisseur catalytique 52 a été activé. Dans le mode de réalisation, la première température établie est établie à approximativement 150 C. ainsi, dans le mode de réalisation, lorsque la température du gaz d'échappement est inférieure à 150 C, l'UCE 30 détermine s'il est nécessaire d'effectuer la commande de chauffage préalable du catalyseur.
Ensuite, à l'étape S102, la quantité d'ouverture de la soupape EGR 26 est ajustée à une quantité prédéterminée et la quantité d'ouverture de l'obturateur papillon d'admission 13 est réduite tout en surveillant la sortie du capteur de pression d'admission 23 de manière à commander le taux EGR et à obtenir ainsi le fonctionnement du moteur avec un taux EGR élevé. Ceci revient à dire qu'une commande à rétro-action de l'obturateur papillon d'admission 13 est effectuée pour obtenir un taux EGR désiré en utilisant la pression dans le tuyau d'admission 9 comme paramètre.
Comme décrit précédemment, le taux EGR est commandé en utilisant l'obturateur papillon d'admission 13, plutôt qu'en utilisant la soupape EGR 26. Ceci provient des raisons suivantes : (1) le taux EGR peut être grandement modifié sans changer la quantité de gaz totale (quantité de gaz EGR + quantité d'air) plus que nécessaire (2) la quantité introduite de gaz EGR peut être relativement accrue, etc.
De même, la pression dans le tuyau d'admission 9 est utilisée comme paramètre en raison de la raison suivante : (3) une fiabilité suffisante de la commande à recirculation peut être assurée.
Le taux EGR est défini comme"quantité de gaz EGR/ (quantité de gaz EGR + quantité d'air)", en conséquence, il est possible d'obtenir un taux EGR désiré en changeant le rapport relatif entre la quantité de gaz EGR et la quantité d'air. Avec une faible quantité d'air, à savoir avec un taux EGR élevé, même si la quantité de gaz
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EGR est modifiée dans la commande, elle influence différence le taux EGR pour changer.
Au contraire, lorsque la quantité d'air est commandée, le taux EGR change grandement en synchronisation avec des changements de la quantité d'air. Ceci revient à dire que le taux EGR peut être grandement modifié en changeant légèrement la quantité d'air et qu'il est, en conséquence, possible d'obtenir un taux EGR désiré sans réduire la quantité totale du gaz à utiliser par la combustion du moteur (correspondant à la raison (1) décrite précédemment). Ainsi, une pression de compression suffisante peut être assurée dans les procédés de compression de sorte que les problèmes résultant de la pression de compression réduite, tel qu'un raté et une diminution de la sortie du moteur, peuvent être évités.
D'un point de vue différence de la description précédemment, lorsque le taux EGR est modifié en commandant la soupape EGR 26, sa quantité de commande a besoin d'être importante. En conséquence, il est inévitable dans certains cas de réduire de manière importante la quantité de gaz EGR, ce qui peut gêner une augmentation suffisante de la température des gaz d'échappement. Par ailleurs, lorsque le taux EGR est modifié en utilisant l'obturateur papillon d'admission 13, un taux EGR désiré peut être obtenu sans réduire la quantité introduite du gaz EGR (quantité de gaz EGR). Lorsque le taux EGR est commandé en utilisant l'obturateur papillon d'admission 13, en conséquence, la quantité de gaz EGR (la quantité introduite de gaz EGR) peut être relativement accrue comparée à lorsque le taux EGR est commandé en utilisant la soupape EGR 26 (correspondant à la raison (2) décrite précédente), il est ainsi possible d'augmenter encore la température du gaz d'échappement.
En ce qui concerne la fiabilité de la commande à rétro-action, lorsque la commande de chauffage préalable du
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catalyseur est effectuée, la quantité d'air circulant dans le tuyau d'admission 9 décroît grandement à mesure que la quantité d'ouverture de l'obturateur papillon d'admission 13 réduit. A cet instant, le débit de l'air décroît en dessous de la limite de mesure du dispositif de mesure de l'écoulement d'air 11. Dans ce cas, la précision de l'estimation de la quantité d'air par utilisation du dispositif de mesure de l'écoulement d'air 11 décroît, il devient, en conséquence, difficile de commander précisément le taux EGR. Dans le mode de réalisation, toutefois, la quantité d'air requise dans la commande du taux EGR est estimée sur la base de changement de pression dans le tuyau d'admission 9, plutôt qu'en fonction du débit de l'air, la commande à rétro-action du taux EGR est, en conséquence, précisément effectuée même lors de la commande de chauffage préalable du catalyseur lorsque la quantité d'air est faible (correspondant à la raison 3 décrite précédemment).
Dans le mode de réalisation, en conséquence, une quantité d'admission prédéterminée, que l'on appelle ainsi dans l'invention, est établie à une quantité d'admission d'air obtenue à mesure que la quantité d'ouverture de l'obturateur papillon d'admission 13 se réduit.
Dans le mode de réalisation, dans le même temps, le capteur de pression d'admission 23 est adapté pour mesurer la pression dans le tuyau d'admission 9 en utilisant la pression dans un état de vide (une pression absolue) comme sa pression de référence, en conséquence, une précision de mesure suffisante peut être obtenue même si le débit de l'air est très faible. Dans le mode de réalisation, en outre, des changements de pression ambiante peuvent être réfléchis au niveau de l'estimation de la quantité d'air, en conséquence, une précision significativement élevée peut être obtenue comparée à lorsque la quantité d'air est estimée sur la base de la sortie du débitmètre d'air 11. Ainsi, la combustion du moteur peut être maintenue stable
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même pendant la combustion du moteur avec un taux EGR élevé, lorsque le moteur est forcé à fonctionner dans des conditions sévères comme précédemment décrit.
Comme décrit précédemment, à l'étape S102, en effectuant la commande à rétro-action de l'obturateur papillon d'admission 13 sur la base de la pression du tuyau d'admission 9, un taux EGR désiré est obtenu sans réduire la quantité totale du gaz à utiliser dans une combustion de moteur et la quantité introduite du gaz EGR. En conséquence, même lorsque la quantité d'air à utiliser dans la combustion du moteur se réduit de manière importante, une combustion du moteur stable peut être assurée et une diminution de la température de gaz d'échappement peut être supprimée.
Par la suite, lorsqu'il est déterminé à l'étape S103 que la température du convertisseur catalytique 52 a atteint une seconde température établie, l'UCE 30 avance à l'étape S104 pour effectuer une commande de combustion à faible température. Lorsqu'il est déterminé à l'étape S103 que la température du convertisseur catalytique 52 n'a pas encore atteint la seconde température établie, à l'inverse, l'UCE 30 continue à effectuer la commande de chauffage préalable du catalyseur en répétant l'étape S102. Sûrement, la seconde température établie a besoin d'être établie plus élevée que la première température. Dans le mode de réalisation, la seconde température établie est établie à environ 180 C, qui est, de manière présumée, suffisament élevée pour assurer que la température du convertisseur catalytique 52 ait atteint sa température d'activation.
A l'étape S104, la commande à rétro-action de l'obturateur papillon d'admission 13 est effectuée sur la base de la pression du tuyau d'admission 9 à l'étape S102 décrite précédemment. L'avantage obtenu en effectuant la commande à rétro-action de l'obturateur papillon d'admission 13 est comme mentionné dans la description
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précédente concernant la commande du chauffage préalable du catalyseur et, en conséquence, ne sera pas de nouveau décrite.
L'UCE 30 détermine ensuite à l'étape S105 si la température du gaz d'échappement s'écoulant hors du convertisseur catalytique 52 a atteint une troisième température établie, une température à laquelle les matières particulaires telles que la suie peuvent être oxydées et ainsi enlevées. Si la température de gaz d'échappement a atteint la troisième température établie, une quantité appropriée de l'agent de réduction destinée à réduire les matières particulaires est délivrée au gaz d'échappement pour oxyder (brûler) les matières particulaires (étape S106).
Dans le premier de commande, comme décrit précédemment, la commande de chauffage préalable du catalyseur et la commande de combustion à faible température sont effectuées pour oxyder (brûler) et ainsi enlever les matières particulaires piégées sur le convertisseur catalytique 52 en augmentant la température du convertisseur catalytique 52 immédiatement.
Après l'étape S106, une commande de récupération d'empoisonnement de SOx est effectuée à l'étape S107 et le programme est ensuite fini."L'empoisonnement de SOx"est un phénomène où des oxydes de soufre (SOx) contenus dans le gaz d'échappement sont convertis en hydrosulfates (BaS04) et sont accumulés dans le convertisseur catalytique 52 réduisant ainsi sa capacité de purification de gaz d'échappement.
La commande de récupération d'empoisonnement de SOx consiste à récupérer la capacité de purification de gaz d'échappement du convertisseur catalytique 52 en libérant les hydrosulfates (BaS04) qui y sont accumulés. Pour libérer les hydrosulfates (BaS04). l'agent réducteur est délivré dans le gaz d'échappement tout en maintenant la température
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du convertisseur catalytique 52 à 500 C ou plus. Dans la commande d'empoisonnement de SOx, plus spécifiquement, la pyrolyse d'hydrosulfates (BaS04) est accélérée et les hydrosulfates pyrolysés (BaS04) sont libérés en étant gazéifiés par l'intermédiaire de réaction avec un réducteur tels que des hydrocarbures (HC) et des monoxyde de carbone (CO). Dans le programme de commande, à savoir, la commande de récupération de l'empoisonnement de SOx est effectuée en utilisant la température du convertisseur catalytique 52 rendu égale ou supérieure à 500 C par la commande de combustion à faible température. Dans le même temps, l'étape S105 n'a pas toujours besoin d'être mise en oeuvre et, en conséquence, la nécessité de ce procédé peut être déterminée lorsque cela est approprié, en conséquence, la nécessité de ce procédé peut être déterminé lorsque cela est approprié.
Les étapes précédemment décrites sont mises en oeuvre si une détermination positive est effectuée à l'étape S101.
Si une détermination négative est effectuée à cette étape, à l'inverse, l'UCE 80 met en oeuvre des procédés comme suit.
Tout d'abord, lorsque une détermination négative est effectuée à l'étape S101, l'UCE 30 détermine à l'étape S108 s'il faut ou non effectuer la commande de combustion à faible température.
A l'étape S108, la commande de combustion à faible est déterminée comme étant à exécuter lorsque les conditions d'exécution suivantes sont satisfaites : (1) la vitesse de rotation du moteur est égale ou inférieure à une vitesse de rotation prédéterminée et la quantité d'enfoncement de la pédale d'accélérateur 40 est égale ou inférieure à une quantité prédéterminée (à savoir la charge du moteur est faible) et (2) la température du gaz d'échappement éjecté du convertisseur catalytique 52 a atteint la seconde température établie (à savoir le convertisseur catalytique
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52 a été activé). Lorsque ces conditions (1) et (2) sont toutes deux satisfaites, l'UCE 30 avance à l'étape S104 pour effectuer la commande de combustion à faible température et délivrer l'agent réduction pour oxyder et enlever ainsi les matières particulaires. Ceci revient à dire que les procédés des étapes S104 à S106 sont
Figure img00390001

effectuées comme décrit précédemment.
A l'inverse, lorsqu'une détermination négative est effectuée à l'étape S108, ceci signifie que l'UCE 30 juge que soit la commande de chauffage préalable du catalyseur soit la commande de combustion à faible n'est pas nécessaire ou est difficile à effectuer. Dans ce cas, l'UCE 30 met en oeuvre la commande EGR correspondant à l'état de fonctionnement normal (étape S109) sans effectuer soit la commande de chauffage préalable du catalyseur soit la commande de combustion à faible température et, par la suite, finit le programme.
"La commande EGR correspondant à l'état de fonctionnement normal"précédent est une commande destinée à obtenir un taux EGR approprié afin de supprimer la génération des oxydes d'azote (NOx).
Le taux EGR cible dans cette commande EGR est faible comparé à celui obtenu pendant la commande de chauffage préalable du catalyseur et la commande de combustion à faible température.
Dans l'état de fonctionnement normal, l'obturateur papillon d'admission 13 est sensiblement complètement ouvert pour assurer qu'une quantité suffisante d'air d'admission soit délivrée aux chambres de combustion respectives, et la quantité d'ouverture de la soupape EGR 26 est corrigée tout en surveillant la sortie du débitmètre d'air 11 de manière à obtenir un taux EGR désiré. Ceci revient à dire qu'une commande à rétro-action de la soupape EGR 26 est effectuée en utilisant le débit de l'air
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circulant dans le tuyau d'admission 9 comme paramètre pour obtenir le taux EGR désiré.
Dans l'état de fonctionnement normal, le taux EGR est commandé en utilisant la soupape EGR 26 pour les raisons suivante : (1) le taux EGR peut être grandement modifié sans réduire la quantité d'air à utiliser dans la combustion du moteur, (2) la quantité d'air à utiliser dans la combustion du moteur peut être relativement accrue, etc.
De même, la pression dans le tuyau d'admission 9 est utilisée comme paramètre pour la raison suivante : (3) la réponse de la commande à rétro-action peut être améliorée.
Comme décrit précédemment, le taux EGR est défini comme"quantité de gaz EGR/ (quantité de gaz EGR + quantité d'air)". Dans un cas où une quantité suffisante d'air est assurée (lorsque le taux EGR cible est faible), une grande quantité de changement du taux EGR peut être obtenue en commandant la quantité de gaz EGR comparée à celle obtenue en commandant la quantité d'air (correspondant à la raison (1) décrite précédemment).
D'un point de vue différent de la description précédente, lorsque le taux EGR est modifié en commandant l'obturateur papillon d'admission 13, sa quantité de commande a besoin d'être importante. Ainsi, dans certains cas, le débit de l'air à utiliser dans la combustion du moteur peut grandement se réduire et il peut provoquer la génération de fumée ou analogues. Par ailleurs, lorsque le taux EGR est modifié en utilisant la soupape EGR 26, un taux EGR désiré peut être obtenu sans réduction de la quantité d'air. ainsi, lorsque le taux EGR est commandé en utilisant la soupape EGR 26, la quantité d'air est relativement accrue comparée à lorsque le taux EGR est commandé en utilisant l'obturateur papillon d'admission 13 (correspondant à la raison (2) décrite précédemment), et il est, en conséquence, possible de réduire la génération de fumée ou analogues.
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Ci-après, la caractéristique de réponse de la commande à rétro-action sera décrite. En général, la commande à rétro-action basée sur la sortie du débitmètre d'air 11 procure une bonne réponse de commande, puisque la quantité d'air est directement calculée à partir du débit d'air. Dans la commande à rétro-action basée sur la sortie du capteur de pression d'admission 23, par ailleurs, la quantité d'air est indirectement calculée en corrigeant la pression dans le tuyau d'admission 9. Sa caractéristique de réponse devient, en conséquence, quelque pire que celle de la commande à rétro-action basée sur la sortie du débitmètre d'air 11 lorsque le débit d'air est élevé.
Ainsi, dans l'état de fonctionnement du moteur normal lorsque le débit d'air est élevé et que la vitesse de rotation du moteur change grandement et fréquemment, la commande à rétro-action basée sur la sortie du débitmètre d'air 11 procure une précision supplémentaire (correspondant à la raison 2 décrite précédemment).
A l'étape S109, en conséquence, la commande à rétroaction de la soupape EGR 26 est effectuée sur la base du débit de l'air circulant dans le tuyau d'admission 9 pour obtenir un taux EGR désiré sans réduire la quantité à utiliser dans la combustion du moteur et, par cet effet, une optimisation supplémentaire de la commande du taux EGR peut être obtenue.
Il doit être compris que le programme précédemment décrit n'est qu'un mode de réalisation de l'invention, en conséquence, divers changements peut être effectués au niveau des détails du programme lorsque cela est approprié.
Dans le programme précédemment décrit, par exemple, la commande de taux EGR est effectuée sur la base de la commande à rétro-action par l'utilisation de l'obturateur papillon d'admission 13 lors du démarrage soit de la commande de chauffage préalable du catalyseur soit de la commande de la combustion à faible température. Toutefois,
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puisque le taux EGR change graduellement avec le temps après le début de commande de l'obturateur papillon d'admission 13 et de la soupape EGR 26, le cadencement au niveau de la commutation entre la commande à rétro-action utilisant l'obturateur papillon d'admission 13 et celle utilisant la soupape EGR 26 peuvent être corrigés en conformité avec les changements du taux EGR qui se produisent avec le temps.
Le programme peut également être modifié comme suit.
La quantité d'air à utiliser dans une combustion effective du moteur est estimée sur la base du débit d'air circulant dans le passage d'admission, la quantité introduite du gaz EGR, le taux EGR cible, le temps écoulé après la commutation du mode de combustion, et ainsi de suite. Avec un tel agencement, l'UCE 30 est agencé pour démarrer la commande du taux EGR sur la base de la commande à rétroaction utilisant l'obturateur papillon d'admission 13 lorsque la quantité d'air estimée a atteint une valeur prédéterminée. Ceci revient à dire que des détails du programme de commande précédemment décrit peuvent être modifiés tant que la commande du taux EGR peut être effectué sur la base de la commande à rétro-action utilisant l'obturateur papillon d'admission 13 lorsque la quantité d'air a délivré aux chambres de combustion atteint ou devient inférieur à la quantité prédéterminée.
Alors que l'invention est appliquée à un moteur diesel dans le mode de réalisation comme un exemple, il doit être compris que l'invention n'est pas confinée à l'utilisation dans des moteurs diesels mais peut être utilisée dans d'autres moteurs à combustion interne qui comprennent un système EGR et un obturateur papillon d'admission et qui nécessite d'être mise en oeuvre avec une quantité d'air grandement réduite disponible pour la combustion du moteur.
De même, l'obturateur papillon d'admission 13 est utilisé comme un moyen d'exemple pour réduire la quantité
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d'admission dans le mode de réalisation. Toutefois, si un turbo compresseur à déplacement variable est prévu, la quantité d'admission peut être commandée en utilisant le turbo compresseur en plus, ou au lieu, de l'obturateur papillon d'admission 13.
(Second mode de réalisation)
Par la suite, un second mode de réalisation de l'invention sera ci-après décrit. Dans le mode de réalisation, la correction des synchronisations pour injecter le carburant est effectué en plus de la commande du taux EGR, afin de stabiliser encore la combustion du moteur. Ici, s'il faut ou non effectuer la correction et déterminer sur la base de l'humidité de l'air appliquée aux chambres de combustion respectives.
La Fig. 4 est un organigramme montrant un programme de commande destiné à corriger la synchronisation de l'injection du carburant. La correction de la synchronisation de l'injection du carburant sera ci-après décrite en référence à cet organigramme. Dans le même temps, alors que la correction de la synchronisation de l'injection du carburant est effectuée comme commande indépendante dans le second mode de réalisation, elle peut être effectuée comme une partie du programme de commande de chauffage préalable du catalyseur et du programme de commande de combustion à faible température.
Dans ce programme, l'UCE 30 détermine tout d'abord à l'étape S201 si au moins un parmi la commande du chauffage préalable du catalyseur et la commande de combustion à faible température a été démarrée. Si une détermination positive est effectuée à cette étape, l'UCE 30 avance à l'étape S202 pour estimer si l'humidité de l'air à délivrer aux chambres de combustion est égale ou inférieure à une humidité prédéterminée. A l'inverse, si une détermination négative est effectuée à let S201, à savoir si l'UCE 30 détermine si ni la commande de chauffage préalable du
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catalyseur ni la commande de combustion à faible température ne doit être effectuée en conformité avec cette circonstance, le programme de commande est terminé.
En ce qui concerne l'estimation de l'humidité à l'étape S202, une augmentation d'humidité est déterminée lorsqu'un interrupteur (non représenté) d'essuie-glace est mis en oeuvre. Plus spécifiquement, lorsque l'interrupteur d'essuie-glace est mis en oeuvre, l'UCE 30 détermine que le véhicule se déplace sous la pluie et effectue le procédé dans l'étape suivante pour corriger la synchronisation de l'injection du carburant.
Lorsque l'UCE 30 détermine à l'étape S202 une diminution d'humidité sur la base du fonctionnement de l'interrupteur de l'essuie-glace, l'estimation de l'humidité peut être effectuée par un autre agencement de dispositifs et d'appareils. A titre d'exemple, il est possible d'estimer l'humidité sur la base de la sortie d'un capteur d'humidité et, également de déterminer l'humidité à partir de l'humidité sur les surfaces de la route capturée par une caméra de surveillance de la surface de la route embarquée, ou des informations météorologiques transmises via le VICS (système de communication d'information de véhicule). Ceci revient à dire que le moyen de détection d'humidité n'est seulement nécessaire que pour être capable de détecter une diminution d'humidité. toutefois, il est préférable d'utiliser le moyen de détection d'humidité constituée d'un dispositif ou appareil embarqué tel qu'un interrupteur d'essuie-glace, une caméra de surveillance de surface de route, et le VICS.
Ensuite, l'UCE 30 effectue une correction d'avance de la synchronisation de l'injection de carburant de manière à optimiser la synchronisation de l'injection de carburant à l'étape S203 et, ensuite, finit le programme. Le moyen de correction de synchronisation de l'injection de carburant dans le second mode de réalisation de l'invention est
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agencé comme décrit précédemment. Dans le même temps, l'humidité prédéterminée dans le mode de réalisation est équivalente à une température avec laquelle la combustion du moteur devient facilement instable pendant la commande de chauffage préalable du catalyseur ou la commande de combustion à faible température.
De même, si nécessaire, la correction d'avance de la synchronisation de l'injection du carburant sur la base de l'humidité peut être modifiée de manière à, par exemple, avancer la synchronisation d'une quantité basique prédéterminée ou d'accroître sa quantité d'avance en conformité avec l'humidité.
Dans cette commande, comme décrit précédemment, la correction d'avance d'humidité est effectuée lorsque la quantité d'air circulant dans le passage d'admission est faible et que l'humidité est égale ou inférieure à la quantité prédéterminée tel que pendant la commande de chauffage préalable de catalyseur ou la commande de combustion à faible température. Ainsi, un raté résultant de l'effet endothermique des humidités (teneur en eau) ou une augmentation lente de la pression de compression peuvent être empêchées et une combustion du moteur stable peut être assurée même lorsque le moteur est forcé à fonctionner dans des conditions sévères telles que pendant la commande de chauffage préalable du catalyseur ou la commande de combustion à faible température.
Dans l'invention, en conséquence, une combustion du moteur stable peut être assurée même lorsque la quantité d'air à utiliser dans la combustion du moteur se réduit de manière significative en raison de changement de l'état de fonctionnement du moteur. De même, il est possible d'empêcher la température du gaz d'échappement de diminuer tout en assurant une combustion du moteur suffisament stable dans un état de fonctionnement du moteur où la température du gaz d'échappement nécessite d'être accrue.
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Un système de commande d'émission pour un moteur à combustion interne est procuré, qui comporte un obturateur papillon d'admission (13) et une soupape EGR (26) et est adaptée pour obtenir un taux EGR approprié pour une condition de fonctionnement requise en effectuant des commandes à rétro-action de l'obturateur papillon d'admission (13) et de la soupape EGR (26). Lorsque la quantité d'ouverture de l'obturateur papillon d'admission (13) est importante et que la quantité d'admission est, en conséquence, importante l'obturateur papillon d'admission (13) est commandé en conformité avec la sortie d'un débitmètre d'air (11). Lorsque la quantité d'ouverture de l'obturateur papillon d'admission (13) est faible et que la quantité d'admission est, en conséquence, faible, la commande est commutée pour ouvrir ou fermer l'obturateur papillon d'admission (13) sur la base de la sortie d'un capteur de pression d'admission (23). De même, lorsque la quantité d'air à utiliser dans la combustion du premier est faible et que l'humidité est élevée, une correction d'avance de la synchronisation de l'injection du carburant est effectuée.

Claims (8)

  1. REVENDICATIONS 1. Système de commande d'émission pour un moteur à combustion interne, comprenant : un moyen de détection de quantité d'admission (11) pour détecter une quantité d'admission ; un obturateur papillon d'admission (13) pour commander un débit d'air d'admission circulant dans un passage d'admission (8) ; un premier moyen de commande d'obturateur papillon d'admission (11,26, 30, S109) pour ouvrir et fermer l'obturateur papillon d'admission (13) en conformité avec la quantité d'admission détectée par le moyen de détection de quantité d'admission ; un passage de re-circulation de gaz d'échappement (25) pour faire re-circuler une partie d'un gaz d'échappement éjecté d'un moteur à combustion interne (1) vers un système d'admission du moteur à combustion interne (1) ; une soupape de re-circulation de gaz d'échappement (26) pour ajuster un débit d'un gaz d'échappement circulant dans le passage de re-circulation de gaz d'échappement (25) ; un moyen de commande de soupape de re-circulation de gaz d'échappement (30) pour ouvrir et fermer la soupape de recirculation de gaz d'échappement sur la base de l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne (1) ; un catalyseur NOx du type stockage-réduction (52a) disposé dans un passage de gaz d'échappement (19) du moteur à combustion interne (1) ;
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    un moyen d'alimentation de réducteur (60) pour délivrer un agent réducteur au catalyseur de NOx du type stockageréduction (52a) ; et un moyen de détermination (30, S105) pour déterminer s'il faut ou non délivrer un agent réducteur sur la base de l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne (1), le système de commande d'émission étant disposé pour délivrer un agent de réduction à partir du moyen d'alimentation de réducteur (60) lorsque le moyen de détermination (30) détermine de délivrer l'agent réducteur, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre : un moyen de détection de pression d'admission (23) adapté pour détecter une pression dans le passage d'admission (8) ; et un second moyen de commande d'obturateur papillon d'admission (23,26, 30, S102, S104) pour ouvrir et fermer l'obturateur papillon d'admission (13) en conformité avec une pression dans le passage d'admission (8) détecté par le moyen de détection de pression d'admission (23) lorsque la quantité d'admission détectée par le moyen de détection de quantité d'admission est inférieure à une quantité d'admission prédéterminée.
  2. 2. Système de commande d'émission selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre : un moyen de détection d'humidité pour détecter une humidité dans le passage d'admission (8) ; un moyen de correction de synchronisation d'injection (30, S203) pour effectuer une correction d'avance d'une synchronisation d'injection de carburant du moteur à combustion interne (1) lorsqu'une quantité d'admission
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    détectée par le moyen de détection de quantité d'admission (11) est inférieure à une quantité d'admission prédéterminée et que l'humidité détectée par le moyen de détection d'humidité est égale ou supérieure à une humidité prédéterminée.
  3. 3. Système de commande d'émission pour un moteur à combustion interne (1), comprenant : un moyen de détection de quantité d'admission (11) pour détecter une quantité d'admission ; un obturateur papillon d'admission (13) pour commander un débit d'une quantité d'air circulant dans un passage d'admission (8) ; un premier moyen de commande d'obturateur papillon d'admission (11,26, 30, S109) pour ouvrir et fermer l'obturateur papillon d'admission (13) en conformité avec la quantité d'admission détectée par le moyen de détection de quantité d'admission ; un passage de re-circulation de gaz d'échappement (25) pour faire re-circuler une partie des gaz d'échappement éjectés du moteur à combustion interne (1) vers un système d'admission du moteur à combustion interne (1) ; une soupape de re-circulation de gaz d'échappement (26) pour ajuster un débit d'un gaz d'échappement circulant dans le passage de re-circulation de gaz d'échappement (25) ; un moyen de commande de soupape de re-circulation de gaz d'échappement (30) pour ouvrir et fermer la soupape de recirculation de gaz d'échappement (26) sur la base d'un état de fonctionnement du moteur à combustion interne (1) ;
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    un catalyseur de NOx du type stockage-réduction (52a) disposé dans un passage de gaz d'échappement (19) du moteur à combustion interne (1) un moyen d'alimentation en réducteur (60) pour délivrer un agent réducteur au catalyseur de NOx du type stockageréduction (52a) ; et un moyen de détermination (30, S105) pour déterminer s'il faut ou non délivrer un agent réducteur sur la base de l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne (1), le système de commande d'émission étant disposé pour délivrer un agent réducteur à partir du moyen d'alimentation en réducteur (60) lorsque le moyen de détermination (30) détermine de délivrer l'agent réducteur, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre : un moyen de détection d'humidité pour détecter une humidité dans le passage d'admission (8) ; un moyen de correction de synchronisation d'injection (30, S203) pour effectuer une correction d'avance d'une synchronisation d'injection de carburant du moteur à combustion interne (1) lorsque la quantité d'admission détectée par le moyen de détection de quantité d'admission (11) est inférieure à une quantité d'admission prédéterminée et que l'humidité détectée par le moyen de détection d'humidité est égale ou supérieure à une humidité prédéterminée.
  4. 4. Système de commande d'émission selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que : le moyen de détection d'humidité est adapté pour détecter une humidité lorsqu'un essuie-glace fonctionne.
    <Desc/Clms Page number 51>
  5. 5. Procédé de commande d'émission pour un moteur à
    Figure img00510001
    combustion interne (1), comprenant les étapes consistant à : détecter une quantité d'admission (11) ; commander la quantité d'admission en ouvrant et fermant un obturateur papillon d'admission (13) en conformité avec la quantité d'admission détectée ; faire re-circuler une partie d'un gaz d'échappement éjecté du moteur à combustion interne (1) vers un système d'admission du moteur à combustion interne (1) via un passage de re-circulation de gaz d'échappement (25) ; ajuster un débit d'un gaz d'échappement circulant dans le
    Figure img00510002
    passage de re-circulation de gaz d'échappement (25) au moyen d'une soupape de re-circulation de gaz d'échappement (26) ; ouvrir et fermer la soupape de re-circulation de gaz d'échappement (26) sur la base d'un état de fonctionnement du moteur à combustion interne (1) ; déterminer s'il faut ou non délivrer un agent réducteur sur la base de l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne (1) ; et délivrer un agent réducteur à partir du moyen d'alimentation en réducteur (60) à un catalyseur de NOx du type stockage-réduction (52a) lorsqu'il est déterminé de délivrer l'agent réducteur, le procédé de commande d'émission étant caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, les étapes consistant à : détecter une pression dans le passage d'admission (8) ;
    <Desc/Clms Page number 52>
    détecter une pression d'admission et commander un débit de l'air d'admission en ouvrant et fermant l'obturateur papillon d'admission (13) en conformité avec la pression détectée dans le passage d'admission (8) lorsque la quantité d'admission détectée est inférieure à une quantité d'admission prédéterminée ; et commander le débit de l'air d'admission en ouvrant et fermant l'obturateur papillon d'admission (13) en conformité avec la quantité d'admission lorsque la quantité d'admission détectée est égale ou supérieure à la quantité d'admission prédéterminée.
  6. 6. Procédé de commande d'émission selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, les étapes consistant à : détecter une humidité dans le passage d'admission (8) ; et effectuer une correction d'avance de la synchronisation d'injection du carburant du moteur à combustion interne (1) lorsque la quantité d'admission détectée est inférieure à une quantité d'admission prédéterminée et que la quantité détectée est égale ou supérieure à une humidité prédéterminée.
  7. 7. Procédé de commande d'émission pour un moteur à combustion interne (1), comprenant les étapes consistant à détecter une quantité d'admission (11) ; commander la quantité d'admission en ouvrant et en fermant l'obturateur papillon d'admission (13) en conformité avec la quantité d'admission détectée ; faire re-circuler une partie d'un gaz d'échappement éjecté du moteur à combustion interne (1) vers un système
    <Desc/Clms Page number 53>
    passage de re-circulation de gaz d'échappement (25) au moyen d'une soupape de re-circulation de gaz d'échappement (26) ; ouvrir et fermer la soupape de re-circulation de gaz d'échappement (26) sur la base d'un état de fonctionnement du moteur à combustion interne (1) ; déterminer s'il faut ou non délivrer un agent réducteur sur la base de l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne (1) ; et délivrer un agent réducteur à partir d'un moyen d'alimentation en réducteur (60) vers un catalyseur de NOx du type stockage-réduction (52a) lorsqu'il est déterminé de délivrer l'agent réducteur, le procédé de commande d'émission étant caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, les étapes consistant à : détecter une humidité dans le passage d'admission (8) ; effectuer une correction d'avance de la synchronisation d'injection de carburant du moteur à combustion interne (1) lorsque la quantité d'admission détectée est inférieure à une quantité d'admission prédéterminée et que l'humidité détectée est égale ou supérieure à une humidité prédéterminée.
    Figure img00530001
    d'admission du moteur à combustion interne (1) via un passage de re-circulation de gaz d'échappement (25) ; ajuster un débit d'un gaz d'échappement circulant dans le
  8. 8. Procédé de commande d'émission selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que : l'humidité est détectée lorsqu'un essuie-glace fonctionne.
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