FR2948418A3 - Procede de gestion de la purge d'un piege a oxydes d'azote. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de gestion de la purge d'un piège à oxydes d'azote de moteur de véhicule automobile, comprenant des étapes consistant à : - établir une première richesse du moteur, inférieure à un, sensiblement constante, - émettre un signal de lancement de purge, - modifier la richesse du moteur selon une fonction temporelle (f(t)) donnée, pendant un délai (D) donné, et - établir de nouveau la première richesse du moteur à la fin du délai (D) donné. Selon l'invention, pendant le délai donné, la fonction temporelle (f(t)) donnée est une fonction décroissante entre une valeur initiale (Rn) et une valeur finale (Rm) de richesse du moteur correspondant respectivement au début (Di) et à la fin (Df) du délai (D).
Description
PROCEDE DE GESTION DE LA PURGE D'UN PIEGE A OXYDES D'AZOTE.
La présente invention concerne le domaine de la dépollution diesel. Afin de répondre à la baisse des seuils admis pour les émissions de gaz polluants des véhicules automobiles, des systèmes de post-traitement des gaz de plus en plus complexes sont disposés dans la ligne d'échappement des moteurs à mélange pauvre. Ceux-ci permettent de réduire notamment les émissions de particules et d'oxydes d'azote (NOx) en plus du monoxyde de carbone (CO) et des hydrocarbures imbrûlés (HC). Contrairement à un catalyseur d'oxydation traditionnel, ces systèmes fonctionnent de manière discontinue ou alternative, c'est à dire qu'en fonctionnement normal ils piègent les polluants et ne les traitent que lors de phases de régénération. Ainsi pour être régénérés, ces pièges, dits pièges à NOx ou NOx Trap , nécessitent des modes de combustion spécifiques afin de garantir des niveaux thermique et/ou de richesse nécessaires.
L'utilisation de pièges à oxydes d'azote sur des moteurs diesel à combustion interne fonctionnant en mélange pauvre est déjà connue. Elle permet d'éviter le rejet d'oxydes d'azote (NOx) à la sortie de l'échappement. Ces NOx sont produits par la combustion d'un mélange pauvre (excès d'air) dans la chambre de combustion. Autrement dit, la richesse à l'admission est inférieure à 1, valeur correspondant au mélange stoechiométrique.
Au cours du fonctionnement du moteur, un piège à oxydes d'azote capte en continu les oxydes d'azote contenus dans les gaz d'échappement produits par le moteur. Il est donc nécessaire de régénérer périodiquement le piège pour le décharger, ce qui s'effectue par une opération dite de purge, 15 20 au cours de laquelle les oxydes d'azote sont réduits. Cette purge doit s'effectuer de manière périodique, en commandant temporairement une augmentation de la richesse des gaz d'échappement en amont du NOx trap, telle qu'elle soit supérieure à 1, par l'injection de carburant. Cette stratégie d'injection spécifique peut faire intervenir l'injection de réducteurs (HC, CO et H2) tardive dans les cylindres (pendant la phase de détente) et/ou l'injection directement à l'échappement par un injecteur additionnel.
Plus précisément, l'invention concerne selon un premier de ses aspects, un procédé de gestion de la purge d'un piège à oxydes d'azote de moteur de véhicule automobile, comprenant des étapes consistant à : - établir une première richesse du moteur, de préférence inférieure à un et sensiblement constante émettre un signal de lancement de purge, - modifier la richesse du moteur selon une fonction temporelle donnée, pendant un délai donné, et - établir de nouveau la première richesse du moteur à la fin du délai donné.
Toutefois, les zones où l'on peut réaliser une purge du piège à NOx dans de bonnes conditions, définies par les 25 conditions moteur, sont limitées par la durée de cette purge. En fonction des conditions de roulage, il existe relativement peu d'opportunités pour réaliser ces purges.
La présente invention propose une solution visant à 30 réduire le temps de la purge d'un piège à NOx afin d'augmenter la fréquence de ces opportunités de réalisation de purges, et de ne plus être limité par les zones actuelles. Avec cet objectif en vue, le dispositif selon l'invention, par ailleurs conforme au préambule cité ci- 10 avant, est essentiellement caractérisé en ce que, pendant le délai donné, la fonction temporelle donnée est une fonction décroissante entre une valeur initiale et une valeur finale de richesse du moteur correspondant respectivement au début et à la fin du délai.
Dans un mode de réalisation, la fonction temporelle donnée est une fonction de type logarithmique, asymptotique, trigonométrique, ou polynomiale. Dans un mode de réalisation, la fonction temporelle donnée est une fonction affine.
Dans un mode de réalisation, la fonction temporelle 15 donnée est une fonction monotone.
Dans un mode de réalisation, la fonction temporelle donnée est une fonction en escalier.
20 Dans un mode de réalisation, la fonction temporelle donnée comprend deux paliers.
Dans un mode de réalisation, la valeur initiale de richesse du moteur est comprise dans l'ensemble [1,055 ; 1,2] 25 et/ou la valeur finale de richesse du moteur est comprise dans l'ensemble [1,01 ; 1,05].
Dans un mode de réalisation, la valeur initiale de richesse du moteur est égale à 1,075 et/ou la valeur finale 30 de richesse du moteur est égale à 1,05.
Selon un autre de ses objets, l'invention concerne un programme d'ordinateur, comprenant des instructions de code de programme pour l'exécution des étapes du procédé selon l'invention, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.
L'invention concerne également un véhicule automobile 5 équipé d'un processeur susceptible d'exécuter le programme d'ordinateur selon l'invention.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la 10 description suivante donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif et faite en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 illustre un mode de réalisation du procédé selon l'art antérieur, 15 - la figure 2 illustre un mode de réalisation du procédé selon l'invention, et - la figure 3 illustre une pluralité de formes de la fonction temporelle de la richesse lors d'une purge selon l'invention. 20 Comme vu précédemment, il est nécessaire de purger régulièrement un piège à oxydes d'azote afin de pouvoir à nouveau stocker les oxydes d'azote qu'un moteur génère lors de fonctionnement en mélange pauvre (richesse < 1). 25 En effet dans ce cas, la combustion s'effectue avec un excès d'oxygène. Elle génère des polluants tels que les oxydes d'azote NOx et les particules. Ces polluants doivent être traités afin de respecter les normes en vigueur. Pour ce faire, il est souhaitable que le moteur passe 30 à un mode de fonctionnement dans lequel celui-ci est alimenté avec une richesse supérieure à 1, afin de générer des réducteurs (notamment HC et CO) nécessaires à la réduction des oxydes d'azote NOx stockés dans le piège.
Classiquement, comme illustré sur la figure 1, un moteur est alimenté par un mélange dont la richesse Rn est sensiblement constante, par exemple Rn = 0,6.
Lors d'une commande de purge, à un moment initial Di, la richesse passe alors pour toute la durée de la purge à une autre valeur Rm constante et supérieure à 1, par exemple Rm = 1,05, pendant une durée ou un délai D donné.
A la fin du délai D, au moment final Df, la richesse repasse alors à la valeur nominale Rn.
Une sonde installée en aval du piège à oxydes d'azote est typiquement utilisée pour détecter la richesse, donc la fin de purge, c'est-à-dire le moment Df ou tous les NOx piégés ont été réduits et à partir duquel on repasse dans une phase de stockage de ces polluants (richesse pauvre de 0,6 par exemple). La durée D de la purge est en fait définie notamment par le chargement en NOx du piège et la richesse utilisée pour les réduire.
Plus la richesse est élevée et plus la durée de purge est réduite. Toutefois, plus la richesse est élevée et plus la quantité de réducteurs produite est élevée, ce qui génère une autre forme de pollution et pénalise la consommation du moteur.
L'invention permet de trouver un compromis entre la 30 vitesse de purge d'un piège à NOx et la quantité de réducteurs produite.
A cette fin, on définit que la fonction temporelle f(t) donnée pendant le délai D donné, modifiant la richesse du moteur est une fonction décroissante sur l'intervalle D, c'est-à-dire qu'elle passe d'une valeur initiale Rm au début Di du délai D à une valeur finale Rn de richesse du moteur à la fin Df du délai D, avec Rm > Rn, Rm > 1 et Rn < 1.
De préférence, la valeur finale Rn de richesse du moteur à la fin Df du délai D est la valeur nominale de richesse, par exemple 0,6. Dans un mode de réalisation, valeur initiale Rm de 10 richesse du moteur au début Di du délai D est égale à 1,075. La fonction décroissante f(t) peut prendre diverses Comme illustrée figure 3 par exemple, f(t) peut être 15 une fonction de type asymptotique [f1 (t) , f5 (t) ] ou polynomiale [f2(t), f4(t)], voire une fonction affine [f3 (t) ] . formes. Selon l'invention la fonction f(t) peut être une 20 fonction monotone au sens large (dérivée négative ou nulle) ou au sens strict (dérivée exclusivement négative), ou une fonction de type logarithmique (par exemple une arche de sinus, non illustrée).
25 Dans un autre mode de réalisation, illustré figure 2, la fonction f(t) de variation de la richesse pendant le délai D est une fonction en escalier, en l'espèce comprenant deux paliers.
30 Dans ce mode de réalisation, la fonction f(t) est constante par palier. Dans un premier palier, entre un temps intermédiaire Dmed et le temps initial Di, la valeur de la richesse est maximale Rml, puis, dans un deuxième palier, entre le temps 35 final Df et le temps intermédiaire Dmed, la valeur de la
25 richesse décroit à une valeur Rm2 pour revenir à la valeur nominale Rn à la fin du délai D.
Dans un autre mode de réalisation, non illustré, le délai D est divisé en plus de deux paliers. Selon le principe précédent, pour chaque palier, la valeur de la richesse est de préférence constante et inférieure à celle du palier précédent. La durée de chaque palier peut être déterminée palier par palier.
Selon l'invention, la valeur de la richesse est supérieure à 1 au moins pendant le premier palier.
Au moins la durée pendant laquelle la richesse est maximale, en l'espèce de 1,075, peut être fixée par rapport à la définition technique de la ligne de post traitement. Elle peut également être adaptée au vieillissement du moteur et/ou du piège. Elle peut également être adaptée à l'état d'empoisonnement au soufre du piège à NOx.
Dans un autre mode de réalisation, non illustré, on peut prévoir de combiner les modes de réalisation précédents. C'est-à-dire que la forme de la fonction f (t) est décroissante sur chaque palier. On peut par ailleurs également prévoir une sortie de purge avant la fin du délai D par exemple lors d'un changement du point de fonctionnement. 30
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Procédé de gestion de la purge d'un piège à oxydes d'azote de moteur de véhicule automobile, comprenant 5 des étapes consistant à : établir une première richesse du moteur, de préférence inférieure à un et sensiblement constante, émettre un signal de lancement de purge, modifier la richesse du moteur selon une fonction 10 temporelle (Ut donnée, pendant un délai (D) donné, et - établir de nouveau la première richesse du moteur à la fin du délai (D) donné, caractérisé en ce que, pendant le délai donné, la fonction 15 temporelle (f(t)) donnée est une fonction décroissante entre une valeur initiale (Rn) et une valeur finale (Rm) de richesse du moteur correspondant respectivement au début (Di) et à la fin (Df) du délai (D). 20
- 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la fonction temporelle (f(t)) donnée est une fonction de type logarithmique, asymptotique ou polynomiale.
- 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la 25 fonction temporelle (f(t)) donnée est une fonction affine.
- 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la fonction temporelle (f(t)) donnée est une fonction monotone.
- 5. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la fonction temporelle (f(t)) donnée est une fonction en escalier. 10 15 20
- 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel la fonction temporelle (f(t)) donnée comprend deux paliers.
- 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 précédentes, dans lequel la valeur initiale (Vi) de richesse du moteur est comprise dans l'ensemble [1,055 ; 1,2] et/ou la valeur finale (Vf) de richesse du moteur est comprise dans l'ensemble [1,01 ; 1,05].
- 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel la valeur initiale (Vi) de richesse du moteur est égale à 1,075 et/ou la valeur finale (Vf) de richesse du moteur est égale à 1,05.
- 9. Programme d'ordinateur, comprenant des instructions de code de programme pour l'exécution des étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.
- 10. Véhicule automobile équipé d'un processeur susceptible d'exécuter le programme d'ordinateur selon la revendication 9.
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