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FR3152293A1 - Method of adjusting the richness in an internal combustion engine - Google Patents

Method of adjusting the richness in an internal combustion engine Download PDF

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FR3152293A1
FR3152293A1 FR2308948A FR2308948A FR3152293A1 FR 3152293 A1 FR3152293 A1 FR 3152293A1 FR 2308948 A FR2308948 A FR 2308948A FR 2308948 A FR2308948 A FR 2308948A FR 3152293 A1 FR3152293 A1 FR 3152293A1
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FR
France
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richness
catalyst
probe
oxygen
setpoint
Prior art date
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Pending
Application number
FR2308948A
Other languages
French (fr)
Inventor
Pascal CESBRON
Sebastien NAESSENS
Julien OSPITAL
Nathalie Villain
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Horse Powertrain Solutions SL
Original Assignee
New H Powertrain Holding SL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by New H Powertrain Holding SL filed Critical New H Powertrain Holding SL
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Priority to PCT/EP2024/073837 priority patent/WO2025045830A1/en
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Abstract

L’invention concerne un procédé de réglage de la richesse d’un mélange d’air frais et de carburant injecté dans une chambre de combustion d’un moteur à combustion interne de type à allumage commandé qui comporte une ligne d’échappement équipée d’un premier catalyseur, d’un second catalyseur situé en aval du premier, ainsi que d’une sonde de richesse amont située en amont du premier catalyseur, d’une sonde de richesse intermédiaire située entre le premier et le second catalyseurs, et d’une sonde de richesse aval située en aval du deuxième catalyseur, le procédé de réglage comprenant : - une étape d’acquisition de la richesse des gaz brûlés mesurée par la sonde amont, - une étape de calcul d’une consigne de richesse (Cλ), et - une étape de détermination d’un paramètre de pilotage (Ti) du moteur à combustion interne pour réguler la richesse des gaz brûlés acquise selon ladite consigne de richesse. Selon l’invention, la consigne de richesse est modifiée selon les valeurs du débit des gaz d’échappement, de la richesse des gaz brûlés mesurée par la sonde intermédiaire et de la richesse des gaz brûlés mesurée par la sonde aval. Figure pour l’abrégé : Fig.3 The invention relates to a method for adjusting the richness of a mixture of fresh air and fuel injected into a combustion chamber of a spark-ignition type internal combustion engine which comprises an exhaust line equipped with a first catalyst, a second catalyst located downstream of the first, as well as an upstream richness probe located upstream of the first catalyst, an intermediate richness probe located between the first and second catalysts, and a downstream richness probe located downstream of the second catalyst, the adjustment method comprising: - a step of acquiring the richness of the burnt gases measured by the upstream probe, - a step of calculating a richness setpoint (Cλ), and - a step of determining a control parameter (Ti) of the internal combustion engine to regulate the richness of the burnt gases acquired according to said richness setpoint. According to the invention, the richness setpoint is modified according to the values of the exhaust gas flow rate, the richness of the burnt gases measured by the intermediate probe and the richness of the burnt gases measured by the downstream probe. Figure for the abstract: Fig.3

Description

Procédé de réglage de richesse dans un moteur à combustion interneMethod of adjusting the richness in an internal combustion engine Domaine technique de l'inventionTechnical field of the invention

La présente invention concerne de manière générale les véhicules automobiles équipés d’un moteur à combustion interne.The present invention relates generally to motor vehicles equipped with an internal combustion engine.

Elle s’applique plus précisément à un moteur à combustion interne de type à allumage commandé qui comporte une ligne d’échappement de gaz brûlés équipée d’un premier catalyseur, d’un second catalyseur situé en aval du premier catalyseur, ainsi que d’une sonde de richesse amont située en amont du premier catalyseur, d’une sonde de richesse intermédiaire située entre le premier et le second catalyseurs, et d’une sonde de richesse aval située en aval du second catalyseur.It applies more specifically to a spark-ignition type internal combustion engine which comprises a burnt gas exhaust line equipped with a first catalyst, a second catalyst located downstream of the first catalyst, as well as an upstream richness sensor located upstream of the first catalyst, an intermediate richness sensor located between the first and second catalysts, and a downstream richness sensor located downstream of the second catalyst.

Elle concerne un procédé de réglage de la richesse d’un mélange d’air frais et de carburant injecté dans la chambre de combustion d’un tel moteur, ce procédé comprenant :
- une étape d’acquisition de la richesse des gaz brûlés mesurée par la sonde amont,
- une étape de calcul d’une consigne de richesse, et
- une étape de détermination d’un paramètre de pilotage du moteur à combustion interne pour réguler la richesse des gaz brûlés acquise selon ladite consigne de richesse,
It relates to a method for adjusting the richness of a mixture of fresh air and fuel injected into the combustion chamber of such an engine, this method comprising:
- a step of acquiring the richness of the burnt gases measured by the upstream probe,
- a step of calculating a richness instruction, and
- a step of determining a control parameter of the internal combustion engine to regulate the richness of the burnt gases acquired according to said richness setpoint,

Elle concerne plus particulièrement un moteur à combustion interne comprenant un calculateur programmé pour mettre en œuvre ce procédé.It relates more particularly to an internal combustion engine comprising a computer programmed to implement this process.

Etat de la techniqueState of the art

On recherche actuellement, dans un cadre législatif toujours plus contraignant et dans un souci de préservation de l'environnement, des solutions techniques permettant d'améliorer le fonctionnement des moteurs à combustion interne, notamment pour réduire la quantité de polluants rejetés dans l'atmosphère.Within an increasingly restrictive legislative framework and with a view to preserving the environment, we are currently seeking technical solutions to improve the operation of internal combustion engines, particularly to reduce the quantity of pollutants released into the atmosphere.

Pour réduire ses émissions polluantes, un moteur à allumage commandé comporte généralement dans sa ligne d'échappement un catalyseur trois voies permettant d'oxyder au moins une partie des hydrocarbures imbrûlés (HC) et du monoxyde de carbone (CO), et de réduire au moins une partie des oxydes d'azote (NOx) qui sont émis dans les gaz de combustion du moteur.To reduce its polluting emissions, a spark-ignition engine generally has a three-way catalyst in its exhaust line to oxidize at least some of the unburned hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO), and to reduce at least some of the nitrogen oxides (NOx) emitted in the engine's combustion gases.

On connaît plusieurs procédés et dispositifs de réglage de la richesse qui visent à améliorer l'efficacité du catalyseur.Several methods and devices for adjusting the richness are known which aim to improve the efficiency of the catalyst.

A titre d’exemple, il est connu d’employer une boucle d'asservissement visant à maintenir la richesse des gaz brûlés à 1. On utilise pour cela une sonde de richesse (communément appelée « sonde lambda ») montée dans la ligne d’échappement, en amont du catalyseur. La régulation consiste alors à soustraire à la tension de sortie de cette sonde une tension de consigne correspondant à une valeur de richesse égale à 1. Le signal d'erreur est ensuite comparé à zéro dans un comparateur binaire. Ainsi, lorsque la tension de consigne est supérieure à la tension de sortie de la sonde, on enrichit le mélange air - carburant grâce à un régulateur. Inversement, lorsque la tension de consigne est inférieure à la tension de sortie de la sonde, on appauvrit le mélange. La richesse du mélange qui en résulte oscille alors autour de la valeur stœchiométrique.For example, it is known to use a control loop aimed at maintaining the richness of the burnt gases at 1. This is done using a richness sensor (commonly called a "lambda sensor") mounted in the exhaust line, upstream of the catalyst. The regulation then consists of subtracting from the output voltage of this sensor a setpoint voltage corresponding to a richness value equal to 1. The error signal is then compared to zero in a binary comparator. Thus, when the setpoint voltage is higher than the output voltage of the sensor, the air-fuel mixture is enriched using a regulator. Conversely, when the setpoint voltage is lower than the output voltage of the sensor, the mixture is leaner. The resulting richness of the mixture then oscillates around the stoichiometric value.

De cette manière, le catalyseur fonctionne dans sa « fenêtre catalytique », si bien qu’il est en mesure d’exécuter aussi bien les réactions d’oxydation que de réduction précitées.In this way, the catalyst operates within its "catalytic window", so that it is able to carry out both the aforementioned oxidation and reduction reactions.

On peut ici noter que lorsque le catalyseur sort de sa fenêtre catalytique et est proche de la saturation en oxygène, il favorise les réactions d’oxydation du monoxyde de carbone, au détriment des réactions de réduction des oxydes d'azote. Inversement, quand le catalyseur est dépourvu d’oxygène, il favorise les réactions de réduction des oxydes d'azote mais cette situation est défavorable aux réactions d’oxydation du monoxyde de carbone.It can be noted here that when the catalyst leaves its catalytic window and is close to oxygen saturation, it favors carbon monoxide oxidation reactions, to the detriment of nitrogen oxide reduction reactions. Conversely, when the catalyst is devoid of oxygen, it favors nitrogen oxide reduction reactions but this situation is unfavorable to carbon monoxide oxidation reactions.

La quantité d’oxygène stocké dans le catalyseur forme donc un paramètre très important pour assurer un bon traitement simultané des polluants précités. Il convient donc de maintenir une quantité d’oxygène stable dans le catalyseur afin d’assurer une dépollution optimale.The amount of oxygen stored in the catalyst is therefore a very important parameter to ensure good simultaneous treatment of the aforementioned pollutants. It is therefore advisable to maintain a stable amount of oxygen in the catalyst to ensure optimal decontamination.

On connait alors du document FR-A1-3033364 un procédé dans lequel on calcule la quantité d’oxygène stockée dans le catalyseur et la capacité de stockage en oxygène du catalyseur. On en déduit alors une valeur de consigne de stock d’oxygène dans le catalyseur. Ensuite, grâce à un second régulateur, il est possible de modifier la consigne de richesse (précédemment égale à 1) pour réguler la quantité d’oxygène sur ladite valeur de consigne.Document FR-A1-3033364 then discloses a method in which the quantity of oxygen stored in the catalyst and the oxygen storage capacity of the catalyst are calculated. A set value for the oxygen stock in the catalyst is then deduced. Then, using a second regulator, it is possible to modify the richness setpoint (previously equal to 1) to regulate the quantity of oxygen to the said setpoint value.

Le document FR-A1-3101110 divulgue un perfectionnement de ce précédent procédé. En se fondant sur le fait que la capacité de stockage maximale d’un catalyseur n’est pas constante mais qu’elle dépend en permanence du débit des gaz brûlés traversant le catalyseur et de la température de celui-ci, ce document précise comment déterminer la consigne de quantité d’oxygène. En pratique, dans ce document, il est prévu de déterminer ce débit et cette température, d’en déduire des seuils minimal et maximal de quantité d’oxygène stockable dans le catalyseur et garantissant un traitement des trois polluants précités, et de sélection d’une valeur de consigne comprise entre ces seuils (généralement plus proche du seuil minimum puisque l’efficacité de traitement des oxydes d’azote NOx par un catalyseur est plus sensible à une baisse de la richesse que le traitement du monoxyde de carbone ne l’est à une augmentation de la richesse).Document FR-A1-3101110 discloses an improvement to this previous method. Based on the fact that the maximum storage capacity of a catalyst is not constant but that it permanently depends on the flow rate of the burnt gases passing through the catalyst and on the temperature of the latter, this document specifies how to determine the oxygen quantity setpoint. In practice, in this document, it is planned to determine this flow rate and this temperature, to deduce from it the minimum and maximum thresholds for the quantity of oxygen that can be stored in the catalyst and guarantee treatment of the three aforementioned pollutants, and to select a setpoint value between these thresholds (generally closer to the minimum threshold since the efficiency of treatment of nitrogen oxides NOx by a catalyst is more sensitive to a reduction in richness than the treatment of carbon monoxide is to an increase in richness).

Plus précisément, lorsque le moteur fonctionne en mélange riche, plus le débit des gaz est élevé, plus les gaz brûlés contiennent du monoxyde de carbone CO. Alors, la quantité d’oxygène stockée dans le catalyseur baisse et peut passer sous le seuil minimal, générant un risque de fuites de monoxyde de carbone CO en aval du catalyseur. Ces fuites sont détectées par le basculement de la tension d’une sonde de richesse binaire montée à la sortie du catalyseur au-dessus d’un seuil maximal de tension.More specifically, when the engine operates in a rich mixture, the higher the gas flow rate, the more carbon monoxide (CO) the burnt gases contain. The amount of oxygen stored in the catalyst then decreases and may fall below the minimum threshold, generating a risk of carbon monoxide (CO) leaks downstream of the catalyst. These leaks are detected by the voltage of a binary richness sensor mounted at the catalyst outlet rising above a maximum voltage threshold.

Au contraire, lorsque le moteur fonctionne en mélange pauvre, plus le débit des gaz est élevé, plus les gaz brûlés contiennent des oxydes d’azote NOx. Alors, la quantité d’oxygène stockée dans le catalyseur augmente et peut dépasser le seuil maximal, générant un risque de fuites des oxydes d’azote NOx en aval du catalyseur. Ces fuites sont détectées par le basculement de la tension de la sonde binaire montée à la sortie dudit catalyseur en dessous d’un seuil minimal de tension.On the contrary, when the engine is running in a lean mixture, the higher the gas flow rate, the more nitrogen oxides (NOx) the burnt gases contain. The amount of oxygen stored in the catalyst then increases and may exceed the maximum threshold, creating a risk of nitrogen oxide (NOx) leaks downstream of the catalyst. These leaks are detected by the voltage of the binary probe mounted at the outlet of said catalyst falling below a minimum voltage threshold.

La consigne de quantité d’oxygène choisie permet donc d’éviter de telles fuites.The chosen oxygen quantity setting therefore makes it possible to avoid such leaks.

En utilisant le procédé exposé dans ce document FR-A1-3101110, on peut alors s’attendre à ce qu’aucune fuite majeure de monoxyde de carbone ou d’oxydes d’azote ne puisse plus se présenter, au moins lorsque le moteur fonctionne sur des phases stabilisées.By using the process set out in this document FR-A1-3101110, it can then be expected that no major leaks of carbon monoxide or nitrogen oxides can occur, at least when the engine is operating on stabilized phases.

De nouvelles réglementations imposent l’utilisation d’un catalyseur supplémentaire en aval du premier catalyseur sur lequel on met en œuvre un procédé de régulation de richesse, notamment un procédé selon la publication FR-A1-3101110, pour traiter les fuites qui interviendraient lors des phases de fonctionnement transitoires du moteur. En effet, si un changement brutal de point de fonctionnement du moteur implique que le seuil minimal augmente brutalement au-dessus de la valeur de consigne choisie à un instant précédent, alors peut-il y avoir une fuite de polluants en aval du premier catalyseur, qui peut être traitée par le second.New regulations require the use of an additional catalyst downstream of the first catalyst on which a richness regulation process is implemented, in particular a process according to publication FR-A1-3101110, to treat leaks that occur during transient engine operating phases. Indeed, if a sudden change in the engine operating point means that the minimum threshold suddenly increases above the set value chosen at a previous moment, then there may be a leak of pollutants downstream of the first catalyst, which can be treated by the second.

Dès lors, compte tenu de la présence de ces deux catalyseurs, on peut raisonnablement s’attendre à ce qu’aucune fuite importante de monoxyde de carbone ou d’oxydes d’azote ne puisse plus être détectée en aval des catalyseurs pendant les phases de fonctionnement transitoires, et a fortiori pendant les phases de fonctionnement stabilisées.Therefore, given the presence of these two catalysts, it can reasonably be expected that no significant leaks of carbon monoxide or nitrogen oxides can be detected downstream of the catalysts during transient operating phases, and a fortiori during stabilized operating phases.

C’est d’autant plus le cas que le document FR-A1-3101110 propose de recalibrer régulièrement les calculs de quantité d’oxygène courante afin d’éviter que les erreurs ne se cumulent et ne génèrent un défaut de régulation.This is all the more the case since document FR-A1-3101110 proposes regularly recalibrating the calculations of current oxygen quantity in order to prevent errors from accumulating and generating a regulation fault.

Toutefois, la demanderesse a pu constater que, de manière surprenante, des fuites de monoxyde de carbone demeuraient dans une situation bien particulière, à savoir sur des phases de fonctionnement stabilisées dans lesquelles le véhicule avance rapidement (typiquement sur autoroute à 130 km/h). Elle a notamment pu vérifier que ces fuites se produisaient même après un recalibrage des calculs.However, the applicant was able to note that, surprisingly, carbon monoxide leaks remained in a very specific situation, namely during stabilized operating phases in which the vehicle was moving quickly (typically on the motorway at 130 km/h). In particular, it was able to verify that these leaks occurred even after a recalibration of the calculations.

Présentation de l'inventionPresentation of the invention

Dans ce contexte, on propose selon l’invention un procédé de réglage tel que défini dans l’introduction, dans lequel la consigne de richesse est modifiée en fonction des valeurs que prennent le débit des gaz d’échappement, la richesse des gaz brûlés mesurée par la sonde intermédiaire, c’est-à-dire la sonde de richesse située entre le premier et le second catalyseurs, et la richesse des gaz brûlés mesurée par la sonde aval.In this context, the invention proposes a method of adjustment as defined in the introduction, in which the richness setpoint is modified as a function of the values taken by the flow rate of the exhaust gases, the richness of the burnt gases measured by the intermediate probe, i.e. the richness probe located between the first and second catalysts, and the richness of the burnt gases measured by the downstream probe.

En pratique, les fuites de monoxyde de carbone vers l’atmosphère s’expliquent par l’absence d’oxygène tant dans le premier catalyseur (catalyseur amont) que dans le second catalyseur (catalyseur aval), de sorte que les réactions d’oxydation ne peuvent plus s’y produire de la façon souhaitée.In practice, carbon monoxide leaks into the atmosphere are explained by the absence of oxygen in both the first catalyst (upstream catalyst) and the second catalyst (downstream catalyst), so that oxidation reactions can no longer occur there in the desired manner.

Cette absence d’oxygène provient du choix de la consigne cible de quantité d’oxygène à stocker dans le premier catalyseur qui, pour les raisons évoquées supra, est plus proche de la borne minimum que de la borne maximum. Lors des longues phases stabilisées précitées, le réglage légèrement décentré en faveur du traitement des oxydes d’azote NOx se cumule avec un fort débit des gaz brûlés (c’est-à-dire une grande vitesse de passage des molécules à traiter). Dès lors, l’efficacité du traitement du monoxyde de carbone CO baisse. Ainsi donc, si le point de fonctionnement est maintenu trop longtemps, des fuites de monoxyde de carbone CO apparaissent en sortie du catalyseur amont puis en sortie du catalyseur aval.This lack of oxygen comes from the choice of the target setpoint for the quantity of oxygen to be stored in the first catalyst which, for the reasons mentioned above, is closer to the minimum limit than to the maximum limit. During the long stabilized phases mentioned above, the slightly off-center setting in favor of the treatment of nitrogen oxides NOx is combined with a high flow rate of burnt gases (i.e. a high speed of passage of the molecules to be treated). Consequently, the efficiency of the treatment of carbon monoxide CO decreases. Thus, if the operating point is maintained for too long, carbon monoxide CO leaks appear at the outlet of the upstream catalyst and then at the outlet of the downstream catalyst.

C’est pourquoi l’invention propose d’utiliser une sonde intermédiaire, située entre le premier et le second catalyseurs, et une sonde aval située en aval du second catalyseur pour détecter ces fuites à la fois à la sortie du premier et du second catalyseur, et modifier le réglage de richesse du mélange injecté dans la chambre de combustion dès que de telles fuites sont détectées dans la situation précitée, à haut débit d’échappement.This is why the invention proposes to use an intermediate probe, located between the first and second catalysts, and a downstream probe located downstream of the second catalyst to detect these leaks both at the outlet of the first and second catalyst, and to modify the richness setting of the mixture injected into the combustion chamber as soon as such leaks are detected in the aforementioned situation, at high exhaust flow rate.

Bien entendu, le signal émis par la sonde intermédiaire peut avoir d’autres usages dans le cadre du réglage de la richesse. Ainsi, si des fuites de monoxyde de carbone (ou respectivement d’oxydes d’azote) sont régulièrement détectées grâce à cette sonde dans des phases de fonctionnement transitoires, le réglage de la richesse dans ces phases pourra être ajusté en conséquence.Of course, the signal emitted by the intermediate probe can have other uses in the context of richness adjustment. Thus, if carbon monoxide (or respectively nitrogen oxide) leaks are regularly detected using this probe during transient operating phases, the richness adjustment in these phases can be adjusted accordingly.

D’autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du procédé de réglage conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes :
- il est prévu une étape de calcul d’une quantité d’oxygène stockée dans le premier catalyseur, et une étape de détermination d’une consigne de stockage d’oxygène dans le premier catalyseur, la consigne de richesse étant calculée en sommant une consigne de base correspondant à un mélange stœchiométrique et un coefficient de correction déterminé comme égal à un coefficient de régulation préliminaire en régulant ladite quantité d’oxygène stockée selon ladite consigne de stockage d’oxygène ;
- il est prévu une étape d’acquisition d’un débit des gaz brûlés traversant le premier catalyseur, une étape d’acquisition d’une température du premier catalyseur, une étape de détermination d’un seuil minimal de quantité d’oxygène et d’un seuil maximal de quantité d’oxygène en fonction dudit débit et de ladite température, et ladite consigne de stock d’oxygène est choisie à l’intérieur d’une plage comprise entre ledit seuil minimal de quantité d’oxygène et ledit seuil maximal de quantité d’oxygène, préférentiellement plus proche du seuil minimal de quantité d’oxygène que du seuil maximal de quantité d’oxygène ;
- il est prévu une étape d’acquisition d’un débit des gaz brûlés traversant le premier catalyseur, et la consigne de richesse varie en fonction de la richesse des gaz brûlés mesurée par la sonde intermédiaire et de la richesse des gaz brûlés mesurée par la sonde aval uniquement si le débit dépasse un seuil ;
- il est prévu de vérifier si trois conditions sont simultanément remplies, une première condition étant que la richesse des gaz brûlés mesurée par la sonde intermédiaire est riche, une deuxième condition étant que la richesse des gaz brûlés mesurée par la sonde aval est riche, et une troisième condition étant que le débit dépasse ledit seuil, et si les trois conditions sont simultanément remplies, il est prévu d’interrompre la détermination du coefficient de correction comme égal au coefficient de régulation préliminaire obtenu en régulant ladite quantité d’oxygène stockée selon ladite consigne de stockage d’oxygène, et de déterminer le coefficient de correction en fonction de la dernière valeur du coefficient de correction avant que les trois conditions précitées ne soient simultanément remplies ;
- si les trois conditions sont simultanément remplies, le coefficient de correction est déterminé en soustrayant un correctif à ladite dernière valeur du coefficient de correction ;
- le correctif varie en fonction dudit débit et de la richesse des gaz brûlés mesurée par la sonde intermédiaire ;
- dès que les trois conditions ne sont plus simultanément remplies, la détermination du coefficient de correction est reprise en régulant ladite quantité d’oxygène stockée selon ladite consigne de stockage d’oxygène, la valeur de la quantité d’oxygène stockée étant corrigée au moment de la reprise de la régulation ;
- ledit paramètre de pilotage est une durée d’injection de carburant dans la chambre de combustion à chaque cycle de fonctionnement du moteur à combustion interne.
Other advantageous and non-limiting characteristics of the adjustment method according to the invention, taken individually or in all technically possible combinations, are as follows:
- a step of calculating a quantity of oxygen stored in the first catalyst is provided, and a step of determining an oxygen storage setpoint in the first catalyst, the richness setpoint being calculated by summing a basic setpoint corresponding to a stoichiometric mixture and a correction coefficient determined as equal to a preliminary regulation coefficient by regulating said quantity of oxygen stored according to said oxygen storage setpoint;
- a step of acquiring a flow rate of the burnt gases passing through the first catalyst is provided, a step of acquiring a temperature of the first catalyst, a step of determining a minimum threshold for the quantity of oxygen and a maximum threshold for the quantity of oxygen as a function of said flow rate and said temperature, and said oxygen stock setpoint is chosen within a range between said minimum threshold for the quantity of oxygen and said maximum threshold for the quantity of oxygen, preferably closer to the minimum threshold for the quantity of oxygen than to the maximum threshold for the quantity of oxygen;
- a step is provided for acquiring a flow rate of the burnt gases passing through the first catalyst, and the richness setpoint varies according to the richness of the burnt gases measured by the intermediate probe and the richness of the burnt gases measured by the downstream probe only if the flow rate exceeds a threshold;
- it is intended to check whether three conditions are simultaneously met, a first condition being that the richness of the burnt gases measured by the intermediate probe is rich, a second condition being that the richness of the burnt gases measured by the downstream probe is rich, and a third condition being that the flow rate exceeds said threshold, and if the three conditions are simultaneously met, it is intended to interrupt the determination of the correction coefficient as equal to the preliminary regulation coefficient obtained by regulating said quantity of oxygen stored according to said oxygen storage setpoint, and to determine the correction coefficient as a function of the last value of the correction coefficient before the three aforementioned conditions are simultaneously met;
- if the three conditions are simultaneously met, the correction coefficient is determined by subtracting a correction from the said last value of the correction coefficient;
- the correction varies according to the said flow rate and the richness of the burnt gases measured by the intermediate probe;
- as soon as the three conditions are no longer simultaneously met, the determination of the correction coefficient is resumed by regulating said quantity of oxygen stored according to said oxygen storage setpoint, the value of the quantity of oxygen stored being corrected at the time of resumption of regulation;
- said control parameter is a duration of fuel injection into the combustion chamber at each operating cycle of the internal combustion engine.

L’invention concerne aussi un moteur à combustion interne tel que défini en introduction, comportant en outre un calculateur programmé à mettre en œuvre un procédé de réglage tel que précité.The invention also relates to an internal combustion engine as defined in the introduction, further comprising a computer programmed to implement an adjustment method as mentioned above.

Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.Of course, the various features, variants and embodiments of the invention may be combined with each other in various combinations to the extent that they are not incompatible or mutually exclusive.

Description détaillée de l'inventionDetailed description of the invention

La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l’invention et comment elle peut être réalisée.The description which follows with reference to the attached drawings, given as non-limiting examples, will make it clear what the invention consists of and how it can be implemented.

Sur les dessins annexés :On the attached drawings:

FIG. 1est une vue schématique en perspective d’un moteur à combustion interne conforme à l’invention ; FIG. 1 is a schematic perspective view of an internal combustion engine according to the invention;

FIG. 2est un schéma illustrant les étapes de mise en œuvre d’un procédé de réglage de richesse conforme à l’invention ; FIG. 2 is a diagram illustrating the steps of implementing a richness adjustment method in accordance with the invention;

FIG. 3est un schéma illustrant les boucles de régulation utilisées pour mettre en œuvre le procédé de laFIG. 2; FIG. 3 is a diagram illustrating the control loops used to implement the process of the FIG. 2 ;

FIG. 4illustre les variations dans le temps de quatre paramètres mesurés sur le moteur à combustion interne de laFIG. 1. FIG. 4 illustrates the variations over time of four parameters measured on the internal combustion engine of the FIG. 1 .

Dans la description, les termes « amont » et « aval » seront utilisés suivant le sens normal de l’écoulement des gaz, depuis le point de prélèvement de l'air frais dans l’atmosphère jusqu’à la sortie des gaz brûlés dans l’atmosphère.In the description, the terms "upstream" and "downstream" will be used according to the normal direction of gas flow, from the point where fresh air is taken from the atmosphere to the outlet of the burnt gases into the atmosphere.

Sur laFIG. 1, on a représenté schématiquement un moteur à combustion interne 1 de véhicule automobile pourvu notamment d’une pédale d’accélérateur, qui comprend un bloc-moteur 10 renfermant une pluralité de chambres de combustion délimitées par des cylindres dans lesquels coulissent des pistons. Ici ces cylindres 11 sont au nombre de trois mais ils pourraient être en nombre inférieur (par exemple deux) ou supérieur (par exemple quatre, six ou huit). Les pistons sont classiquement couplés à un vilebrequin par des bielles, ce qui permet de faire tourner ce vilebrequin.On the FIG. 1 , there is shown schematically an internal combustion engine 1 of a motor vehicle provided in particular with an accelerator pedal, which comprises an engine block 10 containing a plurality of combustion chambers delimited by cylinders in which pistons slide. Here these cylinders 11 are three in number but they could be fewer (for example two) or more (for example four, six or eight). The pistons are conventionally coupled to a crankshaft by connecting rods, which makes it possible to rotate this crankshaft.

Les cylindres 11 sont généralement fermés sur le dessus par une culasse. Cette culasse présente des passages d’arrivé et de sortie de gaz, eux-mêmes fermés par des soupapes. Ces soupapes sont adaptées à s’ouvrir régulièrement pour libérer le passage des gaz. Elles sont pour cela actionnées par un système d’arbre à cames.11 cylinders are generally closed on top by a cylinder head. This cylinder head has gas inlet and outlet passages, themselves closed by valves. These valves are designed to open regularly to release the gas passage. For this purpose, they are actuated by a camshaft system.

En amont des cylindres 11, le moteur à combustion interne 1 comporte une ligne d’admission 20 qui prélève l’air frais dans l’atmosphère et qui débouche dans un répartiteur d’air 25 agencé pour répartir l'air frais vers chacun des trois cylindres 11 du bloc-moteur 10.Upstream of the cylinders 11, the internal combustion engine 1 comprises an intake line 20 which takes fresh air from the atmosphere and which opens into an air distributor 25 arranged to distribute the fresh air to each of the three cylinders 11 of the engine block 10.

Cette ligne d'admission 20 comporte, dans le sens d’écoulement de l’air frais, un filtre à air 21 qui filtre l'air frais prélevé dans l’atmosphère, un compresseur 22 de turbocompresseur qui comprime l'air frais filtré par le filtre à air 21, une vanne d’admission 24 générale (également appelée « boîtier papillon ») qui permet de réguler le débit d’air frais débouchant dans le répartiteur d’air 25, et un refroidisseur d'air principal 23 (typiquement un échangeur air/eau) qui refroidit l’air frais comprimé. En variante, la vanne pourrait être située ailleurs, par exemple en aval du refroidisseur d’air principal.This intake line 20 comprises, in the direction of flow of the fresh air, an air filter 21 which filters the fresh air taken from the atmosphere, a turbocharger compressor 22 which compresses the fresh air filtered by the air filter 21, a general intake valve 24 (also called a “throttle body”) which makes it possible to regulate the flow of fresh air entering the air distributor 25, and a main air cooler 23 (typically an air/water exchanger) which cools the compressed fresh air. Alternatively, the valve could be located elsewhere, for example downstream of the main air cooler.

On notera ici que la ligne d’admission 20 comporte un conduit de dérivation à l’admission du compresseur équipé d’une vanne 26 (dite vanne « pop off ») qui est normalement en position fermée et qui est adaptée à s’ouvrir dans le cas où le boîtier papillon se ferme brutalement lorsque la pédale d’accélérateur du véhicule est relâchée rapidement, de manière à éviter que de l’air ne traverse le compresseur 22 en sens inverse du sens normal de circulation de l’air.It will be noted here that the intake line 20 comprises a bypass duct at the intake of the compressor equipped with a valve 26 (called a “pop off” valve) which is normally in the closed position and which is adapted to open in the event that the throttle body closes suddenly when the vehicle’s accelerator pedal is released quickly, so as to prevent air from passing through the compressor 22 in the opposite direction to the normal direction of air circulation.

En sortie des cylindres 11, le moteur à combustion interne 1 comporte une ligne d'échappement 80 qui s’étend depuis un collecteur d’échappement 81 dans lequel débouchent les gaz qui ont été préalablement brûlés dans les cylindres 11, jusqu’à un silencieux d'échappement (non représenté) permettant de détendre les gaz brûlés avant qu’ils ne soient évacués dans l’atmosphère. Elle comporte par ailleurs, dans le sens d’écoulement des gaz brûlés, une turbine 82 de turbocompresseur, montée sur un arbre commun avec le compresseur 22 et permettant d’entraîner le compresseur 22, et des moyens de dépollution 83 des gaz brûlés. Sur l’exemple illustré par laFIG. 1, comme le schématise la flèche représentée sur la turbine 82, il s’agit d’une turbine à géométrie variable, dans laquelle la quantité d’énergie prélevée par la turbine 82 sur les gaz brûlés et cédée au compresseur, est réglée en fonction de la position d’ailettes à inclinaison variable équipant la turbine 82. En variante, il pourrait aussi s’agir d’une turbine 82 à géométrie fixe associée à un conduit de dérivation à l’échappement de la turbine 82 équipé d’une vanne (dite vanne « waste gate »).At the outlet of the cylinders 11, the internal combustion engine 1 comprises an exhaust line 80 which extends from an exhaust manifold 81 into which the gases which have been previously burned in the cylinders 11 discharge, to an exhaust silencer (not shown) making it possible to expand the burnt gases before they are discharged into the atmosphere. It also comprises, in the direction of flow of the burnt gases, a turbocharger turbine 82, mounted on a common shaft with the compressor 22 and making it possible to drive the compressor 22, and means 83 for depolluting the burnt gases. In the example illustrated by the FIG. 1 , as shown schematically by the arrow shown on the turbine 82, it is a variable geometry turbine, in which the quantity of energy taken by the turbine 82 from the burnt gases and transferred to the compressor, is adjusted according to the position of variable inclination blades equipping the turbine 82. As a variant, it could also be a turbine 82 with fixed geometry associated with a bypass duct at the exhaust of the turbine 82 equipped with a valve (called a “waste gate” valve).

En variante, le moteur pourrait être suralimenté sans comporter de turbocompresseur. Ainsi, le compresseur 22 pourrait être entraîné autrement que par une turbine 82, par exemple par un moteur électrique. Encore en variante, mais de manière non préférentielle, on pourrait prévoir que la ligne d’admission soit du type à aspiration naturelle et ne comporte pas de compresseur 22.Alternatively, the engine could be supercharged without having a turbocharger. Thus, the compressor 22 could be driven by a means other than a turbine 82, for example by an electric motor. As a further alternative, but not preferentially, provision could be made for the intake line to be of the naturally aspirated type and not to have a compressor 22.

Sur l’exemple illustré, le moteur ne comporte pas de ligne de recirculation partielle des gaz d’échappement à l’admission (dit circuit EGR). En variante, il pourrait par exemple comporter un circuit de recirculation partielle des gaz d’échappement à haute pression et/ou un circuit de recirculation partielle des gaz d’échappement à basse pression.In the example shown, the engine does not have a partial exhaust gas recirculation line at the intake (known as an EGR circuit). Alternatively, it could, for example, have a high-pressure partial exhaust gas recirculation circuit and/or a low-pressure partial exhaust gas recirculation circuit.

Le moteur à combustion interne 1 comporte par ailleurs un circuit 60 d'injection de carburant, qui comporte une pompe d'injection 62 agencée pour prélever le carburant dans un réservoir 61 afin de l'amener sous pression via un rail de distribution 63 dans des injecteurs 64 qui débouchent par exemple directement dans les cylindres 11 dans le cas d’un moteur à injection directe. En variante, les injecteurs pourraient déboucher dans la ligne d’admission d’air 20, plus précisément dans le répartiteur 25. On notera ici que la durée d’ouverture des injecteurs 64 sera utilisée pour régler le débit de carburant injecté dans les cylindres 11.The internal combustion engine 1 further comprises a fuel injection circuit 60, which comprises an injection pump 62 arranged to take fuel from a tank 61 in order to supply it under pressure via a distribution rail 63 into injectors 64 which open, for example, directly into the cylinders 11 in the case of a direct injection engine. Alternatively, the injectors could open into the air intake line 20, more precisely into the distributor 25. It will be noted here that the duration of opening of the injectors 64 will be used to regulate the flow rate of fuel injected into the cylinders 11.

Dans le cadre de l’invention, ce moteur 10 est à allumage commandé et à quatre temps, ce qui signifie qu’il comporte des bougies adaptées à générer des étincelles dans les cylindres 11 afin de démarrer la combustion du mélange d’air frais et de carburant dans les cylindres 11 au moment souhaité (entre les temps de compression et de détente).In the context of the invention, this engine 10 is spark-ignition and four-stroke, which means that it comprises spark plugs adapted to generate sparks in the cylinders 11 in order to start the combustion of the mixture of fresh air and fuel in the cylinders 11 at the desired time (between the compression and expansion strokes).

Compte tenu du type du moteur, les moyens de dépollution 83 des gaz brûlés du moteur comportent deux catalyseurs « trois voies » permettant d'oxyder au moins une partie des hydrocarbures imbrûlés (HC) et du monoxyde de carbone (CO), et de réduire au moins une partie des oxydes d'azote (NOx) qui sont émis dans les gaz brûlés du moteur.Taking into account the type of engine, the means 83 for depolluting the burnt gases of the engine comprise two “three-way” catalysts making it possible to oxidize at least a portion of the unburned hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO), and to reduce at least a portion of the nitrogen oxides (NOx) which are emitted in the burnt gases of the engine.

Chaque catalyseur est prévu pour fonctionner de façon optimale dans une « fenêtre catalytique », notamment à partir d’un seuil de température donné, dit seuil de température d’amorçage (de l’ordre de 450°C).Each catalyst is designed to operate optimally within a “catalytic window”, in particular from a given temperature threshold, known as the initiation temperature threshold (around 450°C).

Un premier de ces catalyseurs, appelé « catalyseur amont 84 », est prévu pour être placé au plus près du bloc-moteur 10, afin de monter rapidement en température après un démarrage à froid du moteur pour pouvoir traiter plus rapidement les gaz brûlés. Il est en pratique situé dans le compartiment moteur, sous le capot du véhicule.A first of these catalysts, called "upstream catalyst 84", is designed to be placed as close as possible to the engine block 10, in order to quickly increase the temperature after a cold start of the engine to be able to process the burnt gases more quickly. It is in practice located in the engine compartment, under the hood of the vehicle.

Ce catalyseur amont 84 comporte une enveloppe métallique qui loge au moins un pain catalytique. Il en loge ici deux.This upstream catalyst 84 has a metal casing which houses at least one catalytic bread. Here it houses two.

Il peut être équipé d’un moyen de chauffage électrique permettant de chauffer au moins un des pains catalytiques afin qu’il atteigne plus rapidement le seuil de température d’amorçage.It can be equipped with an electric heating means to heat at least one of the catalytic breads so that it reaches the ignition temperature threshold more quickly.

Le second catalyseur, appelé « catalyseur aval 86 », est quant à lui situé plus loin sur la ligne d’échappement, par exemple sous la caisse et hors du compartiment moteur. Il comporte également une enveloppe métallique logeant ici un seul pain catalytique.The second catalyst, called the "downstream catalyst 86", is located further along the exhaust line, for example under the body and outside the engine compartment. It also has a metal casing housing a single catalytic converter.

Ces deux catalyseurs 84,86 sont distincts. Autrement formulé, leurs enveloppes métalliques sont disjointes. Le catalyseur aval 86 est en pratique seulement présent pour pallier les insuffisances du catalyseur amont dans certaines plages de fonctionnement du moteur.These two catalysts 84,86 are distinct. In other words, their metal casings are separate. The downstream catalyst 86 is in practice only present to compensate for the inadequacies of the upstream catalyst in certain engine operating ranges.

De manière préférentielle, les moyens de dépollution comportent également un filtre à particules 85. Ce filtre à particules 85 est de préférence situé entre les deux catalyseurs 84,86. Il peut être localisé dans l’enveloppe métallique du catalyseur amont 84, en aval de ce dernier, ou constituer une pièce séparée.Preferably, the pollution control means also include a particle filter 85. This particle filter 85 is preferably located between the two catalysts 84, 86. It can be located in the metal casing of the upstream catalyst 84, downstream of the latter, or constitute a separate part.

Pour piloter les différents organes du moteur à combustion interne 1 et notamment la vanne d’admission 24 et les injecteurs 64, il est prévu un calculateur 100 comportant un processeur (CPU), une mémoire vive (RAM), une mémoire morte (ROM), des convertisseurs analogiques-numériques (A/D), et différentes interfaces d'entrée et de sortie.To control the various components of the internal combustion engine 1 and in particular the intake valve 24 and the injectors 64, a computer 100 is provided comprising a processor (CPU), a random access memory (RAM), a read only memory (ROM), analog-to-digital converters (A/D), and various input and output interfaces.

Grâce à ses interfaces d'entrée, le calculateur 100 est adapté à recevoir de différents capteurs des signaux d'entrée relatifs à des paramètres de fonctionnement du moteur.Thanks to its input interfaces, the computer 100 is adapted to receive input signals relating to engine operating parameters from different sensors.

Il est ainsi notamment adapté à recevoir un signal qui est relatif à l’angle d’enfoncement β de la pédale d’accélérateur du véhicule automobile sur lequel le moteur 10 est monté, ou à une pression exercée sur cette pédale par le pied 30 du conducteur du véhicule. Il est également adapté à acquérir le régime du moteur, ainsi que sa charge.It is thus particularly adapted to receive a signal which is relative to the depression angle β of the accelerator pedal of the motor vehicle on which the engine 10 is mounted, or to a pressure exerted on this pedal by the foot 30 of the driver of the vehicle. It is also adapted to acquire the engine speed, as well as its load.

Il est également prévu pour recevoir des signaux relatifs à la richesse Rλdu mélange de carburant et d’air frais insufflé dans la chambre de combustion. On rappelle que la richesse désigne le rapport du débit de carburant par le débit d’air, divisé par le rapport du débit de carburant par le débit d’air dans les proportions stœchiométriques.It is also designed to receive signals relating to the richness R λ of the mixture of fuel and fresh air blown into the combustion chamber. It is recalled that the richness designates the ratio of the fuel flow to the air flow, divided by the ratio of the fuel flow to the air flow in stoichiometric proportions.

Dans le cadre de l’invention, la ligne d’échappement 80 est équipée de trois sondes de richesse. Il s’agit notamment de sondes à oxygène, c’est-à-dire de sondes qui permettent de déterminer une concentration résiduelle d’oxygène dans les gaz.In the context of the invention, the exhaust line 80 is equipped with three richness probes. These are in particular oxygen probes, that is to say probes which make it possible to determine a residual concentration of oxygen in the gases.

Une première sonde de richesse, appelée sonde amont 40, est placée en amont du catalyseur amont 84. Cette sonde amont 40 est du type proportionnel, ce qui signifie que le signal qu’elle émet présente une caractéristique (typiquement sa tension) qui est proportionnelle à la richesse mesurée.A first richness probe, called upstream probe 40, is placed upstream of the upstream catalyst 84. This upstream probe 40 is of the proportional type, which means that the signal that it emits has a characteristic (typically its voltage) which is proportional to the measured richness.

Une deuxième sonde, appelée sonde intermédiaire 41, est placée en un endroit situé entre les deux catalyseurs amont 84 et aval 86 (typiquement entre le catalyseur amont 84 et le filtre à particules 85). Cette sonde peut être du type binaire, ce qui signifie que le signal qu’elle émet présente une caractéristique (typiquement sa tension) qui indique principalement si le mélange est riche ou pauvre ou stœchiométrique. Une telle sonde est moins onéreuse qu’une sonde proportionnelle et dans le cadre de l’invention, elle suffit à mettre en œuvre le procédé décrit ci-après. Elle se base sur une mesure de la teneur en dioxygène des gaz brûlés. En pratique, elle délivre une tension sensiblement constante et élevée lorsque la richesse est supérieure à un seuil très légèrement supérieur à 1 (par exemple au-delà d’une richesse de 1,02). Elle délivre une tension sensiblement constante et faible lorsque la richesse est inférieure à un autre seuil très légèrement inférieur à 1 (par exemple en deçà d’une richesse de 0,98). Entre ces deux valeurs extrêmes de tensions, elle délivre une tension qui varie de façon quasi-proportionnelle avec la richesse.A second probe, called an intermediate probe 41, is placed at a location between the two upstream 84 and downstream 86 catalysts (typically between the upstream 84 catalyst and the particulate filter 85). This probe may be of the binary type, which means that the signal it emits has a characteristic (typically its voltage) which mainly indicates whether the mixture is rich or lean or stoichiometric. Such a probe is less expensive than a proportional probe and, in the context of the invention, it is sufficient to implement the method described below. It is based on a measurement of the oxygen content of the burnt gases. In practice, it delivers a substantially constant and high voltage when the richness is greater than a threshold very slightly greater than 1 (for example, above a richness of 1.02). It delivers a substantially constant and low voltage when the richness is lower than another threshold very slightly lower than 1 (for example, below a richness of 0.98). Between these two extreme voltage values, it delivers a voltage which varies almost proportionally with the richness.

Une troisième sonde, appelée sonde aval 42, est placée en aval du catalyseur aval 86. Il peut encore une fois s’agir d’une sonde à oxygène. Toutefois, de nouvelles normes pourraient imposer de placer en aval du dernier catalyseur, c’est-à-dire du catalyseur aval 86 un capteur de concentration d’oxydes d’azote. Or un tel capteur permet de déterminer la richesse des gaz, si bien qu’on préférera utiliser cette sonde plutôt qu’une sonde dédiée. Par simplification, cette sonde sera ci-après appelée sonde aval 42 et on considèrera qu’elle délivre une tension qui se comporte comme la sonde intermédiaire 41 binaire.A third probe, called downstream probe 42, is placed downstream of the downstream catalyst 86. This can again be an oxygen probe. However, new standards could require a nitrogen oxide concentration sensor to be placed downstream of the last catalyst, i.e. the downstream catalyst 86. Such a sensor makes it possible to determine the richness of the gases, so it is preferable to use this probe rather than a dedicated probe. For simplification, this probe will hereinafter be called downstream probe 42 and it will be considered that it delivers a voltage which behaves like the binary intermediate probe 41.

D’autres sondes (ou capteurs) sont ici également utilisées. Il est par exemple prévu un capteur pour mesurer la température du catalyseur amont 84 et des moyens pour déterminer le débit des gaz brûlés traversant le catalyseur amont 84. Il pourra s’agir de sondes « physiques » placées dans ou à proximité du catalyseur amont 84, ou de sondes dites « logicielles », c’est-à-dire d’algorithmes basés par exemple sur des observateurs et permettant de calculer la température et/ou le débit en fonction de différents autres paramètres du moteur. Par exemple, le débit peut être classiquement déterminé à partir d’une valeur de pression et d’une valeur de température dans le répartiteur 25 et d’un modèle de remplissage.Other probes (or sensors) are also used here. For example, a sensor is provided for measuring the temperature of the upstream catalyst 84 and means for determining the flow rate of the burnt gases passing through the upstream catalyst 84. These may be “physical” probes placed in or near the upstream catalyst 84, or so-called “software” probes, i.e. algorithms based for example on observers and making it possible to calculate the temperature and/or the flow rate as a function of various other parameters of the engine. For example, the flow rate may be conventionally determined from a pressure value and a temperature value in the distributor 25 and a filling model.

Grâce à une cartographie prédéterminée sur banc d'essais et mémorisée dans sa mémoire morte, le calculateur 100 est adapté à générer, pour chaque condition de fonctionnement du moteur, des signaux de sortie.Thanks to a predetermined mapping on the test bench and stored in its read-only memory, the computer 100 is adapted to generate, for each operating condition of the engine, output signals.

Enfin, grâce à ses interfaces de sortie, le calculateur 100 est adapté à transmettre ces signaux de sortie aux différents organes du moteur, notamment à la vanne d’admission 24 et aux injecteur 64.Finally, thanks to its output interfaces, the computer 100 is adapted to transmit these output signals to the various components of the engine, in particular to the intake valve 24 and the injectors 64.

Grâce à sa mémoire, le calculateur mémorise une application informatique, constituée de programmes d’ordinateur comprenant des instructions dont l’exécution par le processeur permet la mise en œuvre par le calculateur du procédé décrit ci-après. Il mémorise également des cartographies.Thanks to its memory, the computer stores a computer application, consisting of computer programs including instructions whose execution by the processor allows the computer to implement the process described below. It also stores maps.

Dans le cadre de l’invention, la richesse du mélange injecté dans les cylindres 11 est liée aux caractéristiques du catalyseur amont 84. On peut donc ici caractériser davantage ce catalyseur amont 84.In the context of the invention, the richness of the mixture injected into the cylinders 11 is linked to the characteristics of the upstream catalyst 84. We can therefore further characterize this upstream catalyst 84 here.

Il présente une capacité de stockage en oxygène OSC finie.It has a finite OSC oxygen storage capacity.

Cette capacité de stockage OSC est connue lorsque le catalyseur est neuf, et elle est notée OSCneuf. Elle n’est toutefois pas constante et diminue lorsque le catalyseur amont 84 vieillit.This OSC storage capacity is known when the catalyst is new, and is noted as OSC new . However, it is not constant and decreases as the upstream catalyst 84 ages.

Cette capacité de stockage OSC peut être avantageusement déterminée et mise à jour régulièrement après chaque démarrage du moteur, pour tenir compte d’un facteur de vieillissement V de ce catalyseur. On peut en effet écrire :This OSC storage capacity can be advantageously determined and updated regularly after each engine start, to take into account an aging factor V of this catalyst. We can in fact write:

Pour déterminer la capacité de stockage OSC, le calculateur du moteur peut notamment profiter de la première occurrence d’une phase de lever de pied 30 assez longue de la pédale de l’accélérateur de la part du conducteur, après le démarrage du moteur. En effet, le fonctionnement du moteur avec une richesse nulle, correspondant à une coupure d’injection de carburant, fait saturer le catalyseur amont 84 en oxygène, pour peu que la phase de lever de pied soit suffisamment longue. Après cette phase de saturation, le calculateur applique un niveau de richesse strictement supérieur à 1 lors de la reprise après coupure d’injection ; par exemple une richesse égale à 1,05, de façon à laisser le catalyseur amont se vider progressivement de son oxygène, jusqu’à ce que la sonde intermédiaire 41 (binaire) bascule au-dessus d’un seuil de tension précalibré, indiquant que la richesse des gaz brûlés en sortie du catalyseur amont est élevée.To determine the OSC storage capacity, the engine computer can in particular take advantage of the first occurrence of a fairly long foot-lift phase 30 of the accelerator pedal by the driver, after starting the engine. Indeed, operating the engine with zero richness, corresponding to a fuel injection cut-off, saturates the upstream catalyst 84 with oxygen, provided that the foot-lift phase is sufficiently long. After this saturation phase, the computer applies a richness level strictly greater than 1 when resuming after injection cut-off; for example a richness equal to 1.05, so as to allow the upstream catalyst to gradually empty itself of its oxygen, until the intermediate probe 41 (binary) switches above a precalibrated voltage threshold, indicating that the richness of the burnt gases leaving the upstream catalyst is high.

La valeur OSC, pour le débit de gaz brûlés et la température considérés, est alors obtenue par l’équation intégrale suivante :The OSC value, for the burnt gas flow rate and temperature considered, is then obtained by the following integral equation:

Dans cette équation, les variables sont définies de la manière suivante.In this equation, the variables are defined as follows.

Q ech désigne le débit des gaz brûlés (égal par exemple à la somme du débit de gaz frais circulant dans la ligne d’admission et de carburant).Q ech denotes the flow rate of burnt gases (equal for example to the sum of the flow rate of fresh gas circulating in the intake line and fuel).

R λ désigne la richesse mesurée par la sonde amont 40.R λ denotes the richness measured by the upstream probe 40.

τ O2 désigne le taux massique d’oxygène dans l’air (environ 0,23 soit 23%).τ O2 refers to the mass rate of oxygen in the air (approximately 0.23 or 23%).

t-tinitcorrespond à la durée avant que la valeur émise par la sonde intermédiaire 41 bascule au-dessus du seuil. tt init corresponds to the duration before the value emitted by the intermediate probe 41 switches above the threshold.

Le catalyseur amont 84 fonctionne de la façon souhaitée lorsque la richesse des gaz brûlés reste strictement égale à 1. Quand cette condition n’est pas remplie, l’efficacité chute.The upstream catalyst 84 operates as desired when the richness of the burnt gases remains strictly equal to 1. When this condition is not met, the efficiency drops.

En effet, lorsque la richesse augmente, la quantité d’oxygène dans les gaz brûlés et donc dans le catalyseur amont 84 diminue, si bien que ce catalyseur n’est plus en mesure d’oxyder correctement le monoxyde de carbone CO.In fact, when the richness increases, the quantity of oxygen in the burnt gases and therefore in the upstream catalyst 84 decreases, so that this catalyst is no longer able to correctly oxidize the carbon monoxide CO.

Au contraire, lorsque la richesse diminue, la quantité d’oxygène dans les gaz brûlés et donc dans le catalyseur amont 84 augmente, si bien que ce catalyseur n’est plus en mesure de réduire correctement les oxydes d’azote NOx.On the contrary, when the richness decreases, the quantity of oxygen in the burnt gases and therefore in the upstream catalyst 84 increases, so that this catalyst is no longer able to correctly reduce the nitrogen oxides NOx.

Autrement formulé, il existe, pour chaque couple de valeurs de débit des gaz brûlés circulant au travers du catalyseur amont 84 et de température de ce catalyseur, une plage de valeurs de quantité d’oxygène OS comprise entre un seuil minimal OSminet un seuil maximal OSm axà l’intérieur de laquelle la conversion des polluants précités est optimale. Ces seuils peuvent être déterminés lors de la conception du véhicule, pour chaque couple de valeurs de débit et de température, en observant le basculement du signal de richesse émis par la sonde intermédiaire 41.In other words, for each pair of flow rate values of the burnt gases circulating through the upstream catalyst 84 and the temperature of this catalyst, there exists a range of oxygen quantity values OS between a minimum threshold OS min and a maximum threshold OS max within which the conversion of the aforementioned pollutants is optimal. These thresholds can be determined during the design of the vehicle, for each pair of flow rate and temperature values, by observing the switching of the richness signal emitted by the intermediate probe 41.

Le calculateur 100 est donc programmé pour réguler la quantité d’oxygène OS stockée dans le catalyseur amont 84, en boucle fermée, autour d’une consigne de quantité d’oxygène stockée OSt qui est définie à l’intérieur de ladite plage par une formule du type :The computer 100 is therefore programmed to regulate the quantity of oxygen OS stored in the upstream catalyst 84, in a closed loop, around a setpoint for the quantity of oxygen stored OSt which is defined within said range by a formula of the type:

où K est un coefficient compris strictement entre 0 et 1 et de préférence entre 0,25 et 0,75.where K is a coefficient strictly between 0 and 1 and preferably between 0.25 and 0.75.

Dans un mode préférentiel, le coefficient K est strictement inférieur à 0,5, pour privilégier les réactions de réduction des oxydes d’azote au détriment des réactions d’oxydation du monoxyde de carbone. En effet, le risque d’émission de monoxyde de carbone est jugé moins grand que le risque d’émission d’oxydes d’azote, notamment car la quantité de monoxyde de carbone émise est moindre que celle d’oxydes d’azote lorsque la richesse s’écarte de 1. Le coefficient K est par exemple choisi égal à 0,3.In a preferred mode, the coefficient K is strictly less than 0.5, to favor the reactions of reduction of nitrogen oxides to the detriment of the reactions of oxidation of carbon monoxide. Indeed, the risk of emission of carbon monoxide is considered less great than the risk of emission of nitrogen oxides, in particular because the quantity of carbon monoxide emitted is less than that of nitrogen oxides when the richness deviates from 1. The coefficient K is for example chosen equal to 0.3.

Une cartographie dont les entrées sont des couples de valeurs de débit et de température et dont les sorties sont des couples de seuils minimal et maximal OSmin _neuf, OSmax _neufde quantité d’oxygène pour un catalyseur neuf est enregistré dans la mémoire du calculateur.A map whose inputs are pairs of flow and temperature values and whose outputs are pairs of minimum and maximum thresholds OS min _neuf , OS max _neuf of oxygen quantity for a new catalyst is recorded in the computer memory.

Le catalyseur amont 84 étant bien caractérisé, on peut maintenant décrire un mode de réalisation du procédé de réglage de la richesse du mélange injecté dans les cylindres 11.The upstream catalyst 84 being well characterized, we can now describe an embodiment of the method for adjusting the richness of the mixture injected into the cylinders 11.

Avant cela, on peut rappeler que lorsque le moteur est démarré, l'air frais prélevé dans l'atmosphère par la ligne d'admission 20 est filtré par le filtre à air 21, comprimé par le compresseur 22, refroidi par le refroidisseur d'air principal 23, puis brûlé dans les cylindres 11.Before this, it may be recalled that when the engine is started, the fresh air taken from the atmosphere by the intake line 20 is filtered by the air filter 21, compressed by the compressor 22, cooled by the main air cooler 23, then burned in the cylinders 11.

A leur sortie des cylindres 11, les gaz brûlés sont détendus dans la turbine 82, traités par les moyens de dépollution 83, puis détendus à nouveau dans le silencieux d'échappement avant d'être rejetés dans l'atmosphère.On leaving the cylinders 11, the burnt gases are expanded in the turbine 82, treated by the pollution control means 83, then expanded again in the exhaust silencer before being released into the atmosphere.

Le procédé mis en œuvre par le calculateur 100 comporte alors plusieurs étapes principales illustrées sur laFIG. 2.The process implemented by the calculator 100 then comprises several main steps illustrated in the FIG. 2 .

Juste après le démarrage du moteur, ce procédé comporte une étape E0 au cours de laquelle le calculateur 100 acquiert la capacité de stockage en oxygène OSCneufdu catalyseur amont 84 neuf, ainsi que la cartographie de seuils minimal et maximal de quantité d’oxygène OSmin_neuf, OSmax_neuf. Ces données sont stockées dans sa mémoire.Immediately after starting the engine, this method comprises a step E0 during which the computer 100 acquires the new oxygen storage capacity OSC of the new upstream catalyst 84, as well as the mapping of minimum and maximum thresholds for the quantity of oxygen OS min_neuf , OS max_neuf . This data is stored in its memory.

Il détermine également la valeur courante de la capacité de stockage en oxygène OSC, de la manière décrite ci-dessus, lors de la première phase de lever de pied de la part du conducteur du véhicule.It also determines the current value of the OSC oxygen storage capacity, as described above, during the first phase of lifting the foot from the vehicle driver.

Cette valeur courante de la capacité de stockage en oxygène OSC permet de déterminer le facteur de vieillissement V.This current value of the oxygen storage capacity OSC makes it possible to determine the aging factor V.

Ce facteur est dès lors employé pour mettre à jour la cartographie acquise, en applique ce facteur de vieillissement V à chacune des valeurs qui y sont enregistrées.This factor is then used to update the acquired mapping, by applying this aging factor V to each of the values recorded there.

Cette étape E0 est mise en œuvre une seule fois après chaque démarrage du moteur.This step E0 is implemented only once after each engine start.

Le calculateur 100 est en revanche programmé pour mettre en œuvre les étapes suivantes de manière récursive, c’est-à-dire en boucle et à pas de temps réguliers.The computer 100 is, on the other hand, programmed to implement the following steps recursively, that is to say in a loop and at regular time steps.

La première de ces étapes E1 consiste à acquérir une requête de couple souhaitée et des valeurs des paramètres du moteur.The first of these E1 steps is to acquire a desired torque request and motor parameter values.

La consigne de couple souhaitée correspond par exemple au couple que le conducteur souhaiterait que le moteur développe.The desired torque setting corresponds, for example, to the torque that the driver would like the engine to develop.

Cette requête peut par exemple être calculée compte tenu du régime du moteur et de la position angulaire β de la pédale d’accélérateur 30 (reçus via un capteur de vitesse angulaire et un capteur de position connectés au calculateur 100).This request can for example be calculated taking into account the engine speed and the angular position β of the accelerator pedal 30 (received via an angular speed sensor and a position sensor connected to the computer 100).

Elle peut sinon être calculée autrement, notamment lorsque le véhicule est piloté de façon (partiellement) autonome.Otherwise, it can be calculated differently, particularly when the vehicle is driven (partially) autonomously.

Les valeurs de paramètres du moteur sont par exemple le régime du moteur, le débit des gaz brûlés, la température du catalyseur amont 84…Engine parameter values include, for example, engine speed, exhaust gas flow rate, upstream catalyst temperature, etc.

Au cours d’une étape E2, le calculateur déduit, en fonction des valeurs de débit Qech des gaz brûlés et de température du catalyseur amont 84, la valeur de consigne de stock d’oxygène Ost, en utilisant ici un coefficient K=0,3 notamment si le véhicule roule à vitesse élevée, typiquement sur autoroute, c’est-à-dire si le débit mesuré dépasse un seuil prédéterminé.During a step E2, the computer deduces, based on the flow rate values Qech of the burnt gases and the temperature of the upstream catalyst 84, the oxygen stock setpoint value Ost, here using a coefficient K=0.3 in particular if the vehicle is traveling at high speed, typically on the motorway, i.e. if the measured flow rate exceeds a predetermined threshold.

Au cours d’une troisième étape E3, le calculateur calcule la valeur courante de la quantité d’oxygène OS stockée dans le catalyseur amont 84.During a third step E3, the computer calculates the current value of the quantity of oxygen OS stored in the upstream catalyst 84.

Diverses méthodes de calcul pourraient être employées.Various calculation methods could be employed.

Typiquement, il sera possible d’utiliser celle décrite dans le document FR3033364, qui est basée sur l’équation OS(Rλ) suivante.Typically, it will be possible to use the one described in document FR3033364, which is based on the following equation OS(R λ ).

Dans cette équation, les variables sont définies de la manière suivante.In this equation, the variables are defined as follows.

OS init désigne la quantité d’oxygène stockée à l’instant t0initdu début de l’intégration. Cette quantité sera initialisée à une valeur prédéterminée correspondant par exemple à la saturation du catalyseur en oxygène. Le début de l’intégration correspondra alors à un moment dans lequel on sait que le catalyseur est saturé en oxygène. C’est typiquement le cas quand l’injection de carburant est coupée pendant assez longtemps, notamment lorsque le conducteur lève complètement le pied de la pédale d’accélérateur (« lever de pied »). Cette valeur peut être prédéterminée par des essais préalables.OS init denotes the quantity of oxygen stored at time t0 init of the start of the integration. This quantity will be initialized to a predetermined value corresponding for example to the saturation of the catalyst with oxygen. The start of the integration will then correspond to a time in which we know that the catalyst is saturated with oxygen. This is typically the case when the fuel injection is cut for a long time, in particular when the driver completely lifts his foot off the accelerator pedal ("lifting the foot"). This value can be predetermined by prior tests.

OS désigne la quantité d’oxygène stockée à l’instant courant t0.BONE denotes the quantity of oxygen stored at the current time t0.

On comprend qu’un tel calcul d’intégration sera d’autant moins précis que la durée entre les instants t0initet t0 sera grande, les erreurs se cumulant au cours du temps.It is understood that such an integration calculation will be all the less precise as the duration between the instants t0 init and t0 is great, the errors accumulating over time.

Il est alors de préférence prévu des moyens de réinitialisation de la valeur de la quantité d’oxygène stockée OS calculée, basés sur la mesure effectuée par la sonde intermédiaire 41.Means are then preferably provided for resetting the value of the quantity of stored oxygen OS calculated, based on the measurement carried out by the intermediate probe 41.

Plus précisément, tant que la richesse reste à l’intérieur d’une plage comprise entre un seuil minimal et un seuil maximal, le calcul de la quantité d’oxygène stockée OS se poursuit par la méthode de calcul intégral exposée ci-dessus.More precisely, as long as the richness remains within a range between a minimum and a maximum threshold, the calculation of the quantity of oxygen stored OS continues by the integral calculation method explained above.

Cependant, si la tension délivrée par la sonde intermédiaire 41 atteint sa valeur extrême basse, la quantité d’oxygène stockée OS est immédiatement réinitialisée à une valeur égale au seuil maximal de quantité d’oxygène OSmax. De la même manière, si la tension délivrée par la sonde intermédiaire 41 atteint sa valeur extrême haute, la quantité d’oxygène stockée OS est immédiatement réinitialisée à une valeur égale au seuil minimal de quantité d’oxygène OSmin.However, if the voltage delivered by the intermediate probe 41 reaches its extreme low value, the quantity of oxygen stored OS is immediately reset to a value equal to the maximum threshold of quantity of oxygen OS max . In the same way, if the voltage delivered by the intermediate probe 41 reaches its extreme high value, the quantity of oxygen stored OS is immediately reset to a value equal to the minimum threshold of quantity of oxygen OS min .

Cette réinitialisation permet de pallier les erreurs d’arrondis et d’écarts de mesures de richesse cumulées qui peuvent fausser le calcul intégral.This reset makes it possible to compensate for rounding errors and deviations in cumulative wealth measurements which can distort the integral calculation.

On notera que cette réinitialisation n’exclut pas la possibilité de réinitialiser aussi le calcul de la quantité d’oxygène stockée OS à la valeur de la capacité de stockage en oxygène OSC après une phase de levée de pied assez longue, ou à la valeur nulle après une phase d’enfoncement complet de la pédale assez longue.It should be noted that this reset does not exclude the possibility of also resetting the calculation of the quantity of oxygen stored OS to the value of the oxygen storage capacity OSC after a fairly long foot lifting phase, or to the zero value after a fairly long full pedal depression phase.

Au cours d’une étape E4, le calculateur détermine une consigne de richesse Cλ.During a step E4, the calculator determines a richness setpoint C λ .

Cette consigne de richesse Cλest égale à la somme d’une consigne de base Cλ 0et d’un coefficient de correction αλ.This richness setpoint C λ is equal to the sum of a basic setpoint C λ 0 and a correction coefficient α λ .

La consigne de base correspond typiquement à une richesse égale à 1 (mélange stœchiométrique).The basic instruction typically corresponds to a richness equal to 1 (stoichiometric mixture).

Dans le cadre d’une stratégie dite standard, le coefficient de correction αλest utilisé pour tenir compte de la quantité d’oxygène stockée OS dans le catalyseur amont 84, afin de la maintenir sensiblement égale à la consigne de stock d’oxygène OSt.In the context of a so-called standard strategy, the correction coefficient α λ is used to take into account the quantity of oxygen stored OS in the upstream catalyst 84, in order to keep it substantially equal to the oxygen stock setpoint OSt.

Dans le cadre d’une stratégie dite d’exception qui sera décrite plus loin dans cet exposé, le coefficient de correction αλest calculé autrement, pour rétablir un défaut d’oxygène dans les deux catalyseurs 84,86.In the context of a so-called exception strategy which will be described later in this presentation, the correction coefficient α λ is calculated differently, to restore an oxygen defect in the two catalysts 84,86.

On peut tout d’abord s’intéresser à la stratégie standard.We can first look at the standard strategy.

Dans le cadre de cette stratégie, le calculateur 100 utilise une boucle d’asservissement illustrée sur laFIG. 3pour déterminer ce coefficient de correction αλ.As part of this strategy, the computer 100 uses a control loop illustrated in the FIG. 3 to determine this correction coefficient α λ .

Cette boucle comporte un régulateur R1 (par exemple de type proportionnel intégral) calculant un coefficient de correction préliminaire αλ 0en fonction d’un écart ε2 entre, d’une part, la valeur de la quantité d’oxygène stockée OS dans le catalyseur amont 84, et d’autre part, la consigne de stock d’oxygène OSt.This loop includes a regulator R1 (for example of the proportional-integral type) calculating a preliminary correction coefficient α λ 0 as a function of a difference ε2 between, on the one hand, the value of the quantity of oxygen stored OS in the upstream catalyst 84, and on the other hand, the oxygen stock setpoint OSt.

En variante, le régulateur R1 peut présenter une fonction de transfert telle que celle qui est décrite dans la publication FR-A1-3033364. Plus précisément, en dehors d’une plage d’écart ε2 comprenant la valeur 0, la correction de consigne de richesse αλ est saturée à une valeur constante négative (lorsque l’écart est en dessous de cette plage) ou positive (lorsque l’écart est au-dessus de cette plage). Au contraire, à l’intérieur de la plage d’écart, le coefficient de correction préliminaire αλ 0est une fonction continue, croissante et affine par parties de l’écart ε2.Alternatively, the regulator R1 may have a transfer function such as that described in publication FR-A1-3033364. More specifically, outside a deviation range ε2 including the value 0, the richness setpoint correction αλ is saturated at a constant negative value (when the deviation is below this range) or positive (when the deviation is above this range). On the contrary, within the deviation range, the preliminary correction coefficient α λ 0 is a continuous, increasing and affine function by parts of the deviation ε2.

Dans le cadre de la stratégie standard, le coefficient de correction αλest considéré égal au coefficient de correction préliminaire αλ 0.Under the standard strategy, the correction coefficient α λ is considered equal to the preliminary correction coefficient α λ 0 .

Le calculateur obtient ainsi la consigne de richesse Cλen incrémentant la consigne de base Cλ0de la valeur du coefficient de correction αλ.The calculator thus obtains the richness setpoint C λ by incrementing the basic setpoint C λ0 by the value of the correction coefficient α λ .

Au cours d’une étape E5, le calculateur 100 déduit, en fonction des données acquises et calculées, des consignes de pilotage des organes du moteur 1. Ces consignes sont déterminées de façon à régler le débit d’air frais et le débit de carburant à des valeurs souhaitées.During a step E5, the computer 100 deduces, based on the acquired and calculated data, control instructions for the components of the engine 1. These instructions are determined so as to adjust the fresh air flow and the fuel flow to desired values.

En pratique, le débit d’air frais est régulé en fonction de la position de la pédale d’accélérateur.In practice, the flow of fresh air is regulated according to the position of the accelerator pedal.

Le débit de carburant est quant à lui régulé de telle sorte que la richesse Rλdu mélange admis dans les cylindres 11 (dioxygène et carburant) reste sensiblement égale à la consigne de richesse Cλ.The fuel flow is regulated so that the richness R λ of the mixture admitted into the cylinders 11 (oxygen and fuel) remains substantially equal to the richness setpoint C λ .

Pour cela, le calculateur 100 utilise ici une seconde boucle de rétroaction illustrée sur laFIG. 3.For this, the calculator 100 uses here a second feedback loop illustrated on the FIG. 3 .

Cette seconde boucle de rétroaction reçoit en entrée la richesse Rλmesurée par la sonde amont 40 et la consigne de richesse Cλ. Elle offre en sortie une consigne de débit de carburant à injecter, se présentant ici sous la forme d’une consigne Tide durée d’ouverture des injecteurs 64 à chaque cycle.This second feedback loop receives as input the richness R λ measured by the upstream probe 40 and the richness setpoint C λ . It provides as output a fuel flow setpoint to be injected, presented here in the form of a setpoint T i for the duration of opening of the injectors 64 at each cycle.

L’écart ε entre la richesse Rλmesurée et la consigne de richesse Cλpermet, en utilisant un régulateur R0 (par exemple de type proportionnel intégral), de déterminer une valeur de correction Tcde la durée d’ouverture des injecteurs 64.The difference ε between the measured richness R λ and the richness setpoint C λ makes it possible, using a regulator R0 (for example of the proportional-integral type), to determine a correction value T c for the opening time of the injectors 64.

La consigne Tide durée d’ouverture transmise aux injecteurs 64 est alors égale à la somme de cette valeur de correction Tcet d’une valeur tiprédéterminée (qui correspond à la richesse stœchiométrique, compte tenu du point de fonctionnement du moteur, c’est-à-dire de son régime et de sa charge).The opening duration setpoint T i transmitted to the injectors 64 is then equal to the sum of this correction value T c and a predetermined value t i (which corresponds to the stoichiometric richness, taking into account the operating point of the engine, i.e. its speed and its load).

En résumé, le réglage de la richesse du mélange injecté dans les cylindres 11 est effectué en régulant la quantité d’oxygène dans le catalyseur amont 84, en s’appuyant pour cela sur une régulation de la richesse mesurée en amont de ce catalyseur.In summary, the adjustment of the richness of the mixture injected into the cylinders 11 is carried out by regulating the quantity of oxygen in the upstream catalyst 84, relying for this on a regulation of the richness measured upstream of this catalyst.

De ce fait, en règle générale, la quantité d’oxygène OS stockée dans le catalyseur amont 84 peut être stable et, en pratique, assez faible afin d’éviter que ne se produisent des fuites d’oxydes d’azote (lesquelles se produisent plus vite que celle de monoxyde de carbone lorsque la quantité d’oxygène stockée sort de la plage OSmin-OSmaxcalculée). On constate alors qu’en règle générale, la quantité d’oxygène stockée dans le catalyseur aval est au contraire assez élevée (puisque les réactions de réduction des oxydes d’azote ne s’y produisent que peu).Therefore, as a general rule, the quantity of oxygen OS stored in the upstream catalyst 84 can be stable and, in practice, quite low in order to avoid nitrogen oxide leaks (which occur more quickly than that of carbon monoxide when the quantity of oxygen stored goes outside the calculated OS min -OS max range). It is then noted that, as a general rule, the quantity of oxygen stored in the downstream catalyst is, on the contrary, quite high (since the nitrogen oxide reduction reactions only occur in small quantities there).

Cette stratégie standard de régulation de la richesse du mélange d’admission est en pratique mise en œuvre en boucle tant que trois conditions cumulatives ne sont pas simultanément remplies. Dans le cas contraire, la stratégie d’exception, différente de la stratégie standard, est mise en œuvre.This standard strategy for regulating the intake mixture richness is in practice implemented in a loop as long as three cumulative conditions are not simultaneously met. Otherwise, the exception strategy, different from the standard strategy, is implemented.

Les trois conditions correspondent à une situation dans laquelle le moteur fonctionne à haut débit pendant une durée importante (typiquement quand le véhicule est sur autoroute). Elles sont les suivantes.The three conditions correspond to a situation in which the engine operates at high output for a significant period of time (typically when the vehicle is on the highway). They are as follows.

La première condition est que la richesse des gaz brûlés mesurée par la sonde intermédiaire 41 soit élevée, ce qui signifie que ces gaz comportent en aval du catalyseur amont 84 une teneur anormale de monoxyde de carbone CO. Cette première condition est satisfaite dès lors que cette richesse passe au-dessus d’un seuil d’activation, puis demeure ensuite supérieure à un seuil de désactivation, qui est inférieur au seuil d’activation.The first condition is that the richness of the burnt gases measured by the intermediate probe 41 is high, which means that these gases contain an abnormal content of carbon monoxide CO downstream of the upstream catalyst 84. This first condition is satisfied when this richness passes above an activation threshold, then remains above a deactivation threshold, which is lower than the activation threshold.

La deuxième condition est que la richesse des gaz brûlés mesurée par la sonde aval 42 soit élevée, ce qui signifie que ces gaz comportent en aval du catalyseur aval 86 une teneur anormale de monoxyde de carbone CO. Cette deuxième condition est satisfaite dès lors que cette richesse passe au-dessus d’un seuil d’activation, puis demeure ensuite supérieure à un seuil de désactivation, qui est inférieur au seuil d’activation.The second condition is that the richness of the burnt gases measured by the downstream probe 42 is high, which means that these gases contain an abnormal content of carbon monoxide CO downstream of the downstream catalyst 86. This second condition is satisfied when this richness passes above an activation threshold, then remains above a deactivation threshold, which is lower than the activation threshold.

La troisième condition est que le débit Qechdes gaz brûlés soit élevé. Cette troisième condition est satisfaite dès lors que ce débit dépasse un seuil d’activation Saechpuis reste supérieur à un seuil de désactivation Sdech, qui est inférieur au seuil d’activation.The third condition is that the flow rate Q ech of the burnt gases is high. This third condition is satisfied when this flow rate exceeds an activation threshold Sa ech and then remains higher than a deactivation threshold Sd ech , which is lower than the activation threshold.

Uniquement si ces trois conditions sont simultanément remplies, la stratégie d’exception est mise en œuvre. Elle consiste alors à interrompre la régulation de la quantité d’oxygène stockée OS selon ladite consigne de stockage d’oxygène Ost. Autrement formulé, le coefficient de correction αλn’est alors plus considéré égal au coefficient de correction préliminaire αλ 0(FIG. 3).Only if these three conditions are simultaneously met, the exception strategy is implemented. It then consists of interrupting the regulation of the quantity of oxygen stored OS according to the said oxygen storage setpoint Ost. In other words, the correction coefficient α λ is then no longer considered equal to the preliminary correction coefficient α λ 0 ( FIG. 3 ).

Au contraire, selon la stratégie d’exception, le coefficient de correction αλest déterminé en fonction de la dernière valeur du coefficient de correction préliminaire prise avant que les trois conditions précitées ne soient simultanément remplies. Cette dernière valeur est notéeα λ 0.On the contrary, according to the exception strategy, the correction coefficient α λ is determined based on the last value of the preliminary correction coefficient taken before the three aforementioned conditions are simultaneously met. This last value is denoted α λ 0 .

Plus précisément, le coefficient de correction αλest déterminé en soustrayant un correctif c0à cette dernière valeurα λ 0.More precisely, the correction coefficient α λ is determined by subtracting a correction c 0 from this last value α λ 0 .

Le correctif c0présente de préférence une valeur variable, en fonction du débit Qech de gaz brûlés et de la richesse des gaz brûlés mesurée par la sonde intermédiaire 41. L’idée est en effet qu’il soit d’autant plus grand que le débit est grand, et d’autant plus grand que la richesse est élevée. A contrario, il est d’autant plus petit que la richesse diminue, de façon à éviter de provoquer la situation inverse, c’est-à-dire des fuites d’oxydes d’azote.The correction c 0 preferably has a variable value, depending on the flow rate Qech of burnt gases and the richness of the burnt gases measured by the intermediate probe 41. The idea is in fact that it is all the greater as the flow rate is high, and all the greater as the richness is high. Conversely, it is all the smaller as the richness decreases, so as to avoid causing the opposite situation, i.e. leaks of nitrogen oxides.

La valeur de ce correctif peut varier de façon continue ou par paliers.The value of this correction can vary continuously or in steps.

L’absence de régulation de la quantité d’oxygène stockée OS sur sa cible OSt habituelle permet alors d’appauvrir le mélange d’admission de façon à stocker à nouveau de l’oxygène dans le catalyseur amont 84, afin que le traitement des gaz brûlés, plus particulièrement le traitement du monoxyde de carbone CO, puisse à nouveau s’opérer de façon normale.The absence of regulation of the quantity of oxygen stored OS on its usual target OSt then makes it possible to impoverish the intake mixture so as to store oxygen again in the upstream catalyst 84, so that the treatment of the burnt gases, more particularly the treatment of carbon monoxide CO, can once again operate normally.

On notera que lorsque les trois conditions ne sont plus simultanément remplies, la détermination du coefficient de correction αλsera reprise de façon standard, en régulant la quantité d’oxygène stockée OS selon ladite consigne de stockage d’oxygène Ost. Toutefois, au moment de la reprise de la stratégie standard, on pourra appliquer une transition particulière afin d’éviter que le calculateur régule mal la quantité d’oxygène.It should be noted that when the three conditions are no longer simultaneously met, the determination of the correction coefficient α λ will be resumed in a standard manner, by regulating the quantity of oxygen stored OS according to the said oxygen storage setpoint Ost. However, when resuming the standard strategy, a special transition can be applied to prevent the computer from regulating the quantity of oxygen incorrectly.

En effet, tant que les trois conditions sont remplies, le moteur est piloté de façon que le catalyseur amont se remplisse à nouveau d’oxygène. Le modèle de calcul de la quantité d’oxygène stockée OS, qui est basé sur un calcul d’intégration, risque donc à la reprise de la régulation de considérer que la quantité d’oxygène stockée OS est très élevé et de régler le mélange d’admission avec une richesse trop élevée, ce qui serait contre-productif.In fact, as long as the three conditions are met, the engine is controlled so that the upstream catalyst is refilled with oxygen. The model for calculating the quantity of oxygen stored OS, which is based on an integration calculation, therefore risks, when regulation resumes, considering that the quantity of oxygen stored OS is very high and adjusting the intake mixture with too high a richness, which would be counterproductive.

La transition consiste alors ici, au moment de la reprise de la stratégie standard, à recalibrer la valeur de la quantité d’oxygène stockée OS en lui assignant la valeur de la consigne de quantité d’oxygène OSt.The transition then consists here, at the time of resuming the standard strategy, of recalibrating the value of the quantity of oxygen stored OS by assigning it the value of the quantity of oxygen OSt setpoint.

Sur laFIG. 4, on a représenté par quatre courbes les variations au cours du temps t de quatre paramètres permettant de bien illustrer l’invention.On the FIG. 4 , we have represented by four curves the variations over time t of four parameters allowing us to clearly illustrate the invention.

Ces paramètres sont, de haut en bas, le débit Qech des gaz brûlés traversant le catalyseur amont 84, la tension U41du signal émis par la sonde intermédiaire 41, la tension U4 2du signal émis par la sonde aval 42, et la consigne de richesse Cλ.These parameters are, from top to bottom, the flow rate Qech of the burnt gases passing through the upstream catalyst 84, the voltage U 41 of the signal emitted by the intermediate probe 41, the voltage U 4 2 of the signal emitted by the downstream probe 42, and the richness setpoint C λ .

Avant un instant t1, le débit Qech reste modéré. Les deux tensions restent en outre inférieures à des seuils d’activation Sa41, Sa42(ce qui signifie que les richesses mesurées par les sondes restent inférieures à des seuils d’activation correspondant). Par conséquent, les trois conditions ne sont pas remplies et le procédé se déroule selon la stratégie standard, c’est-à-dire en considérant que le coefficient de correction αλest égal au coefficient de correction préliminaire αλ 0.Before a time t 1 , the flow rate Qech remains moderate. The two voltages also remain below activation thresholds Sa 41 , Sa 42 (which means that the richnesses measured by the probes remain below corresponding activation thresholds). Consequently, the three conditions are not met and the process proceeds according to the standard strategy, i.e. considering that the correction coefficient α λ is equal to the preliminary correction coefficient α λ 0 .

A l’instant t1, le débit Qech augmente, mais les seuils d’activation Sa41, Sa42ne sont pas dépassés par les tensions. On remarque toutefois que cette augmentation de débit provoque tout d’abord l’augmentation de la tension U41puis de la tension U4 2.At time t 1 , the flow rate Qech increases, but the activation thresholds Sa 41 , Sa 42 are not exceeded by the voltages. However, we note that this increase in flow rate first causes an increase in voltage U 41 and then in voltage U 4 2 .

A l’instant t2, les trois conditions sont remplies. Dès lors, la stratégie standard s’interrompt et le coefficient de correction αλest déterminé en soustrayant le correctif c0à la dernière valeurα λ 0.At time t 2 , all three conditions are met. From then on, the standard strategy is interrupted and the correction coefficient α λ is determined by subtracting the correction c 0 from the last value α λ 0 .

On constate que la consigne de richesse Cλdiminue alors brutalement, ce qui permet d’accroître la teneur en oxygène des gaz brûlés afin de faire remonter le stock d’oxygène du catalyseur amont 84.We note that the richness setpoint C λ then decreases abruptly, which makes it possible to increase the oxygen content of the burnt gases in order to increase the oxygen stock in the upstream catalyst 84.

A l’instant t3, l’une au moins des trois conditions n’est plus remplie, ici parce que la tension U41passe sous le seuil de désactivation Sd41. En variante, ce pourrait être la tension U4 2qui passe tout d’abord sous le seuil de désactivation Sd4 2(bien que cette situation sera pour le moins peu fréquente). Encore en variante, ce pourra être le débit Qech qui passera sous le seuil de désactivation Sdech.At time t 3 , at least one of the three conditions is no longer met, here because the voltage U 41 falls below the deactivation threshold Sd 41 . Alternatively, it could be the voltage U 4 2 which first falls below the deactivation threshold Sd 4 2 (although this situation will be at least infrequent). As a further alternative, it could be the flow rate Qech which falls below the deactivation threshold Sd ech .

Quoi qu’il en soit, à cet instant, la régulation standard reprend, en recalibrant au préalable la valeur de la quantité d’oxygène stockée OS.In any case, at this moment, the standard regulation resumes, by first recalibrating the value of the quantity of oxygen stored OS.

A ce stade, on pourra noter que les seuils de désactivation seront chacune inférieur strictement au seuil d’activation correspondant, ce qui évitera d’osciller entre la stratégie standard et la stratégie d’exception.At this stage, it can be noted that the deactivation thresholds will each be strictly lower than the corresponding activation threshold, which will avoid oscillating between the standard strategy and the exception strategy.

La présente invention n’est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté, mais l’homme du métier saura y apporter toute variante conforme à l’invention.The present invention is in no way limited to the embodiment described and shown, but those skilled in the art will be able to make any variation in accordance with the invention.

Typiquement, dans le mode de réalisation décrit et représenté, la stratégie d’exception démarre lorsque les trois conditions sont remplies. En pratique, on pourra utiliser seulement deux conditions pour déclencher la stratégie d’exception, celle requérant un haut débit de gaz brûlés et celle requérant une tension élevée en sortie de la sonde aval 42. En effet, il sera très rare que la tension de la sonde aval 42 dépasse son seuil d’activation sans que la tension de la sonde intermédiaire 41 ne l’ait elle-même dépassé.Typically, in the embodiment described and shown, the exception strategy starts when the three conditions are met. In practice, only two conditions can be used to trigger the exception strategy, the one requiring a high flow rate of burnt gases and the one requiring a high voltage at the output of the downstream probe 42. Indeed, it will be very rare for the voltage of the downstream probe 42 to exceed its activation threshold without the voltage of the intermediate probe 41 itself having exceeded it.

Claims (10)

Procédé de réglage de la richesse d’un mélange d’air frais et de carburant injecté dans une chambre de combustion d’un moteur à combustion interne (1) de type à allumage commandé qui comporte une ligne d’échappement (80) de gaz brûlés équipée d’un premier catalyseur (84), d’un second catalyseur (86) situé en aval du premier catalyseur (84), ainsi que d’une sonde de richesse amont (40) située en amont du premier catalyseur (84), d’une sonde de richesse intermédiaire (41) située entre le premier et le second catalyseurs (84, 86), et d’une sonde de richesse aval (42) située en aval du second catalyseur (86), le procédé de réglage étant mis en œuvre par un calculateur (100) et comprenant :
- une étape d’acquisition de la richesse (Rλ) des gaz brûlés mesurée par la sonde amont (40),
- une étape de calcul d’une consigne de richesse (Cλ), et
- une étape de détermination d’un paramètre de pilotage (Ti) du moteur à combustion interne (1) pour réguler la richesse des gaz brûlés acquise selon ladite consigne de richesse (Cλ),
caractérisé en ce que la consigne de richesse (Cλ) varie en fonction du débit des gaz d’échappement (Qech), de la richesse des gaz brûlés mesurée par la sonde intermédiaire (41) et de la richesse des gaz brûlés mesurée par la sonde aval (42).
Method for adjusting the richness of a mixture of fresh air and fuel injected into a combustion chamber of an internal combustion engine (1) of the spark-ignition type which comprises an exhaust line (80) of burnt gases equipped with a first catalyst (84), a second catalyst (86) located downstream of the first catalyst (84), as well as an upstream richness probe (40) located upstream of the first catalyst (84), an intermediate richness probe (41) located between the first and second catalysts (84, 86), and a downstream richness probe (42) located downstream of the second catalyst (86), the adjustment method being implemented by a computer (100) and comprising:
- a step of acquiring the richness (R λ ) of the burnt gases measured by the upstream probe (40),
- a step of calculating a richness setpoint (C λ ), and
- a step of determining a control parameter (T i ) of the internal combustion engine (1) to regulate the richness of the burnt gases acquired according to said richness setpoint (C λ ),
characterized in that the richness setpoint (C λ ) varies as a function of the exhaust gas flow rate (Qech), the richness of the burnt gases measured by the intermediate probe (41) and the richness of the burnt gases measured by the downstream probe (42).
Procédé de réglage selon la revendication 1, dans lequel il est prévu : - une étape de calcul d’une quantité d’oxygène stockée (OS) dans le premier catalyseur (84),
- une étape de détermination d’une consigne de stockage d’oxygène (OSt) dans le premier catalyseur (84), et
dans lequel la consigne de richesse (Cλ) est calculée en sommant une consigne de base (Cλ 0) correspondant à un mélange stœchiométrique et un coefficient de correction (αλ) déterminé comme égal à un coefficient de régulation préliminaire (αλ 0) en régulant ladite quantité d’oxygène stockée (OS) selon ladite consigne de stockage d’oxygène (OSt).
Adjustment method according to claim 1, in which the following is provided: - a step of calculating a quantity of oxygen stored (OS) in the first catalyst (84),
- a step of determining an oxygen storage setpoint (OSt) in the first catalyst (84), and
in which the richness setpoint (C λ ) is calculated by summing a basic setpoint (C λ 0 ) corresponding to a stoichiometric mixture and a correction coefficient (α λ ) determined as equal to a preliminary regulation coefficient (α λ 0 ) by regulating said quantity of stored oxygen (OS) according to said oxygen storage setpoint (OSt).
Procédé de réglage selon la revendication 2, dans lequel il est prévu :
- une étape d’acquisition d’un débit (Qech) des gaz brûlés traversant le premier catalyseur (84),
- une étape d’acquisition d’une température du premier catalyseur (84),
- une étape de détermination d’un seuil minimal de quantité d’oxygène (OSmin) et d’un seuil maximal de quantité d’oxygène (OSmax) en fonction dudit débit (Qech) et de ladite température, et
dans lequel ladite consigne de stock d’oxygène (OSt) est choisie à l’intérieur d’une plage comprise entre ledit seuil minimal de quantité d’oxygène (OSmin) et ledit seuil maximal de quantité d’oxygène (OSm ax), préférentiellement plus proche du seuil minimal de quantité d’oxygène (OSmin) que du seuil maximal de quantité d’oxygène (OSm ax).
Adjustment method according to claim 2, in which it is provided:
- a step of acquiring a flow rate (Q ech ) of the burnt gases passing through the first catalyst (84),
- a step of acquiring a temperature of the first catalyst (84),
- a step of determining a minimum threshold of oxygen quantity (OS min ) and a maximum threshold of oxygen quantity (OS max ) as a function of said flow rate (Q ech ) and said temperature, and
wherein said oxygen stock setpoint (OSt) is chosen within a range between said minimum oxygen quantity threshold (OS min ) and said maximum oxygen quantity threshold (OS m ax ), preferably closer to the minimum oxygen quantity threshold (OS min ) than to the maximum oxygen quantity threshold (OS m ax ).
Procédé de réglage selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel il est prévu une étape d’acquisition d’un débit (Qech) des gaz brûlés traversant le premier catalyseur (84), et dans lequel la consigne de richesse (Cλ) varie en fonction de la richesse des gaz brûlés mesurée par la sonde intermédiaire (41) et de la richesse des gaz brûlés mesurée par la sonde aval (42) uniquement si le débit (Qech) dépasse un seuil (Saech).Adjustment method according to one of claims 1 to 3, in which a step of acquiring a flow rate (Q ech ) of the burnt gases passing through the first catalyst (84) is provided, and in which the richness setpoint (C λ ) varies as a function of the richness of the burnt gases measured by the intermediate probe (41) and the richness of the burnt gases measured by the downstream probe (42) only if the flow rate (Q ech ) exceeds a threshold (Sa ech ). Procédé de réglage selon les revendications 3 et 4, dans lequel il est prévu de :
- vérifier si trois conditions sont simultanément remplies, une première condition étant que la richesse des gaz brûlés mesurée par la sonde intermédiaire (41) est riche, une deuxième condition étant que la richesse des gaz brûlés mesurée par la sonde aval (42) est riche, et une troisième condition étant que le débit (Qech) dépasse ledit seuil (Saech), et
- si les trois conditions sont simultanément remplies, interrompre la détermination du coefficient de correction (αλ) comme égal au coefficient de régulation préliminaire (αλ 0) obtenu en régulant ladite quantité d’oxygène stockée (OS) selon ladite consigne de stockage d’oxygène (OSt), et déterminer le coefficient de correction (αλ) en fonction de la dernière valeur du coefficient de correction (αλ) présente juste avant que les trois conditions précitées ne soient simultanément remplies.
Adjustment method according to claims 3 and 4, in which it is provided to:
- checking whether three conditions are simultaneously met, a first condition being that the richness of the burnt gases measured by the intermediate probe (41) is rich, a second condition being that the richness of the burnt gases measured by the downstream probe (42) is rich, and a third condition being that the flow rate (Q ech ) exceeds said threshold (Sa ech ), and
- if the three conditions are simultaneously met, interrupt the determination of the correction coefficient (α λ ) as equal to the preliminary regulation coefficient (α λ 0 ) obtained by regulating said quantity of stored oxygen (OS) according to said oxygen storage setpoint (OSt), and determine the correction coefficient (α λ ) as a function of the last value of the correction coefficient (α λ ) present just before the three aforementioned conditions are simultaneously met.
Procédé de réglage selon la revendication 5, dans lequel si les trois conditions sont simultanément remplies, le coefficient de correction (αλ) est déterminé en soustrayant un correctif (c0) à ladite dernière valeur du coefficient de correction (αλ).Adjustment method according to claim 5, wherein if the three conditions are simultaneously fulfilled, the correction coefficient (α λ ) is determined by subtracting a correction (c 0 ) from said last value of the correction coefficient (α λ ). Procédé de réglage selon la revendication 6, dans lequel le correctif (c0) varie en fonction dudit débit (Qech) et de la richesse des gaz brûlés mesurée par la sonde intermédiaire (41).Adjustment method according to claim 6, in which the corrective (c 0 ) varies as a function of said flow rate (Qech) and the richness of the burnt gases measured by the intermediate probe (41). Procédé de réglage selon l’une des revendications 5 à 7, dans lequel, dès que les trois conditions ne sont plus simultanément remplies, la détermination du coefficient de correction (αλ) est reprise en régulant ladite quantité d’oxygène stockée (OS) selon ladite consigne de stockage d’oxygène (OSt), la valeur de la quantité d’oxygène stockée (OS) étant corrigée au moment de la reprise de la régulation.Adjustment method according to one of claims 5 to 7, in which, as soon as the three conditions are no longer simultaneously met, the determination of the correction coefficient (α λ ) is resumed by regulating said quantity of stored oxygen (OS) according to said oxygen storage setpoint (OSt), the value of the quantity of stored oxygen (OS) being corrected at the time of resumption of regulation. Procédé de réglage selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel ledit paramètre de pilotage (Ti) est une durée d’injection de carburant dans la chambre de combustion à chaque cycle de fonctionnement du moteur à combustion interne (1).Adjustment method according to one of claims 1 to 8, in which said control parameter (T i ) is a duration of fuel injection into the combustion chamber at each operating cycle of the internal combustion engine (1). Moteur à combustion interne (1) de type à allumage commandé comportant :
- une chambre de combustion,
- une ligne d’échappement (80) de gaz brûlés hors de la chambre de combustion qui est équipée d’un premier catalyseur (84), d’un second catalyseur (86) situé en aval du premier catalyseur (84), ainsi que d’une sonde de richesse amont (40) située en amont du premier catalyseur (84), d’une sonde de richesse intermédiaire (41) située entre le premier et le second catalyseurs (84, 86), et d’une sonde de richesse aval (42) située en aval du second catalyseur (84, 86), et
- un calculateur programmé à mettre en œuvre un procédé de réglage conforme à l’une des revendications 1 à 9.
Internal combustion engine (1) of the spark-ignition type comprising:
- a combustion chamber,
- an exhaust line (80) for gases burned out of the combustion chamber which is equipped with a first catalyst (84), a second catalyst (86) located downstream of the first catalyst (84), as well as an upstream richness probe (40) located upstream of the first catalyst (84), an intermediate richness probe (41) located between the first and second catalysts (84, 86), and a downstream richness probe (42) located downstream of the second catalyst (84, 86), and
- a computer programmed to implement an adjustment method in accordance with one of claims 1 to 9.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6463735B2 (en) * 2000-09-01 2002-10-15 Denso Corporation Apparatus for detecting deterioration of exhaust gas purifying catalysts
FR3033364A1 (en) 2015-03-03 2016-09-09 Renault Sa DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING THE WEALTH OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
US20190360416A1 (en) * 2018-05-22 2019-11-28 Volkswagen Aktiengesellschaft Method and device for exhaust gas aftertreatment in an internal combustion engine
EP2438285B1 (en) * 2009-06-03 2020-11-25 PSA Automobiles SA Method and system of a catalyst stimulation
FR3101110A1 (en) 2019-09-19 2021-03-26 Renault Sas PROCESS FOR ADJUSTING THE RICHNESS OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH CONTROL IGNITION
FR3101673A1 (en) * 2019-10-07 2021-04-09 Renault S.A.S. Method of adjusting the richness of a spark-ignition internal combustion engine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6463735B2 (en) * 2000-09-01 2002-10-15 Denso Corporation Apparatus for detecting deterioration of exhaust gas purifying catalysts
EP2438285B1 (en) * 2009-06-03 2020-11-25 PSA Automobiles SA Method and system of a catalyst stimulation
FR3033364A1 (en) 2015-03-03 2016-09-09 Renault Sa DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING THE WEALTH OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
US20190360416A1 (en) * 2018-05-22 2019-11-28 Volkswagen Aktiengesellschaft Method and device for exhaust gas aftertreatment in an internal combustion engine
FR3101110A1 (en) 2019-09-19 2021-03-26 Renault Sas PROCESS FOR ADJUSTING THE RICHNESS OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH CONTROL IGNITION
FR3101673A1 (en) * 2019-10-07 2021-04-09 Renault S.A.S. Method of adjusting the richness of a spark-ignition internal combustion engine

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