FR2833300A1 - Procede d'exploitation de dispositifs d'epuration des gaz d'echappement - Google Patents

Procede d'exploitation de dispositifs d'epuration des gaz d'echappement Download PDF

Info

Publication number
FR2833300A1
FR2833300A1 FR0215671A FR0215671A FR2833300A1 FR 2833300 A1 FR2833300 A1 FR 2833300A1 FR 0215671 A FR0215671 A FR 0215671A FR 0215671 A FR0215671 A FR 0215671A FR 2833300 A1 FR2833300 A1 FR 2833300A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
exhaust gas
exhaust
catalyst
nox
sulfur
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
FR0215671A
Other languages
English (en)
Inventor
Ekkehard Pott
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.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
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 Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Publication of FR2833300A1 publication Critical patent/FR2833300A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/027—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/0275—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus the exhaust gas treating apparatus being a NOx trap or adsorbent
    • F02D41/028—Desulfurisation of NOx traps or adsorbent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409—Nitrogen oxides
    • B01D53/9431—Processes characterised by a specific device
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9445—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC]
    • B01D53/9454—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC] characterised by a specific device
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9495—Controlling the catalytic process
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0814—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents combined with catalytic converters, e.g. NOx absorption/storage reduction catalysts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0842—Nitrogen oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1439—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
    • F02D41/1441—Plural sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D2041/1468—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an ammonia content or concentration of the exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/024—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/0255—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus to accelerate the warming-up of the exhaust gas treating apparatus at engine start
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1452—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being a COx content or concentration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1454—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1459—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being a hydrocarbon content or concentration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/146—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an NOx content or concentration
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Les valeurs d'émission d'au moins l'un des composants CO, CO2 , H2O, NH3 , CH4 , H2 des gaz ou d'au moins deux des composants HC, NOx , CO, CO2 , H2O, NH3 , CH4 , O2 , H2 ou d'un polluant contenant du soufre sont mesurées en aval d'au moins une partie du dispositif installé dans un système d'échappement (2), comparées avec des valeurs de consigne et la température de service du dispositif est amenée à varier en fonction du résultat de la comparaison pour optimiser un taux de conversion du dispositif. En présence d'un catalyseur (7) à accumulation de NOx , une valeur lambda de régénération des gaz est amenée à varier. L'invention permet de déterminer un degré de contamination par le soufre d'un tel catalyseur ainsi que l'élimination du soufre de ce catalyseur.

Description

<Desc/Clms Page number 1>
L'invention concerne un procédé d'exploitation de dispositifs d'épuration des gaz d'échappement.
Du fait que les moteurs à combustion interne classiques actuels exigent un post-traitement des gaz d'échappement à cause des émissions brutes relativement importantes de polluants ou d'autres composants indésirables de ces gaz, des dispositifs d'épuration des gaz d'échappement, en particulier des dispositifs catalyseurs, sont installés conjointement avec des capteurs appropriés dans le système d'échappement de ces moteurs.
Pour différencier la perception des émissions de polluants, il est alors connu d'établir séparément les taux d'émission des différents composants des gaz d'échappement. Sous ce rapport, le brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 5 329 764 fait connaître un système de contrôle de moteur servant à optimiser le rendement de conversion d'un dispositif catalyseur installé dans le système d'échappement d'un moteur à combustion interne, qui présente un capteur d'oxydes d'azote (NO,) et un capteur de monoxyde de carbone (CO) et d'hydrocarbures (HC). Les deux capteurs sont installés en aval du dispositif catalyseur. Un signal différentiel qui est généré à partir des signaux des deux capteurs est envoyé comme variable de feedback à un dispositif régulateur de carburant pour régler un rapport air/carburant voulu. Le signal différentiel sert alors de signal correcteur pour le réglage de la valeur lambda des gaz d'échappement, en vue d'atteindre un rendement maximal de conversion du dispositif catalyseur. Toutefois, l'optimisation du régime d'émission que ce système connu doit permettre d'atteindre est limitée à une seule plage pour un rapport stoechiométrique air/carburant, ce qui fait que là aussi, en raison de l'influence exercée par d'autres grandeurs telles que des fuites dans le système d'échappement, une correction imprécise est seule possible.
Le document DE 195 11 548 Al a en outre fait connaître un procédé de réduction du taux d'azote dans les gaz
<Desc/Clms Page number 2>
d'échappement d'un moteur à combustion interne, dans lequel la teneur de ce gaz en hydrocarbures, en monoxyde de carbone ou en oxydes d'azote est mesurée en aval d'un accumulateur d'oxydes d'azote, et il est procédé à une commutation dans chaque cas d'une phase stoechiométrique ou d'exploitation avec enrichissement à une phase d'exploitation avec appauvrissement aussitôt que la teneur en hydrocarbures ou en monoxyde de carbone a dépassé une valeur prescrite ou aussitôt que la teneur en oxydes d'azote s'est abaissée au-dessous d'une valeur prescrite.
Le passage d'une phase d'exploitation avec appauvrissement à une phase stoechiométrique ou phase d'exploitation avec enrichissement s'effectue aussitôt que la teneur mesurée en oxydes d'azote s'élève au-dessus d'une valeur prescrite.
Le brevet allemand nO 195 432 19 a déjà fait connaître un procédé d'exploitation d'un moteur diesel dont le conduit d'échappement est équipé d'un catalyseur à accumulation dans lequel les oxydes d'azote peuvent être absorbés, désorbés et réduits, et d'un capteur disposé en aval du catalyseur à accumulation, servant à détecter la concentration en NOx dans le courant de gaz d'échappement.
Lorsqu'un seuil d'accumulation des oxydes NOx qui varient en fonction de la vitesse de rotation et de la charge a été atteint, ce capteur permet la commutation d'une exploitation avec une valeur lambda supérieure à 1 à une exploitation avec une valeur lambda inférieure à 1. La commande de régénération du catalyseur d'accumulation des oxydes NOx pour lambda < 1 s'effectue au moyen d'un capteur de HC. Ce capteur reconnaît l'intégralité de la régénération dans l'exploitation avec lambda < 1, du fait que les émissions de HC augmentent fortement en service riche, aussitôt que la régénération du catalyseur à accumulation de NOx est achevée. En outre, ce document décrit aussi un système catalyseur structuré comprenant un catalyseur à accumulation des oxydes NOx proche du moteur et un catalyseur de bas de caisse, dans lequel la fenêtre
<Desc/Clms Page number 3>
de température des deux catalyseurs est adaptée à une stratégie de dosage des oxydes NOx et de dosage des hydrocarbures conduite selon la température du gaz d'échappement, et l'absorption, la désorption et la réduction des oxydes NOx peuvent ainsi être effectuées et influencées dans le système de catalyseur. Dans la fenêtre efficace de température du catalyseur à accumulation des
Figure img00030001

oxydes NOx, les hydrocarbures sont réinjectés conformément à la quantité existante de NOx. Au début de la fenêtre de température efficace pour la désorption et la réduction, la réinjection d'hydrocarbures est utilisée rationnellement pour élever la température et modifier la composition du gaz d'échappement.
Figure img00030002
On connaît en outre d'après le brevet européen nO 0 899 563, le document WO 79/47 962, le brevet européen nO 090 941 et le brevet allemand n 198 31 424 des capteurs servant à déterminer la concentration de constituants de gaz d'échappement, en particulier à déterminer la concentration d'un ou plusieurs des gaz NOx, CO, H2 et des hydrocarbures de préférence non saturés. Ces capteurs sont utilisés pour optimiser des réactions de combustion et pour reconnaître des défauts de fonctions de composants. A la différence d'autres types de capteurs connus, en particulier des capteurs appelés sondes lambda pour la détermination de la valeur de l'air sur la base de l'effet Nernst, ils permettent la détermination des valeurs absolues de composants des gaz d'échappement.
Le problème des procédés conformes à l'invention est de permettre une optimisation de l'exploitation d'un dispositif d'épuration des gaz d'échappement avec pour objectif la sûreté des émissions et l'efficacité, notamment en ce qui concerne la durée de vie du dispositif d'épuration des gaz d'échappement et la consommation de carburant.
Ce problème est résolu conformément à l'invention comme suit :
<Desc/Clms Page number 4>
Conformément à l'invention, en vue de l'exploitation d'un dispositif d'épuration des gaz d'échappement installé dans le système d'échappement d'un moteur à combustion interne, les valeurs d'émission de l'un au moins des composants d'échappement CO, CO2, H2O, NH3, CH4, H2, ou d'au moins deux, et de façon optimale d'au moins trois des composants d'échappement HC, NOx, CO, CO2, H2O, NH3, CH4, O2, H2 ou d'un polluant contenant du soufre dans les gaz d'échappement sont mesurées en aval du dispositif d'épuration des gaz d'échappement, comparées avec des valeurs de consigne prédéterminées et, en fonction du résultat de la comparaison, la température d'exploitation du dispositif d'épuration des gaz d'échappement est amenée à varier en vue de l'optimisation d'un taux de conversion de ce dispositif.
Etant donné que le comportement du dispositif d'épuration des gaz d'échappement pour les composants d'échappement NOx, CO, HC, NH3, S02, H2S et COS est fonction, de différentes manières, de la température de service de ce dispositif, le procédé conforme à l'invention rend possible un fonctionnement sensiblement plus efficace du dispositif d'épuration des gaz d'échappement. Une plus grande stabilité de l'exploitation vis-à-vis de perturbations est atteinte lorsque, selon une forme de réalisation appréciée de l'invention, la température d'exploitation du dispositif d'épuration des gaz d'échappement est réglée à une valeur prédéterminée en fonction du résultat de la comparaison. Etant donné qu'à l'intérieur d'une fenêtre de température préétablie, le taux de conversion augmente en même temps que la température d'exploitation du dispositif d'épuration des gaz d'échappement, il est prévu selon une autre forme de réalisation de l'invention que la température d'exploitation de ce dispositif soit élevée jusqu'à ce que le résultat de la comparaison corresponde au passage en
<Desc/Clms Page number 5>
dessous de valeurs prescrites d'émission de l'un au moins des composants des gaz d'échappement.
Selon une forme de réalisation appréciée du procédé de l'invention, la température d'exploitation varie dans la zone d'une phase de light-off du dispositif d'épuration des gaz d'échappement, ce qui permet une optimisation de l'exploitation de ce dispositif compte tenu de cette phase, en particulier de différents taux de conversion pour différents composants des gaz d'échappement.
Dans une autre forme de mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, le dispositif d'épuration des gaz d'échappement comprend au moins un précatalyseur. Dans ce cas, une mesure des valeurs d'émission est effectuée en aval du précatalyseur et le cas échéant en amont d'un second catalyseur installé en série, de préférence un catalyseur à accumulation de NOx, en même temps que le réglage ou la régulation de la valeur lambda des gaz d'échappement arrivant au précatalyseur à une valeur préétablie. On apprécie alors particulièrement une forme de réalisation dans laquelle, à partir d'une valeur lambda supérieure à 1 pour un résultat de comparaison qui correspond à un passage au-dessous des seuils préétablis des valeurs d'émission, les gaz d'échappement sont ramenés à une valeur lambda plus faible, de préférence lambda = 1.
Etant donné que dans la phase de light-off, le taux de conversion dépend fortement de la valeur lambda pour une valeur donnée de la température d'exploitation, le spectre d'émission subit alors une influence particulièrement forte.
Un autre objectif de la présente invention consiste à créer un procédé d'exploitation d'un dispositif d'épuration des gaz d'échappement, dans lequel l'émission de polluants en aval de ce dispositif sert au diagnostic de l'état de service du dispositif d'épuration.
Conformément à l'invention, la température d'exploitation du dispositif d'épuration des gaz d'échappement est
<Desc/Clms Page number 6>
Figure img00060001

déterminée, les valeurs d'émission d'au moins l'un des composants d'échappement CO, CO2, H2O, NH3, CH4, H2 ou d'au moins deux et, dans le cas optimal, d'au moins trois des composants d'échappement HC, NOx, CO, CO2, H2O, NH3, CH4, Os, H2 ou d'un polluant contenant du soufre sont mesurées en aval du dispositif d'épuration, comparées avec des valeurs de consigne dépendant de la valeur de la température d'exploitation et des déductions en matière de pollution sont tirées de la valeur de comparaison. L'invention part du fait connu que chaque taux de conversion se reflète dans les valeurs d'émission des divers composants des gaz d'échappement pour une température donnée d'exploitation d'un dispositif catalyseur, et que l'altération du catalyseur peut à son tour être estimée à partir de ces valeurs.
Dans une forme appréciée de mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, on mesure en outre les valeurs d'émission d'au moins deux des composants mentionnés des gaz d'échappement en amont du dispositif d'épuration de ces gaz et on les compare avec les valeurs d'émission mesurées en aval de ce dispositif et on établit à partir de cette comparaison un rendement d'épuration, en particulier un taux de conversion d'un dispositif catalyseur. Cette façon d'opérer offre une plus grande précision dans la détermination du degré d'altération.
On apprécie un procédé dans lequel la mesure des valeurs d'émission est effectuée dans la zone d'une fenêtre prédéterminée de température du dispositif catalyseur, parce qu'on peut ainsi exploiter la haute efficacité du dispositif catalyseur qui diffère en fonction de la température d'exploitation. On apprécie particulièrement un procédé dans lequel on détermine à partir des valeurs mesurées d'émission la température de light-off du dispositif catalyseur et on la compare avec une valeur de consigne prédéterminée, dépendant en particulier de la valeur lambda des gaz d'échappement, et on tire de la
<Desc/Clms Page number 7>
valeur de comparaison des déductions sur l'altération du catalyseur. Cela permet un diagnostic extrêmement précis d'une altération éventuellement présente du dispositif catalyseur, étant donné que sa température de light-off est décalée en raison de processus de vieillissement.
Pour la variation de la température d'exploitation du dispositif catalyseur, on fait varier de façon appropriée un taux de recyclage des gaz d'échappement, une position de la soupape à papillon, un temps d'allumage, un temps d'injection, une pression de charge, un supplément d'amenée de carburant ou un paramètre similaire.
En vue d'améliorer l'exploitation d'un catalyseur à accumulation de NOx en matière d'émission des oxydes d'azote ainsi que du dioxyde de carbone, des hydrocarbures et de l'ammoniac, on propose un procédé perfectionné de régénération d'un catalyseur à accumulation de NOx.
Conformément à l'invention, les valeurs d'émission d'au moins l'un des composants d'échappement CO, COs, H2O, NH3, CH4, H2 ou d'au moins deux, et dans le cas optimal d'au moins trois des composants d'échappement HC, NOx, CO, CO2, Ho, NH3, CH4, 02, H2 ou d'un polluant contenant du soufre en aval du catalyseur à accumulation de NOx, on compare ces valeurs à des valeurs de consigne préétablies et on fait varier en fonction du résultat de la comparaison une valeur lambda de régénération des gaz d'échappement au moins pendant une phase de régénération. Cela permet une optimisation de la régénération du catalyseur à accumulation de NOx en fonction des valeurs d'émission mesurées des composants d'échappement au nombre de deux au minimum.
Dans une forme de réalisation appréciée de l'invention, la phase de régénération est achevée en fonction de l'instant auquel le résultat de la comparaison correspond à une percée d'un ou plusieurs des composants d'échappement. On évite ainsi une régénération exagérément longue du catalyseur à accumulation de NOx et
<Desc/Clms Page number 8>
l'augmentation consécutive de l'émission de polluants et de la consommation de carburant.
Une adaptation des paramètres du processus de régénération à l'état du catalyseur à accumulation de NOx, en particulier aux phénomènes de vieillissement et/ou d'altération, peut être obtenue lorsque la valeur lambda de régénération pendant au moins une phase subséquente de régénération est élevée d'une quantité prédéterminée, pour le cas où une percée d'un ou plusieurs composants des gaz d'échappement survient plus tôt qu'à l'instant prescrit.
La présente invention a en outre pour objectif de réaliser un procédé d'exploitation d'un catalyseur à accumulation de NOx installé dans le système d'échappement d'un moteur à combustion interne, procédé dans lequel les valeurs d'émission du moteur sont utilisées pour diagnostiquer une contamination par le soufre du catalyseur
Figure img00080001

à accumulation de NO,,. Conformément à l'invention, les valeurs d'émission d'au moins l'un des composants d'échappement CO, CO2, H2O, NH3, CH4, H2 ou d'au moins deux, et dans le cas optimal d'au moins trois des composants d'échappement HC, NOx, CO, CO2, H20, NH3, CH4, O2, H2 ou d'un polluant contenant du soufre sont mesurées en amont du catalyseur à accumulation de NOx, comparées à des valeurs de consigne préétablies et un degré de contamination par le soufre du catalyseur à accumulation de NOx est déduit du résultat de la comparaison. L'invention part du fait connu que la contamination par le soufre d'un catalyseur à accumulation de NOx qui a lieu dans le cas de l'utilisation d'un carburant contenant du soufre dépend non seulement des valeurs d'émission des composants contenant du soufre dans les gaz d'échappement, mais aussi des composants Noix, HC, CO et/ou NH3 de ces gaz.
On apprécie un procédé dans lequel les valeurs d'émission d'au moins un composant d'échappement S02, H2S, COS contenant du soufre et/ou de l'un des composants NOx, HC, CO, H2 ou NH3 sont en outre mesurées en aval du
<Desc/Clms Page number 9>
catalyseur à accumulation de NOx et sont comparées avec les valeurs d'émission mesurées en amont, un bilan du soufre est établi à partir du résultat de cette comparaison et un degré de contamination par le soufre du catalyseur à accumulation de NOx en est déduit. Cette façon d'opérer offre l'avantage que le degré de contamination par le soufre peut être déterminé avec une plus grande précision.
Pour éliminer le soufre d'un catalyseur à accumulation de NOx mis en place dans le système d'échappement d'un moteur à combustion interne, on détermine un degré de sulfuration selon l'un des procédés décrits ci-dessus pour le diagnostic de contamination par du soufre. On règle alors pour un intervalle de temps de désulfuration une température minimale du catalyseur à accumulation de NOx et une valeur lambda inférieure à 1 des gaz d'échappement et on fixe la longueur de l'intervalle de temps de désulfuration en fonction du degré déterminé de contamination par du soufre. Etant donné que l'intervalle de désulfuration peut être mieux adapté au degré effectivement existant de contamination par le soufre sur la base d'un tel degré de contamination déterminé de façon plus précise, on évite un intervalle de temps de désulfuration trop long ou trop court.
Un autre problème à la base de l'invention réside dans le perfectionnement d'un procédé de désulfuration réglé en fonction de la valeur lambda, connu selon le brevet allemand nO 19 923 483 pour un catalyseur à accumulation de NOx installé dans le système d'échappement d'un moteur à combustion interne. Conformément à l'invention, on mesure en aval du catalyseur à accumulation de NOx, au moins pendant un intervalle de temps de désulfuration, des valeurs d'émission de sulfure d'hydrogène et/ou d'au moins l'un des constituants d'échappement hydrocarbure (HC), monoxyde de carbone (CO), ammoniac (NH3), oxydes d'azote (NOx), hydrogène (H2) ou d'un autre composant d'échappement contenant du soufre et on fait varier la valeur lambda des
<Desc/Clms Page number 10>
gaz d'échappement en fonction du résultat de la comparaison. On peut alors réaliser une optimisation de la désulfuration en vue d'éviter des concentrations perturbatrices de sulfure d'hydrogène et/ou des percées d'autres composants des gaz d'échappement.
On apprécie particulièrement une forme de mise en oeuvre du procédé dans laquelle, en partant d'une valeur lambda inférieure à 1, on règle pour un résultat de comparaison correspondant à une percée de H2S une valeur lambda supérieure à 1, étant donné qu'une suppression efficace et rapide de concentrations perturbatrices de sulfure d'hydrogène dans les gaz d'échappement peut alors être empêchée.
Une plus grande précision dans la mise en oeuvre des procédés est obtenue lorsqu'on utilise pour la mesure de la concentration des composants des gaz d'échappement des capteurs optiques, en particulier des capteurs à infrarouges, notamment des capteurs de spectroscopie infrarouge par réflexion. Cela permet la mesure de concentrations absolues des composants. La mesure éventuellement effectuée de la teneur en oxygène dans les gaz d'échappement se rapporte alors à la teneur effective en oxygène et non à la mesure connue de l'excès d'oxygène par des dispositifs de mesure sensibles à l'oxygène.
L'invention est illustrée en détail ci-après en regard des dessins d'après un exemple de réalisation duquel on peut déduire d'autres avantages et particularités de l'invention.
Les dessins annexés représentent schématiquement : la figure 1, un moteur à combustion interne auquel est adjoint un système d'échappement, la figure 2, un diagramme du taux de conversion d'un catalyseur à trois voies pour le monoxyde de carbone et les hydrocarbures, en fonction de la température du catalyseur ; la figure 3, un diagramme du taux de conversion d'un catalyseur à trois voies pour les hydrocarbures en fonction
<Desc/Clms Page number 11>
de la température d'exploitation du catalyseur, dans chaque cas pour un catalyseur neuf et pour un catalyseur âgé, dans chaque option pour deux valeurs lambda différentes ; les figures 4 à 6, des courbes de variation de la valeur lambda en fonction du temps pour un catalyseur à accumulation de NOx avec des phases de régénération et d'accumulation.
La figure 1 est une représentation schématique d'un moteur 1 à combustion interne, par exemple d'un moteur à allumage par étincelle pouvant fonctionner avec un mélange pauvre ou d'un moteur diesel, comprenant un système d'échappement 2 et un appareil 3 de commande de moteur, de préférence pour le fonctionnement d'un véhicule automobile.
Le moteur 1 à combustion interne présente plusieurs rangées de cylindres 4 (les composants correspondants ne sont affectés que d'un seul signe de référence), suivies chacune de leur propre voie d'échappement 5. Un dispositif d'épuration des gaz d'échappement comprenant un précatalyseur 6 et un catalyseur principal 7 est installé dans le système d'échappement 2 pour la conversion de composants nocifs ou indésirables des gaz d'échappement en d'autres composants. Le précatalyseur 6 est réalisé de préférence comme catalyseur à trois voies et le catalyseur principal 7 est réalisé comme catalyseur à accumulation de NOx. En aval des rangées de cylindres 4 sont disposés dans les voies d'échappement 5 des capteurs 8 avec lesquels les concentrations de composants des gaz d'échappement passant par le système d'échappement 2 du moteur à combustion interne 1 peuvent être mesurées. Par exemple, il peut s'agir de HC, NOx, CO, COs, HO, NHs, Lt, Oz, Hz ou d'un polluant contenant du soufre. En amont du précatalyseur 6 est en outre disposé un autre capteur 8'servant à la mesure des composants des gaz d'échappement. Un autre capteur 9 servant à déterminer la concentration de polluants dans les gaz d'échappement est disposé dans la zone du système d'échappement 2 entre le précatalyseur 6 et
<Desc/Clms Page number 12>
le catalyseur principal 7, en aval du précatalyseur 6 et en amont du catalyseur principal 7. Un autre capteur 10 est prévu en aval du catalyseur principal 7 dans le système d'échappement 2. Il va de soi que dans le cas d'un dispositif d'épuration des gaz d'échappement à plusieurs parties, des capteurs peuvent être disposés en amont ou en aval des parties concernées.
En ce qui concerne les capteurs 8, 8', 9 et 10 qui ne sont représentés que schématiquement sur la figure 1, il peut s'agir de capteurs à plusieurs composants, dont chacun est à même de capter plus d'un composant dans les gaz d'échappement, ou de plusieurs capteurs, rassemblés sur les dessins pour plus de simplicité, dont chacun mesure séparément divers composants des gaz d'échappement.
On utilise avantageusement des capteurs optiques à plusieurs composants, de préférence des capteurs de spectroscopie infrarouge par réflexion, comme capteurs 8, 8', 9 et/ou 10 qui peuvent déterminer la concentration absolue en composants des gaz d'échappement au moyen d'un procédé spectrographique connu. De tels capteurs opèrent de façon extrêmement rapide, avec des temps de mesure inférieurs ou égaux à 500 microsecondes. La brièveté des temps de mesure permet des intervalles de mesure de, par exemple, 200 microsecondes. En outre, de tels capteurs possèdent une stabilité physique et chimique suffisamment grande, en ce qui concerne en particulier les paramètres température, encrassement et réactions chimiques dans les gaz d'échappement. Toutefois, à côté de capteurs optiques, on considère aussi des capteurs électrochimiques, par exemple à base d'oxyde de zirconium, avec plus d'une pompe à oxygène. Les capteurs utilisés permettent avantageusement, en plus de la mesure de la concentration de composants des gaz d'échappement, également la mesure du rapport lambda air/carburant.
En plus des capteurs mentionnés, on prévoit en amont et en aval du précatalyseur 6 et en amont du catalyseur
<Desc/Clms Page number 13>
Figure img00130001

principal 7 des sondes lambda 11 et 12 de même que des capteurs de température 13, 13'servant à déterminer la température de fonctionnement des dispositifs catalyseurs.
Il va de soi qu'en variante ou en outre, d'autres capteurs de température peuvent être prévus pour la mesure de la température de fonctionnement du dispositif d'épuration des gaz d'échappement ou de parties de ce dispositif. Pour le recyclage des gaz d'échappement, le moteur à combustion interne 1 présente un dispositif 14 de recyclage des gaz muni d'une soupape 15 réglable.
L'appareil 3 de commande de moteur saisit d'une manière connue au moyen d'autres capteurs non représentés des paramètres de fonctionnement du moteur 1 à combustion interne tels que, par exemple, la position de la soupape à papillon, la vitesse de recyclage des gaz d'échappement, l'instant d'allumage, l'instant de l'avance à l'injection, de l'injection principale et du retard à l'injection, la pression d'injection, la position du clapet de Tumble, la pression de charge, les organes de réglage de phase de l'arbre à came, la vitesse de rotation, la position de la pédale d'accélérateur, la charge, la vitesse de conduite, etc., et il peut éventuellement influencer ces paramètres au moyen d'organes de réglage (non représentés), un système de câbles 14 ou un système similaire étant prévu pour la communication entre l'appareil 3 de commande de moteur et les capteurs ou les organes de réglage.
L'appareil 3 de commande de moteur comprend en particulier un système de réglage lambda servant à la régulation de la concentration en oxygène dans les gaz d'échappement, autrement dit de la valeur lambda. Par l'intermédiaire de la valeur lambda, on peut aussi exercer une influence sur l'émission brute de composants de gaz d'échappement, en particulier HC, CO et NOx.
En outre, l'émission totale de polluants dépend de façon décisive de la valeur lambda, en particulier du fait que le rendement d'épuration, en particulier les fonctions
<Desc/Clms Page number 14>
de conversion de dispositifs d'épuration de gaz d'échappement, en particulier de dispositifs catalyseurs, sont sous la dépendance de la valeur lambda. Un catalyseur 7 à accumulation de NOx fonctionne ordinairement selon un cycle d'accumulation qui comprend au moins un mode d'absorption ordinairement lent et un mode de régénération plus rapide. Mais l'accumulation par absorption s'effectue à une valeur lambda supérieure à 1, le retrait à un moment ultérieur pour une valeur lambda inférieure ou égale à 1.
De tels catalyseurs à accumulation sont par conséquent utilisés principalement dans le cas de moteurs fonctionnant avec un mélange pauvre. A la différence de ces catalyseurs à accumulation, on exploite des catalyseurs à trois voies le plus possible en maintenant avec précision une valeur lambda égale à 1. On les utilise donc principalement pour des moteurs classiques à allumage par étincelle ou comme précatalyseur pendant une phase d'échauffement, avant qu'un catalyseur d'accumulation des oxydes NOx n'aient atteint la température nécessaire pour l'accumulation de ces oxydes, dans le cas de moteurs à allumage par étincelle fonctionnant avec un mélange pauvre. Etant donné que les moteurs à combustion interne peuvent fonctionner avec un excès d'air, c'est-à-dire avec une valeur lambda supérieure à 1, on peut assurément utiliser des catalyseurs à
Figure img00140001

accumulation des gaz NO, accumulation des gaz NOx pour réduire l'émission de ces gaz, toutefois des mesures particulières telles qu'un recyclage important des gaz d'échappement ou l'injection de carburant dans le système d'échappement sont nécessaires pour décharger les catalyseurs d'accumulation et pour convertir les oxydes NOx pour une valeur lambda inférieure à 1. Dans le cas de moteurs à combustion interne à injection directe, il est en outre avantageux, à cause des émissions de particules qui apparaissent, de doter en outre le dispositif d'épuration des gaz d'échappement d'un filtre à particules, d'un dispositif réduisant en continu la
<Desc/Clms Page number 15>
proportion de particules ou d'un catalyseur à particules, ce qui n'est toutefois pas représenté sur le dessin.
La figure 2 est une représentation schématique du taux de conversion d'un catalyseur à trois voies pour les émissions de CO et HC en fonction de la température de service du catalyseur.
Comme on peut le constater, le taux de conversion ne dépasse une valeur de 50 % qu'à partir d'une température minimale, c'est-à-dire la température appelée I1température de light-off". En outre, on peut reconnaître sur la figure 2 que la température de light-off du catalyseur est différente pour les divers composants des gaz d'échappement, d'où il résulte un spectre d'émission en fonction de la température qui est différent pour les divers composants des gaz d'échappement en aval du catalyseur. Pour le scénario représenté sur la figure 2, la température de light-off TCO pour le composant CO des gaz d'échappement est plus basse que la température de lightoff THC pour le composant HC de ces gaz.
La figure 3 représente le taux de conversion de HC d'un catalyseur à trois voies à l'état frais et à l'état vieilli pour différentes valeurs lambda, à savoir lambda = 1 et lambda = 1,05. On peut constater que la température de light-off pour un catalyseur vieilli se situe plus haut que pour un catalyseur frais. On peut en outre remarquer que pour une valeur lambda de 1,05, la température de light-off est plus basse que pour lambda = 1. Cette dernière remarque résulte du fait que l'oxydation de HC est facilitée par la plus forte proportion de Os dans des gaz d'échappement pauvres pour lambda = 1,05. L'élévation de la température de light-off pour un catalyseur vieilli est le résultat d'une désactivation des métaux nobles actifs présents dans le catalyseur, par exemple par formation d'oxyde. En outre, le vieillissement conduit à un taux maximal de conversion de moins de 100 %, par exemple à un taux de conversion réduit de 10 %. Les décalages de température de 30 K et de
<Desc/Clms Page number 16>
70 K indiqués sur les dessins sont des valeurs typiques qui peuvent toutefois s'écarter, dans un cas particulier, des valeurs indiquées ici.
Le comportement d'accumulation et de régénération de catalyseurs à accumulation de NOx dépend aussi de la température. Un stockage de NOx a lieu en milieu pauvre dans une plage de températures d'environ 250 à 500 C. La libération de NOx et la réduction de NOx en N2 s'effectue en atmosphère inférieure à la stoechiométrie. Au-dessus d'une température d'environ 250 C, une oxydation de HC a lieu dans des gaz d'échappement pauvres ou stoechiométriques.
Conformément à l'invention, les valeurs d'émission par exemple des composants HC et CO des gaz d'échappement sont mesurées en aval du dispositif catalyseur et comparées avec des valeurs de consigne préétablies. La température de service des catalyseurs 6 et 7 est modifiée en fonction du résultat de la comparaison en vue d'optimiser le taux de conversion. Les valeurs de consigne préétablies pour les valeurs d'émission forment des diagrammes caractéristiques qui modèlent le comportement de conversion du catalyseur à accumulation de NOx. Les diagrammes caractéristiques sont choisis en fonction de paramètres tels que la température de service du catalyseur et/ou la valeur lambda des gaz d'échappement arrivant au catalyseur à accumulation de NOx. La température de service des catalyseurs 6 et 7 peut en particulier être réglée à une valeur préétablie en fonction du résultat de la comparaison. La température de service des catalyseurs 6 et 7 peut être élevée en particulier dans les limites d'une fenêtre préétablie de température jusqu'à ce que le résultat de la comparaison corresponde au passage en dessous de seuils prédéterminés des valeurs d'émission de l'un au moins des composants d'échappement. On peut aussi améliorer en particulier le rendement de light-off du dispositif catalyseur.
La variation de la température de service du dispositif catalyseur est influencée d'une manière connue
<Desc/Clms Page number 17>
par une variation de la valeur d'une position de la soupape à papillon, d'un taux de recyclage des gaz d'échappement, ou par l'apport de quantités supplémentaires de carburant.
Lorsque le dispositif catalyseur comprend un précatalyseur 6, de préférence un catalyseur à trois voies ainsi qu'un catalyseur 7 à accumulation de NOx comme représenté sur la figure 1, une mesure des valeurs d'émission peut s'effectuer en aval au moins du précatalyseur 6 et/ou du catalyseur 7 à accumulation de NOx.
En outre, au cas où le dispositif d'épuration des gaz d'échappement est constitué d'un précatalyseur et d'un catalyseur à accumulation de Noix, les températures de service du précatalyseur et du catalyseur à accumulation de NOx peuvent varier séparément.
Lorsque le dispositif d'épuration des gaz d'échappement comprend au moins un précatalyseur réalisé comme catalyseur à trois voies, les gaz d'échappement arrivant au précatalyseur sont ramenés à partir d'une valeur lambda supérieure à 1 à une valeur préétablie, de préférence lambda = 1, lorsque le résultat de la comparaison correspond à un abaissement en dessous de seuils préétablis des valeurs d'émission en aval du catalyseur à trois voies.
Conformément à l'invention, une altération du catalyseur est mise en évidence d'après le comportement de conversion en fonction de la température du dispositif catalyseur. La température de service du précatalyseur est alors déterminée et les valeurs d'émission d'au moins l'un des composants d'échappement CO, CO2, H2O, NH3, CH H2 ou d'au moins deux, et de façon optimale d'au moins trois des composants d'échappement HC, NOx, CO, CO2, H2O, NH3, CH4, O2, H2 ou d'un polluant contenant du soufre sont mesurées en aval du précatalyseur et comparées à des valeurs de consigne dépendant de la valeur de la température de service. Des déductions concernant l'altération du
<Desc/Clms Page number 18>
catalyseur sont tirées du résultat de la comparaison. Cette opération s'accomplit de préférence dans une fenêtre de température comprise dans une plage de 200 à 600 C, notamment de 250 à 400 C.
En général, la température de light-off est plus haute pour un précatalyseur vieilli que pour un précatalyseur frais. En particulier, un précatalyseur vieilli doit être chauffé pendant un laps de temps plus long qu'un catalyseur frais, pour l'amener dans la plage de températures de light-off. Par conséquent, c'est en particulier le comportement de light-off d'un précatalyseur qui est mis à profit pour le diagnostic de son altération possible.
Selon un développement de l'invention, les valeurs d'émission d'au moins un composant d'échappement NOx, CO, HC, NH3, S02, H2S, COS, CH4, H2, 021 CO2, H20 sont mesurées en amont du précatalyseur et comparées avec les valeurs d'émission mesurées en aval du précatalyseur. Un taux de conversion du précatalyseur peut en être déduit et comparé avec les valeurs de consigne de conversion dépendant de la valeur de la température de service du précatalyseur. Le degré d'altération éventuellement existante du catalyseur est établi d'après le résultat de la comparaison.
Comme on l'a déjà mentionné, la température de lightoff varie en fonction du processus de vieillissement du catalyseur. Par conséquent, l'altération du catalyseur peut être estimée d'après la température de light-off établie comparativement à une valeur de consigne préétablie. La valeur de consigne de la température de light-off est de préférence déterminée à partir de la température de lightoff d'un dispositif catalyseur encore inutilisé, et un calibrage individuel qui prend en compte les dispersions exemplaires est alors possible. Etant donné que la température de light-off dépend généralement de la valeur lambda, les valeurs de consigne préétablies sont choisies non seulement en fonction de la valeur de la température de
<Desc/Clms Page number 19>
service du dispositif catalyseur, mais aussi de la valeur lambda des gaz d'échappement.
Lorsqu'une altération du catalyseur est mise en évidence, un dispositif indicateur peut être activé par l'intermédiaire de l'appareil 3 de commande à moteur et/ou une indication de défaut est consignée dans un accumulateur de données.
L'exploitation des valeurs d'émission d'au moins l'un des composants d'échappement CO, CO2, H2O, NH3, CH4, H2 ou d'au moins deux et, dans le cas optimal, d'au moins trois des composants d'échappement HC, NOx, CO, CO2, Haro, NH3, CH4, Os, H2 ou d'un polluant contenant du soufre en aval d'un catalyseur à accumulation de NOx permet une commande de régénération plus efficace et présentant une meilleure sécurité d'émission. A cet effet, conformément à l'invention, les valeurs d'émission d'au moins l'un des composants d'échappement CO, CO2, H2O, NH3, CH4, H2 ou d'au moins deux et, dans le cas optimal, d'au moins trois des composants d'échappement HC, NOx, CO, CO2, H2O, NH3, CH4, 02, H2 ou d'un polluant contenant du soufre du capteur 10 sont mesurées en aval du catalyseur 7 à accumulation de NOx et comparées avec des valeurs de consigne prédéterminées.
Pendant la phase de régénération, des catalyseurs à accumulation de NOx fonctionnent principalement avec une valeur lambda de régénération inférieure à 1, toutefois au maximum avec une valeur lambda égale à 1,05. Etant donné que la proportion de carburant pour lambda < 1 domine la proportion d'oxygène, il se forme en assez grande proportion des agents réducteurs qui servent à la réduction des oxydes d'azote inclus. Le monoxyde de carbone est le principal composant de régénération pour ces valeurs lambda. Conformément à l'invention, la valeur lambda de régénération des gaz d'échappement pendant la phase de régénération est fixée en fonction des émissions mesurées d'au moins un composant d'échappement.
<Desc/Clms Page number 20>
Les valeurs de consigne préétablies pour les valeurs d'émission forment des diagrammes caractéristiques qui modèlent le comportement de régénération du catalyseur à accumulation de NOx. Les diagrammes caractéristiques sont choisis de préférence en fonction de paramètres tels que la température de service du catalyseur et/ou la valeur lambda des gaz d'échappement arrivant au catalyseur à accumulation de NOx. Une valeur lambda de régénération est établie d'après la comparaison des valeurs d'émission mesurées des composants d'échappement avec les valeurs de consigne.
Si les valeurs d'émission mesurées passent en dessous des valeurs de seuil préétablies, la valeur lambda de régénération peut être réduite conformément à l'invention pendant la phase de régénération afin d'obtenir ainsi un temps de régénération au total plus court.
Ce sont de préférence les valeurs d'émission des principaux composants de réduction CO et HC qui sont mesurées et exploitées. Dans le cas des composants HC, une mesure différentielle de composants telle que CH4 peut aussi être effectuée. En outre, les valeurs d'émission de composants des gaz d'échappement contenant du soufre et/ou de NH3 peuvent être comparées avec des grandeurs correspondantes du diagramme caractéristique. Les valeurs d'émission de NOx peuvent en outre être prises aussi en considération dans l'établissement de la valeur lambda dans la phase de régénération.
Les proportions de CO, HC, NH3 ainsi que de composants des gaz d'échappement contenant du soufre peuvent être abaissées par oxydation par une élévation de la valeur lambda pendant la phase de régénération. En particulier, la phase de régénération peut être terminée en fonction d'un instant auquel une percée d'un ou plusieurs des composants d'échappement mentionnés apparaît. Sous ce rapport, on considère comme percée le passage au-dessus d'une valeur de seuil préétablie. En outre, on peut détecter dès le début d'une phase de régénération le moment où une percée d'un ou
<Desc/Clms Page number 21>
plusieurs des composants d'échappement apparaît.
L'intervalle de temps correspondant est mémorisé. Si une percée s'effectue à un moment plus précoce dans une phase ultérieure de régénération, la valeur lambda de régénération peut être élevée d'une quantité prédéterminée pendant au moins une phase de régénération subséquente.
La figure 4 illustre pour deux cas de figure, l'allure dans le temps d'une valeur lambda de régénération dans un intervalle de temps de régénération entre Tl et T2. Pour le cas A, la valeur lambda est élevée à partir d'une valeur plus basse et de la valeur lambda de régénération au temps Tl, jusqu'au temps T2, c'est-à-dire la fin de la phase de régénération. La courbe B en traits interrompus présente une pente plus forte comparativement à celle de la courbe A. Conformément à l'invention, on choisit de préférence une allure dans le temps de la valeur lambda de régénération avec une plus forte pente lorsque les valeurs d'émission d'au moins l'un des composants mentionnés des gaz d'échappement passent au-dessus de seuils préétablis.
La figure 5 représente l'allure dans le temps de la valeur lambda de régénération au cours de deux intervalles de temps Tl, T2 et Tl', T2'. Dans ce cas, Tl représente le début et T2 la fin d'une phase de régénération. Le terme de la régénération au temps T2 peut être établi en fonction de critères connus. Sur la figure 5, TD représente un temps dans les limites de l'intervalle Tl, T2 pour lequel une percée d'un ou plusieurs composants des gaz d'échappement a été établie. Dans ce cas, la valeur lambda de régénération est relevée dans l'intervalle de régénération Tl', T2' suivant ; la courbe correspondante de la valeur lambda est désignée par la lettre D sur la figure 5.
La figure 6 représente une autre courbe appréciée de la valeur lambda de régénération en fonction du temps. Le lambda de régénération est alors élevé dans l'intervalle de régénération Tl, T2 depuis le temps Tl jusqu'à un temps TS.
Le temps TS est déterminé par le fait que le lambda de
<Desc/Clms Page number 22>
régénération a alors atteint sa valeur de seuil S. Dans la poursuite de la régénération, le lambda de régénération est maintenu à sa valeur S. La valeur initiale du lambda de régénération peut alors être déterminée tout autant que le seuil S de la valeur lambda en fonction de valeurs d'émission mesurées des composants d'échappement mentionnés.
Dans une autre forme de réalisation de l'invention, les valeurs d'émission mentionnées des gaz d'échappement sont établies avec le capteur 9 disposé en amont du catalyseur 7 à accumulation de NOx. Après la comparaison des valeurs d'émission mesurées avec le capteur 10 disposé en aval, un bilan de réaction pour les composants individuels d'échappement dans le catalyseur 7 à accumulation de NOx peut être calculé. A cet effet, la différence entre les valeurs d'émission mesurées en amont et en aval est établie. Ce bilan de réaction de plusieurs composants est comparé avec des seuils préétablis qui dépendent généralement de la valeur lambda et de la température et est utilisé pour fixer la valeur lambda de régénération.
En vue d'établir une sulfuration possible du catalyseur 7 à accumulation de NOx dans le cas de l'utilisation d'un carburant contenant du soufre, la charge des gaz d'échappement avec au moins un composant contenant du soufre tel que SOz, H28, COS est établie conformément à l'invention avec le capteur 9 disposé en amont.
En variante, il est aussi possible de mesurer les valeurs d'émission d'au moins l'un des composants d'échappement contenant du soufre et d'au moins l'un des composants d'échappement NOx, HC, CO et/ou NH3. Les valeurs mesurées sont comparées avec des valeurs de consigne et un degré de contamination par le soufre du catalyseur à accumulation de NOx est établi d'après le résultat de la comparaison. La relation entre le résultat de la comparaison et le degré de contamination par le soufre peut
<Desc/Clms Page number 23>
être déterminé d'après un calcul-type et/ou expérimentalement.
En outre, la charge des gaz d'échappement avec des composants S02, H2S, COS contenant du soufre de même qu'avec les composants d'échappement NOx, HC, CO, H2 et/ou NH3 peut en outre être établie avec le capteur 10 installé en aval d'un catalyseur 7 à accumulation de NOx. Une comparaison avec les valeurs d'émission établies par le capteur 9 en amont du catalyseur 7 à accumulation de NOx permet le calcul d'un bilan du soufre pour le catalyseur 7 à accumulation de NOx. Le degré de contamination par le soufre du catalyseur 7 à accumulation de NOx est établi à partir du bilan du soufre par intégration en fonction du temps.
Etant donné que la formation de sulfate liée à la contamination par le soufre conduit à une lente désactivation de catalyseurs à accumulation de NOx et qu'une élimination du soufre n'est effectuée qu'à des températures supérieures à une température du catalyseur d'environ 6500C à cause de la plus grande stabilité chimique des sulfates, l'introduction de soufre dans un catalyseur à accumulation de NOx doit non seulement être surveillée dans l'intérêt d'une sûreté suffisante des émissions, mais des mesures doivent éventuellement être prises pour l'élimination du soufre. Pendant une élimination du soufre, les sulfates introduits sont réduits à une valeur lambda inférieure à 1 et à des températures élevées. Conformément à l'invention, l'élimination du soufre est effectuée suivant les nécessités par fixation d'un intervalle de temps d'élimination du soufre dont le début et la longueur sont déterminés en fonction du degré établi de contamination par le soufre du catalyseur à accumulation de NOx. En outre, la température d'élimination du soufre et la valeur lambda sont fixées pendant l'élimination du soufre en fonction du degré établi de contamination par le soufre. Une élimination du soufre trop
<Desc/Clms Page number 24>
fréquente et/ou trop longue et la surconsommation inutile de carburant qui y est liée sont ainsi évitables en particulier. De plus, une grande sûreté d'émission est, de ce fait, également assurée en cas d'approvisionnement avec des carburants à forte teneur en soufre dépassant 500 ppm. Une élimination active du soufre peut être arrêtée immédiatement pour une décharge mesurée totale du soufre.
Etant donné que du sulfure d'hydrogène est produit dans un catalyseur à accumulation de NOx sous l'influence des conditions réductrices pendant l'élimination du soufre dans le dioxyde de soufre, principalement à des températures élevées du catalyseur et pour de faibles valeurs lambda, et que ce sulfure d'hydrogène peut être déchargé dans l'atmosphère, l'apparition de sulfure d'hydrogène dans les gaz d'échappement est en outre contrôlée au moyen du capteur 10. Lorsque les valeurs prescrites d'émission de H2S sont dépassées, la valeur lambda est modifiée en conséquence de même que le cas échéant la température du catalyseur. En particulier, la valeur lambda des gaz d'échappement peut être amenée à passer d'une valeur inférieure à 1 à une valeur supérieure à 1 pour parvenir à la terminaison rapide d'une décharge de H2S.
En outre, les valeurs d'émission de HC, CO, H2 et/ou NH3 peuvent être mesurées en aval du catalyseur 7 à accumulation de NOx pendant l'élimination du soufre et lorsque des percées de ces composants d'échappement se produisent, il est possible de passer de l'exploitation riche à l'exploitation pauvre. En présence d'une température minimale d'élimination du soufre, le catalyseur 7 à accumulation de NOx continue de recevoir des gaz d'échappement pauvres jusqu'à ce qu'une percée de NOx soit mesurée en aval du catalyseur. Ensuite, une commutation avec retour à l'exploitation riche est possible, jusqu'à un moment ultérieur où des valeurs élevées d'émission de HC, CO, H2, NH3 et/ou H2S sont mesurées. Par un changement
<Desc/Clms Page number 25>
périodique entre gaz d'échappement riches et gaz d'échappement pauvres, une consommation totale de l'oxygène stocké dans le catalyseur est alors évitée et la formation de H2S est largement maîtrisée. Il est par conséquent tout aussi possible d'obtenir une élimination totale du soufre que d'éviter une décharge notable de H2S.
Dans les procédés conformes à l'invention, des capteurs sont préférentiellement utilisés pour les composants d'échappement CO, NO, N02, NH3, S02, H2S, COS, CH4, H2 ainsi que d'autres composants HC qui sont en même temps détectables séparément les uns des autres. La mesure peut alors être effectuée en continu ou en discontinu.
La manière spécifique dont les capteurs assument leur fonction est essentiellement sans importance pour l'invention décrite ci-dessus. Toutefois, on utilise de préférence des capteurs optiques, en particulier des capteurs à infrarouges, dans le cas optimal des capteurs de spectroscopie infrarouge par réflexion, qui permettent en particulier une détermination de la concentration absolue des composants dans les gaz d'échappement. Ces capteurs permettent des temps de mesure très courts, par exemple de moins de 500 microsecondes et des intervalles de mesure de, par exemple, moins de 200 microsecondes, et une exploitation d'autant plus rapide et précise des valeurs d'émission concernées.
En définitive, une possibilité d'amélioration considérable, avec une faible dépense supplémentaire, du comportement d'émission d'un moteur à combustion interne est créée par les procédés conformes à l'invention. Un avantage particulier réside dans le fait que ces procédés peuvent être utilisés pour les types les plus divers de moteurs à combustion interne, de moteurs à allumage par étincelle de type classique ou fonctionnant avec un mélange pauvre, de moteurs diesel ou de moteurs similaires et en association avec divers dispositifs catalyseurs et diverses
<Desc/Clms Page number 26>
stratégies pour la réduction des valeurs d'émission des gaz d'échappement.
Plus généralement, il est rappelé que l'invention a trait à un procédé d'exploitation d'un dispositif d'épuration des gaz d'échappement installé dans le système d'échappement d'un moteur à combustion interne, caractérisé en ce que les valeurs d'émission d'au moins l'un des
Figure img00260001

composants d'échappement CO, CO2, H2O, NH3, CH4, H2 ou d'au moins deux, de façon optimale d'au moins trois des composants d'échappement HC, NO,, CO, CO2, H20, NH3, CH4, O2, H2 ou d'un polluant contenant du soufre dans les gaz d'échappement en aval d'au moins une partie du dispositif d'épuration des gaz, comparées avec des valeurs de consigne préétablies et, en fonction du résultat de la comparaison, la température d'exploitation du dispositif d'épuration des gaz d'échappement est amenée à varier en vue d'optimiser un taux de conversion de ce dispositif.
L'invention propose également un procédé destiné au diagnostic d'un dispositif d'épuration des gaz d'échappement installé dans le système d'échappement d'un moteur à combustion interne, caractérisé en ce que la température d'exploitation d'une partie au moins du dispositif d'épuration des gaz d'échappement est déterminée, en ce que les valeurs d'émission d'au moins l'un des composants d'échappement CO, CO2, H2O, NH3, CH4, H2 ou d'au moins deux, de façon optimale d'au moins trois des composants d'échappement HC, NO,, CO, CO2, HsO, NH3, CH4, Os, H2 ou d'un polluant contenant du soufre sont mesurées en aval d'une partie au moins du dispositif d'épuration des gaz d'échappement, comparées avec les valeurs de consigne dépendant de la valeur de la température d'exploitation et des déductions de l'altération d'au moins certains éléments du dispositif d'épuration des gaz d'échappement sont tirées de la valeur de comparaison.
<Desc/Clms Page number 27>
Elle a également trait à un procédé destiné au diagnostic d'un dispositif d'épuration des gaz d'échappement installé dans le système d'échappement d'un moteur à combustion interne, caractérisé en ce que la température d'exploitation d'une partie au moins du dispositif d'épuration des gaz d'échappement est déterminée, les valeurs d'émission d'au moins l'un des composants d'échappement CO, CO2, H2O, NH3, CH4, H2 ou d'au
Figure img00270001

moins deux, de façon optimale d'au moins trois des composants d'échappement HC, NOx, CO, C02, H20, NH3, CH4, O2, H2 ou d'un polluant contenant du soufre sont mesurées en amont d'un élément du dispositif d'épuration des gaz d'échappement et comparées avec des valeurs d'émission mesurées en aval d'au moins l'élément en question, un taux de conversion de l'élément ou des éléments est établi et comparé avec des valeurs de consigne de conversion dépendant de la valeur de la température d'exploitation, et en ce que des déductions sur le degré d'altération du ou des éléments sont tirées du résultat de la comparaison.
Elle propose en outre un procédé d'exploitation d'au moins un catalyseur à accumulation de NOx installé dans le système d'échappement d'un moteur à combustion interne et pouvant être exploité dans des phases d'accumulation et de régénération, caractérisé en ce que des valeurs d'émission d'au moins l'un des composants d'échappement CO, CO2, H2O, NH3, CH4, H2 ou d'au moins deux, de façon optimale d'au moins trois des composants d'échappement HC, NOx, CO, CO2, H20, NH3, CH4, Os, H2 ou d'un polluant contenant du soufre (S02, H2S, COS) sont mesurées en aval du ou des catalyseurs à accumulation de NOx, comparées avec des valeurs de consigne préétablies et une valeur lambda de régénération des gaz d'échappement est amenée à varier en fonction du résultat de la comparaison au moyen d'un dispositif de régulation de la valeur lambda au moins pendant une phase de régénération.
<Desc/Clms Page number 28>
L'invention a aussi pour objet un procédé d'exploitation d'au moins un catalyseur à accumulation de NOx installé dans le système d'échappement d'un moteur à combustion interne, dans lequel l'émission de polluants du moteur à combustion interne est utilisée pour diagnostiquer la contamination par du soufre du catalyseur à accumulation de NOx, caractérisé par le fait qu'en amont du ou des catalyseurs à accumulation de NOx, des valeurs d'émission d'au moins l'un des composants contenant du soufre des gaz d'échappement (SOs, H28, COS) ainsi que d'au moins l'un des composants hydrocarbures (HC), monoxyde de carbone (CO), ammoniac (NH2) ou oxydes d'azote (NOx) des gaz d'échappement sont mesurées, comparées avec des valeurs de consigne préétablies et un degré de contamination par le soufre du ou des catalyseurs à accumulation de NOx est déterminé à partir du résultat de la comparaison.
Elle a encore pour objet un procédé pour éliminer le soufre d'au moins un catalyseur à accumulation de NOx installé dans le système d'échappement d'un moteur à combustion interne, dans lequel une température minimale du ou des catalyseurs à accumulation de NOx et une valeur lambda inférieure à 1 des gaz d'échappement sont établies pour un intervalle de temps d'élimination du soufre, caractérisé en ce qu'un degré de contamination par le soufre est établi comme décrit supra et la longueur de l'intervalle de temps d'élimination du soufre est fixée en fonction du degré établi de contamination par le soufre.
Elle propose enfin un procédé d'élimination du soufre d'au moins un catalyseur à accumulation de NOx installé dans le système d'échappement d'un moteur à combustion interne, en particulier selon le procédé qui vient d'être décrit, caractérisé par le fait qu'en aval du ou des catalyseurs à accumulation de NOx, au moins pendant un intervalle de temps d'élimination du soufre, des valeurs d'émission de sulfure d'hydrogène (H2S) et/ou d'au moins l'un des composants d'échappement hydrocarbure (HC),
<Desc/Clms Page number 29>
monoxyde de carbone (CO), ammoniac (NH3), hydrogène (H, oxydes d'azote (NOx) ou d'un autre composant des gaz d'échappement contenant du soufre sont mesurées et comparées avec des valeurs de consigne préétablies, et en ce que la valeur lambda des gaz d'échappement est amenée à varier en fonction du résultat de la comparaison.

Claims (27)

REVENDICATIONS
1. Procédé d'exploitation d'un dispositif d'épuration des gaz d'échappement installé dans le système d'échappement d'un moteur à combustion interne, caractérisé en ce que les valeurs d'émission d'au moins l'un des composants d'échappement CO, CO2, H2O, NH3, CH4, H2 ou d'au moins deux, de façon optimale d'au moins trois des composants d'échappement HC, NO,, CO, CO2, H2O, NH3, CH4, O2, H2 ou d'un polluant contenant du soufre dans les gaz d'échappement en aval d'au moins une partie du dispositif d'épuration des gaz, comparées avec des valeurs de consigne préétablies et, en fonction du résultat de la comparaison, la température d'exploitation du dispositif d'épuration des gaz d'échappement est amenée à varier en vue d'optimiser un taux de conversion de ce dispositif.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la température d'exploitation d'au moins une partie du dispositif d'épuration des gaz d'échappement est réglée à une valeur préétablie en fonction du résultat de la comparaison.
3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la température d'exploitation d'au moins une partie du dispositif d'épuration des gaz d'échappement est élevée dans les limites d'une fenêtre de température préétablie jusqu'à ce que le résultat de la comparaison corresponde à un passage des valeurs d'émission d'au moins un composant d'échappement en dessous des seuils préétablis.
4. Procédé suivant au moins une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la température d'exploitation est soumise à variation pendant une phase de light-off de la partie concernée du dispositif d'épuration des gaz d'échappement.
5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif d'épuration des gaz d'échappement comprend au moins un
<Desc/Clms Page number 31>
catalyseur à trois voies et en ce que sous l'action d'un dispositif de réglage ou de régulation des valeurs lambda à partir d'une valeur lambda des gaz d'échappement supérieure à 1, pour un rendement de comparaison qui correspond à un passage en dessous des seuils préétablis des valeurs d'émission en aval du catalyseur à trois voies, la valeur lambda est ramenée à une valeur préétablie, de préférence lambda = 1.
6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif d'épuration des gaz d'échappement comprend au moins un précatalyseur réalisé de préférence comme catalyseur à trois voies, de préférence un catalyseur à trois voies, de même qu'au moins un catalyseur à accumulation de NO., installé en aval du précatalyseur, et en ce que la mesure des valeurs d'émission est effectuée en aval du ou des précatalyseurs et/ou du ou des catalyseurs à accumulation de NOx.
7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'en présence d'un dispositif d'épuration des gaz d'échappement comprenant au moins deux éléments, la température d'exploitation des éléments individuels est amenée à varier séparément.
8. Procédé destiné au diagnostic d'un dispositif d'épuration des gaz d'échappement installé dans le système d'échappement d'un moteur à combustion interne, caractérisé en ce que la température d'exploitation d'une partie au moins du dispositif d'épuration des gaz d'échappement est déterminée, en ce que les valeurs d'émission d'au moins
Figure img00310001
l'un des composants d'échappement CO, COs, H20, NH3, CH4, H2 ou d'au moins deux, de façon optimale d'au moins trois des composants d'échappement HC, NOx, CO, CO2, H20, NH3, CH4, 02, H2 ou d'un polluant contenant du soufre sont mesurées en aval d'une partie au moins du dispositif d'épuration des gaz d'échappement, comparées avec les valeurs de consigne dépendant de la valeur de la température d'exploitation, et
<Desc/Clms Page number 32>
des déductions de l'altération d'au moins certains éléments du dispositif d'épuration des gaz d'échappement sont tirées de la valeur de comparaison.
9. Procédé destiné au diagnostic d'un dispositif d'épuration des gaz d'échappement installé dans le système d'échappement d'un moteur à combustion interne, caractérisé en ce que la température d'exploitation d'une partie au moins du dispositif d'épuration des gaz d'échappement est déterminée, en ce que les valeurs d'émission d'au moins l'un des composants d'échappement CO, COs, H2O, NH3, CH4, H2 ou d'au moins deux, de façon optimale d'au moins trois des composants d'échappement HC, Noix, CO, CO2, H2O, NH3, CH4, 021 H2 ou d'un polluant contenant du soufre sont mesurées en amont d'un élément du dispositif d'épuration des gaz d'échappement et comparées avec des valeurs d'émission mesurées en aval d'au moins l'élément en question, un taux de conversion de l'élément ou des éléments est établi et comparé avec des valeurs de consigne de conversion dépendant de la valeur de la température d'exploitation, et en ce que des déductions sur le degré d'altération du ou des éléments sont tirées du résultat de la comparaison.
10. Procédé suivant l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que la mesure de valeurs d'émission est effectuée dans la plage d'une fenêtre de températures préétablie d'au moins un élément du dispositif d'épuration des gaz d'échappement.
11. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'une température de light-off d'au moins un élément du dispositif d'épuration des gaz d'échappement est déterminée à partir des valeurs d'émission mesurées et comparées avec une valeur de consigne préétablie, dépendant en particulier de la valeur lambda des gaz d'échappement, et en ce que des déductions sur l'altération de l'élément en question sont tirées du résultat de la comparaison.
<Desc/Clms Page number 33>
12. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que le dispositif d'épuration des gaz d'échappement comprend au moins un précatalyseur réalisé de préférence comme catalyseur à trois voies et/ou au moins un catalyseur à accumulation de NOx installé en aval du précatalyseur.
13. Procédé suivant la revendication 12, caractérisé en ce que le diagnostic pour chaque élément du dispositif d'épuration des gaz d'échappement est exécuté séparément.
14. Procédé suivant l'une des revendications 8 à 13, caractérisé en ce que la valeur de consigne de la température de light-off est déterminée à partir de la température de light-off d'éléments n'ayant pas encore servi d'un dispositif d'épuration des gaz d'échappement.
15. Procédé suivant l'une des revendications 8 à 14, caractérisé par le fait qu'en présence d'une altération d'au moins un élément du dispositif d'épuration des gaz d'échappement, un dispositif indicateur est activé et/ou un message de perturbation est consigné dans une mémoire de données.
16. Procédé suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la valeur d'une position de soupape à papillon, d'un taux de recyclage de gaz d'échappement, d'un instant d'allumage, d'un ou plusieurs instants d'injection d'un clapet de mouvement de charge, d'une pression de charge et/ou d'une quantité de carburant amenée en supplément est modifiée en vue de la variation de la température d'exploitation du dispositif catalyseur.
17. Procédé d'exploitation d'au moins un catalyseur à accumulation de NOx installé dans le système d'échappement d'un moteur à combustion interne et pouvant être exploité dans des phases d'accumulation et de régénération, caractérisé en ce que des valeurs d'émission d'au moins l'un des composants d'échappement CO, CO2, H2O, NH3, CH4, H2 ou d'au moins deux, de façon optimale d'au moins trois des composants d'échappement HC, NOx, CO, CO2, H2O, NH3, CH4, O2,
<Desc/Clms Page number 34>
H2 ou d'un polluant contenant du soufre (SOs, HsS, COS) sont mesurées en aval du ou des catalyseurs à accumulation de NOx, comparées avec des valeurs de consigne préétablies et une valeur lambda de régénération des gaz d'échappement est amenée à varier en fonction du résultat de la comparaison au moyen d'un dispositif de régulation de la valeur lambda au moins pendant une phase de régénération.
18. Procédé suivant la revendication 17, caractérisé en ce que la phase de régénération est terminée en fonction de l'instant auquel le résultat de la comparaison correspond à une percée d'un ou plusieurs des composants concernés des gaz d'échappement.
19. Procédé suivant la revendication 17 ou 18, caractérisé en ce que la valeur lambda de régénération est élevée d'une quantité préétablie en fonction de l'instant d'une percée d'un ou plusieurs des composants concernés des gaz d'échappement, pendant au moins une phase subséquente de régénération.
20. Procédé suivant l'une des revendications 17 à 19, caractérisé en ce que la valeur lambda de régénération est élevée à partir d'une valeur de départ préétablie pendant une phase de régénération jusqu'à ce qu'une valeur d'arrêt préétablie ait été atteinte.
21. Procédé d'exploitation d'au moins un catalyseur à accumulation de NOx installé dans le système d'échappement d'un moteur à combustion interne, dans lequel l'émission de polluants du moteur à combustion interne est utilisée pour diagnostiquer la contamination par du soufre du catalyseur à accumulation de NOx, caractérisé par le fait qu'en amont du ou des catalyseurs à accumulation de NOx, des valeurs d'émission d'au moins l'un des composants contenant du soufre des gaz d'échappement (SOz, H2S, COS) ainsi que d'au moins l'un des composants hydrocarbure (HC), monoxyde de carbone (CO), ammoniac (NH2) ou oxyde d'azote (NOx) des gaz d'échappement sont mesurées, comparées avec des valeurs de consigne préétablies, et un degré de contamination par le
<Desc/Clms Page number 35>
soufre du ou des catalyseurs à accumulation de NOx est déterminé à partir du résultat de la comparaison.
22. Procédé suivant la revendication 21, caractérisé par le fait qu'en aval du ou des catalyseurs à accumulation
Figure img00350001
de NOx, des valeurs d'émission d'au moins l'un des composants contenant du soufre (S02, H2S, COS) des gaz d'échappement et/ou d'au moins l'un des composants hydrocarbure (HC), monoxyde de carbone (CO), hydrogène (H2), ammoniac (NH3) ou oxyde d'azote (NOx) des gaz d'échappement sont mesurées et comparées avec des valeurs d'émission mesurées en amont, et en ce qu'un bilan du soufre est établi à partir du résultat de la comparaison et un degré de contamination par le soufre du ou des catalyseurs à accumulation de NOx est déduit de ce bilan.
23. Procédé pour éliminer le soufre d'au moins un catalyseur à accumulation de NOx installé dans le système d'échappement d'un moteur à combustion interne, dans lequel une température minimale du ou des catalyseurs à accumulation de NOx et une valeur lambda inférieure à 1 des gaz d'échappement sont établies pour un intervalle de temps d'élimination du soufre, caractérisé en ce qu'un degré de contamination par le soufre est établi selon l'une des revendications 21 et 22 et la longueur de l'intervalle de temps d'élimination du soufre est fixée en fonction du degré établi de contamination par le soufre.
24. Procédé d'élimination du soufre d'au moins un catalyseur à accumulation de NOx installé dans le système d'échappement d'un moteur à combustion interne, en particulier selon la revendication 23, caractérisé par le fait qu'en aval du ou des catalyseurs à accumulation de NOx, au moins pendant un intervalle de temps d'élimination du soufre, des valeurs d'émission de sulfure d'hydrogène (H2S) et/ou d'au moins l'un des composants d'échappement hydrocarbure (HC), monoxyde de carbone (CO), ammoniac (NH3), hydrogène (H2), oxyde d'azote (NOx) ou d'un autre composant des gaz d'échappement contenant du soufre sont
<Desc/Clms Page number 36>
mesurées et comparées avec des valeurs de consigne préétablies, et en ce que la valeur lambda des gaz d'échappement est amenée à varier en fonction du résultat de la comparaison.
25. Procédé suivant la revendication 24, caractérisé en ce qu'une valeur lambda supérieure à 1 est réglée à partir d'une valeur lambda inférieure à 1 des gaz d'échappement pour un résultat de comparaison qui correspond à une percée du sulfure d'hydrogène.
26. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif d'épuration des gaz d'échappement comprend un filtre à particules, un catalyseur à particules ou un dispositif réducteur en continu atténuant les particules.
27. Procédé suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la mesure du ou des composants des gaz d'échappement est conduite au moyen d'un capteur optique, en particulier d'un capteur à infrarouges, de façon optimale au moyen d'un capteur de spectroscopie infrarouge par réflexion.
FR0215671A 2001-12-11 2002-12-11 Procede d'exploitation de dispositifs d'epuration des gaz d'echappement Pending FR2833300A1 (fr)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10160704A DE10160704B4 (de) 2001-12-11 2001-12-11 Verfahren zum Betrieb von Abgasreinigungsvorrichtungen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR2833300A1 true FR2833300A1 (fr) 2003-06-13

Family

ID=7708731

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR0215671A Pending FR2833300A1 (fr) 2001-12-11 2002-12-11 Procede d'exploitation de dispositifs d'epuration des gaz d'echappement

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE10160704B4 (fr)
FR (1) FR2833300A1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114810396A (zh) * 2021-06-04 2022-07-29 长城汽车股份有限公司 一种surp控制装置及调节氮氧化物转化率的方法、汽车

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004053428B4 (de) * 2004-11-05 2007-03-22 Audi Ag Vorrichtung zur Überprüfung der in ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine eingebauten Abgasanlage
DE102005013936A1 (de) * 2005-03-26 2006-09-28 Daimlerchrysler Ag Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung der Regeneration eines Dieselpartikelfilters
FR2919671B1 (fr) * 2007-08-03 2009-10-30 Sphere Tech Europ Sarl Procede de diagnostic d'un moteur a combustion interne par analyse des gaz d'echappement et dispositif de mise en oeuvre.
DE102008038677B4 (de) * 2008-08-12 2013-09-26 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Diagnostizieren eines Abgaskatalysators
EP3784884A1 (fr) 2018-04-27 2021-03-03 Carrier Corporation Unité frigorifique de transport de surveillance de pression et de température de retour d'échappement
DE102019217271A1 (de) * 2019-11-08 2021-05-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Gemischregelung eines Verbrennungsmotors
CN112129852B (zh) * 2020-08-31 2021-08-10 中国科学院福建物质结构研究所 一种反应气体循环利用且气氛可控的co脱氢净化催化剂评价装置

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0090941A2 (fr) 1982-04-03 1983-10-12 J. Lorch Ges. & Co. KG Dispositif de sûreté contre la rupture de tuyaux souples pour fluides notamment pour installations de gaz
DE19511548A1 (de) 1995-03-29 1996-06-13 Daimler Benz Ag Verfahren und Vorrichtung zur Stickoxidreduzierung im Abgas einer Brennkraftmaschine
DE19543219C1 (de) 1995-11-20 1996-12-05 Daimler Benz Ag Verfahren zum Betreiben eines Dieselmotors
WO1997047962A1 (fr) 1996-06-11 1997-12-18 Robert Bosch Gmbh Detecteur pour determiner la concentration de constituants oxydables d'un melange gazeux
GB2318417A (en) * 1996-10-16 1998-04-22 Ford Global Tech Inc Method and system for monitoring the performance of a NOx trap
EP0899563A1 (fr) 1997-08-01 1999-03-03 C.R.F. Società Consortile per Azioni Capteur de gaz
DE19844082C1 (de) * 1998-09-25 1999-10-14 Siemens Ag Verfahren zum Regenerieren eines NOx-Speicherkatalysators
EP0972927A2 (fr) * 1998-07-17 2000-01-19 Denso Corporation Système et méthode de purification de gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne
DE19923483A1 (de) 1999-05-21 2000-11-23 Volkswagen Ag Airbag für ein Kraftfahrzeug
US6199373B1 (en) * 1997-08-29 2001-03-13 Ford Global Technologies, Inc. Method and apparatus for desulfating a NOx trap
EP1106798A1 (fr) * 1999-12-10 2001-06-13 Volkswagen Aktiengesellschaft Dispositif et procédé pour NOx- et/ou SOx régénération d'un catalyseur accumulateur de NOx

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4235225C2 (de) * 1992-10-13 1994-11-10 Iris Gmbh Infrared & Intellige Sensoranordnung und Verfahren zur Überwachung der Konvertierungsrate eines Abgaskatalysators
DE19852240A1 (de) * 1998-11-12 2000-05-18 Volkswagen Ag Überwachungsverfahren für NOx-Speicherkatalysatoren und Abgasreinigungsvorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
DE19923481A1 (de) * 1999-05-21 2000-11-23 Volkswagen Ag Verfahren zur Entschwefelung von wenigstens einem in einem Abgaskanal einer Verbrennungskraftmaschine angeordneten NOx-Speicherkatalysator
DE19945336A1 (de) * 1999-09-22 2001-03-29 Volkswagen Ag Verfahren zur Steuerung einer Regeneration eines Partikelfilters und einer Entschwefelung eines NOx-Speicherkatalysators
DE10045473A1 (de) * 2000-09-14 2002-03-28 Barmag Barmer Maschf Spinnvorrichtung

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0090941A2 (fr) 1982-04-03 1983-10-12 J. Lorch Ges. & Co. KG Dispositif de sûreté contre la rupture de tuyaux souples pour fluides notamment pour installations de gaz
DE19511548A1 (de) 1995-03-29 1996-06-13 Daimler Benz Ag Verfahren und Vorrichtung zur Stickoxidreduzierung im Abgas einer Brennkraftmaschine
DE19543219C1 (de) 1995-11-20 1996-12-05 Daimler Benz Ag Verfahren zum Betreiben eines Dieselmotors
WO1997047962A1 (fr) 1996-06-11 1997-12-18 Robert Bosch Gmbh Detecteur pour determiner la concentration de constituants oxydables d'un melange gazeux
GB2318417A (en) * 1996-10-16 1998-04-22 Ford Global Tech Inc Method and system for monitoring the performance of a NOx trap
EP0899563A1 (fr) 1997-08-01 1999-03-03 C.R.F. Società Consortile per Azioni Capteur de gaz
US6199373B1 (en) * 1997-08-29 2001-03-13 Ford Global Technologies, Inc. Method and apparatus for desulfating a NOx trap
EP0972927A2 (fr) * 1998-07-17 2000-01-19 Denso Corporation Système et méthode de purification de gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne
DE19844082C1 (de) * 1998-09-25 1999-10-14 Siemens Ag Verfahren zum Regenerieren eines NOx-Speicherkatalysators
DE19923483A1 (de) 1999-05-21 2000-11-23 Volkswagen Ag Airbag für ein Kraftfahrzeug
EP1106798A1 (fr) * 1999-12-10 2001-06-13 Volkswagen Aktiengesellschaft Dispositif et procédé pour NOx- et/ou SOx régénération d'un catalyseur accumulateur de NOx

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114810396A (zh) * 2021-06-04 2022-07-29 长城汽车股份有限公司 一种surp控制装置及调节氮氧化物转化率的方法、汽车

Also Published As

Publication number Publication date
DE10160704B4 (de) 2013-07-18
DE10160704A1 (de) 2003-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1008379B1 (fr) Procédé et dispositif d&#39;élimination des oxydes d&#39;azote dans une ligne d&#39;échappement de moteur à combustion interne
JP4241032B2 (ja) ディーゼルエンジン用触媒の硫黄被毒解除制御装置
FR2868470A1 (fr) Dispositif de purification de gaz d&#39;echappement et procede de purification de gaz d&#39;echappement pour un moteur a combustion interne
FR2741385A1 (fr) Procede de mise en oeuvre d&#39;un moteur diesel
FR2941011A1 (fr) Procede et appareil de commande pour controler un catalyseur d&#39;oxydation et un dispositif de post-traitement des gaz d&#39;echappement d&#39;un moteur a combustion
US7024850B2 (en) Exhaust gas purifying catalyst for internal combustion engine
EP1533490A1 (fr) Procédé et dispositif de désulfatation d&#39;un piège à oxydes nitriques et de régénération d&#39;un filtre à particules
JP2005240717A (ja) 触媒の劣化診断装置
FR2833300A1 (fr) Procede d&#39;exploitation de dispositifs d&#39;epuration des gaz d&#39;echappement
FR2862701A1 (fr) Procede et dispositif de regeneration d&#39;un filtre a particules integre dans une ligne d&#39;echappement d&#39;un moteu a combustion interne
FR2785331A1 (fr) Procede de commande de la purge en oxydes d&#39;azote d&#39;un pot catalytique de traitement des gaz d&#39;echappement d&#39;un moteur a combustion interne
FR2793841A1 (fr) Procede et dispositif de diagnostic pour un adsorbant
FR2807473A1 (fr) Dispositif et procede pour coordonner des mesures a prendre concernant les gaz d&#39;echappement
EP0962639A1 (fr) Procédé et dispositif de commande de purge en oxydes de soufre d&#39;un pot catalytique de traitement des gaz d&#39;échappement d&#39;un moteur à combustion interne
FR3029974A1 (fr) Procede de purge d&#39;un piege a oxydes d&#39;azote et dispositif de motorisation associe
JP4697474B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
FR2923533A1 (fr) Appareil de purification de gaz d&#39;echappement pour moteur a combustion interne
WO2016146907A1 (fr) Procédé de purge ou de charge d&#39;oxygene d&#39;un catalyseur installé dans le flux d&#39;un moteur
EP1152137B1 (fr) Procédé de détection de l&#39;état d&#39;un catalyseur intégré dans une ligne d&#39;échappement d&#39;un moteur à combustion interne
EP0931914B1 (fr) Procédé de surveillance du fonctionnement d&#39;un pot catalytique de véhicule automobile
FR2817590A1 (fr) Procede et dispositif de desulfuration d&#39;un pre-catalyseur
FR2838161A1 (fr) Dispositif et procede de purification des emissions d&#39;echappement destines a un moteur a combustion interne
FR2826291A1 (fr) Procede et dispositif pour la desulfuration d&#39;un catalyseur accumulant les oxydes d&#39;azote
FR3066704B1 (fr) Procede de post-traitement des oxydes d&#39;azote dans un moteur a combustion interne
FR2907031A1 (fr) Procede de desulfuration d&#39;un catalyseur accumulateur et dispositif pour la mise en oeuvre du procede.