FR2850430A1 - Moteur a combustion interne et procede de fonctionnement du moteur a combustion interne - Google Patents

Moteur a combustion interne et procede de fonctionnement du moteur a combustion interne Download PDF

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Abstract

Un moteur à combustion interne (1, 1A, 1B, 1C) selon un aspect de l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend une chambre de combustion (3), un reformeur (20, 20C, 200, 200A, 200B), et une partie de commande (50). Un composant de carburant prédéterminé est brûlé dans la chambre de combustion (3). Le reformeur (20, 20C, 200, 200A, 200B) possède un catalyseur de reformage, et produit une essence de reformage qui contient le composant de carburant obtenu par reformage d'un mélange de carburant et d'air et qui est amenée à la chambre de combustion (3). La partie de commande (50) définit un rapport air-carburant du mélange dans le reformeur (20, 20C, 200, 200A, 200B) de sorte qu'une efficacité de reformage du reformeur soit maintenue à l'intérieur d'une plage prédéterminée, et définit une quantité du mélange amené au reformeur de sorte qu'un couple de sortie réel du moteur à combustion interne (1, 1A, 1B, 1C) coïncide à un coupe cible.

Description

MOTEUR COMBUSTION INTERNE ET PROC D DE
FONCTIONNEMENT DU MOTEUR COMBUSTION INTERNE La présente invention concerne un moteur à combustion 5 interne et un procédé de fonctionnement d'un moteur à combustion interne.
On connaît un moteur à combustion interne qui est doté d'un reformeur comprenant un catalyseur de reformage et qui amène des composants de carburant obtenus par 10 reformage de différents carburants au moyen du reformeur à brler dans des chambres de combustion dans l'objectif de stabiliser la combustion et réduire les quantités de HC et NOx contenus dans les gaz d'échappement (demande de brevet japonais mise à l'inspection publique n0 2001-241365).
Un reformeur connu pour reformer un hydrocarbure tel que le méthanol ou similaire est conçu pour produire un produit intermédiaire tel que l'aldéhyde ou similaire dans un catalyseur sur le côté amont par rapport à une direction d'écoulement du carburant et pour produire de 20 l'hydrogène à partir de l'aldéhyde ou similaire dans un catalyseur sur le côté aval par rapport à la direction d'écoulement dans l'objectif d'augmenter la teneur en hydrogène dans l'essence de reformage (demande de brevet japonais mise à l'inspection publique n0 2000-281307). En 25 outre, un autre reformeur connu est doté d'un réchauffeur pour chauffer un catalyseur de reformage pendant un processus de démarrage du reformeur de manière à produire une essence de reformage qui est riche en hydrogène en une courte période (demande de brevet japonais n0 11-130405). 30 On connaît également une technique dans laquelle le rapport air-carburant dans un reformeur est défini approximativement égal à 5 dès que la température d'un catalyseur atteint une température prédéterminée (6000C) de manière à améliorer le rendement d'un composant de carburant (H2) dans l'essence de reformage (demande de brevet japonais n0 9-21362).
Par contre, lors du reformage d'un hydrocarbure, un 5 contrôle approprié de la température d'un catalyseur de reformage (c'est-à-dire, la température d'un lit catalytique) est important pour empêcher la performance de reformage d'être défavorablement affectée en raison d'une détériorapportn d'un catalyseur, supprimer la générapportn 10 de sousproduits, et réduire l'influence de la chaleur dans une zone autour d'un reformeur. Comme procédé de commande de la température d'un catalyseur de reformage, on connaît une technique pour fixer de façon appropriée la température du catalyseur de reformage en commandant le 15 rapport aircarburant dans un reformeur à l'aide d'une corrélation entre le rapport air-carburant d'un mélange d'air et de carburant amené au reformeur et la température atteinte par le reformeur (demande de brevet japonais n0 2002179405) . Des documents liés à ce type de technique 20 comprennent la demande de brevet japonais mise à l'inspection publique n0 4-58064, la demande de brevet japonais mise à l'inspection publique n0 2002-154807, la demande de brevet japonais mise à l'inspection publique n0 2000-323164 et la demande de brevet japonais mise à 25 l'inspection publique n0 1192102.
Par conséquent, comme décrit ci-dessus, l'importance d'un contrôle approprié de la température d'un catalyseur de reformage est accentuée dans un reformeur pour reformer du carburant. Néanmoins, lorsque l'on considère un moteur 30 à combustion interne doté d'un reformeur dans son ensemble, un contrôle approprié de la température du reformeur seul ne permet pas de produire facilement une essence de reformage car il implique que le moteur à combustion interne doit fonctionner en conformité avec une condition requise.
C'est donc un objet de l'invention de fournir une essence de reformage souhaitée à partir d'un reformeur à 5 des chambres de combustion et ainsi amener un moteur à combustion interne à fonctionner avec précision en conformité avec une condition requise.
Un moteur à combustion interne selon un aspect de l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend une 10 chambre de combustion, un reformeur et une partie de commande. Un composant de carburant prédéterminé est brlé dans la chambre de combustion. Le reformeur possède un catalyseur de reformage, et celui-ci produit une essence de reformage qui contient le composant de carburant obtenu 15 par reformage d'un mélange de carburant et d'air et qui est amené à la chambre de combustion. La partie de commande définit un rapport air-carburant du mélange dans le reformeur de sorte qu'une efficacité de reformage du reformeur est maintenue à l'intérieur d'une plage 20 prédéterminée, et définit une quantité du mélange amené au reformeur de sorte qu'un couple réel du moteur à combustion interne concide à un couple cible.
Ce moteur à combustion interne est doté du reformeur qui reforme le mélange d'air et d'un carburant tel que de 25 l'hydrocarbure ou similaire et qui produit une essence de reformage contenant des composants de carburant tels que du CO et H2 et similaire, et génère de la puissance en amenant les composants de carburant contenus dans l'essence de reformage s'écoulant depuis le reformeur à 30 brler dans la chambre de combustion. En développant le moteur à combustion interne tel que décrit ci-dessus, les inventeurs ont d'abord ciblé leur attention sur le fait que l'efficacité de reformage du reformeur est liée au rapport air-carburant du carburant et de l'air dans le reformeur.
savoir, l'efficacité de reformage du reformeur change en fonction du rapport air-carburant du mélange 5 dans le reformeur. Néanmoins, si le rapport air-carburant du mélange dans le reformeur est maintenu à l'intérieur d'une plage prédéterminée, l'efficacité de reformage du reformeur est également maintenue à l'intérieur d'une période prédéterminée. Dans cette perspective, selon ce 10 moteur à combustion interne, la partie de commande définit le rapport air-carburant du mélange dans le reformeur à l'intérieur d'une plage prédéterminée (de préférence à une valeur constante) de sorte que l'efficacité de reformage du reformeur est maintenue à l'intérieur d'une plage 15 souhaitée, et définit la quantité du mélange amené au reformeur de sorte qu'un couple de sortie réel du moteur à combustion interne concide à un couple cible. Ainsi, le rapport parmi les composants de carburant contenus dans l'essence de reformage produite par le reformeur peut être 20 contrôlé avec précision. Cette conception permet d'amener une essence de reformage souhaitée depuis le reformeur à la chambre de combustion, et ainsi d'amener le moteur à combustion interne à fonctionner avec précision conformément à une condition requise.
Dans ce cas, il est préférable que le reformeur produise une essence de reformage contenant du CO et H2 en reformant un mélange d'hydrocarbure et d'air, et que la partie de commande fixe un rapport O/C d'un nombre d'atomes d'oxygène dans l'air par rapport à un nombre 30 d'atomes de carbone dans le carburant amené au reformeur approximativement à l'intérieur d'une plage de 0,4 à 1,1.
Il est plus préférable que la partie de commande fixe un rapport O/C d'un nombre d'atomes d'oxygène dans l'air par rapport à un nombre d'atomes de carbone dans le carburant amené au reformeur approximativement à l'intérieur d'une plage de 0,8 à 1,05. Cette conception permet de maintenir l'efficacité de reformage du reformeur à l'intérieur d'une plage sensiblement souhaitable.
En outre, il est préférable que la partie de commande fixe une quantité d'air amené au reformeur de sorte qu'un couple de sortie réel du moteur à combustion interne concide à un couple cible, et fixe une quantité de 10 carburant amené au reformeur sur la base de la quantité d'air et du rapport air-carburant.
Cette conception permet de maintenir l'efficacité de reformage du reformeur à l'intérieur d'une plage souhaitée, et d'amener le moteur à combustion interne à 15 générer un couple souhaité.
De plus, il est préférable que le moteur à combustion interne selon l'aspect décrit ci-dessus comprenne en outre un passage d'alimentation en air pour mélanger l'air à l'essence de reformage produite par le reformeur et une 20 partie d'ajustement qui est fournie dans le passage d'alimentation en air et qui est conçue pour ajuster une quantité d'air mélangé à l'essence de reformage via le passage d'alimentation en air, et que le partie de commande commande la partie d'ajustement de sorte qu'un 25 rapport air-carburant du mélange absorbé dans la chambre de combustion devienne égal à une valeur souhaitée.
Cette conception permet de fixer le rapport aircarburant du mélange dans la chambre de combustion à une valeur souhaitée tout en maintenant l'efficacité de 30 reformage du reformeur à l'intérieur d'une plage souhaitée.
Il est préférable que la partie de commande définisse sensiblement simultanément les quantités d'air et de carburant amenés au reformeur et une quantité d'air mélangé à l'essence de reformage en fonction du couple cible.
De plus, il est préférable que le moteur à combustion 5 interne selon l'aspect décrit précédemment comprenne en outre une partie de détection de la température qui détecte une température du catalyseur de reformage, et que la partie de commande estime le rapport air-carburant du mélange dans le reformeur sur la base de la température 10 détectée par la partie de détection de la température.
savoir, comme la température du catalyseur de reformage (la température du lit catalytique) est liée au rapport air-carburant du mélange dans le reformeur, cet agencement permet d'estimer le rapport air-carburant du 15 mélange dans le reformeur à partir de la température du catalyseur de reformage.
Il est préférable que la partie de commande soit capable de corriger le rapport air-carburant estimé dans le reformeur en fonction d'une quantité de carburant amené 20 au reformeur.
Comme décrit ci-dessus, la température du catalyseur de reformage est corrélée au rapport air-carburant du mélange dans le reformeur. Néanmoins, même si le rapport air-carburant du mélange dans le reformeur est constant, 25 la température du catalyseur de reformage s'élève en fonction d'une augmentation de la quantité de carburant amené au reformeur. Par conséquent, si le rapport aircarburant estimé dans le reformeur est corrigé sur la base d'une quantité de carburant amené au reformeur comme dans 30 le cas de cet agencement, un rapport air- carburant du mélange dans le reformeur peut être calculé avec une précision élevée.
Il est également approprié que la partie de commande ajuste une quantité de carburant amené au reformeur sur la base du rapport air-carburant estimé.
En outre, il est également approprié que le moteur à combustion interne selon l'aspect mentionné précédemment 5 comprenne une partie de détection de la température qui détecte une température du catalyseur de reformage, et que la partie de commande ajuste une quantité de carburant amené au reformeur sur la base de la température détectée par la partie de détection de la température.
De plus, il est préférable que la partie de commande fixe le rapport aircarburant du mélange de carburant et d'air dans le reformeur au-dessus du rapport air-carburant correspondant à l'efficacité de reformage à l'intérieur de la plage prédéterminée une fois que l'alimentation en 15 mélange au reformeur est commencée.
En règle générale, une fois que l'alimentation en mélange de carburant et d'air au reformeur est commencée, le catalyseur de reformage n'est souvent pas suffisamment activé. Dans cette perspective, cet agencement est conçu 20 pour fixer le rapport air-carburant du mélange dans le reformeur au-dessus du rapport air-carburant correspondant à l'efficacité de reformage, à l'intérieur de la plage prédéterminée mentionnée précédemment, par exemple, pour une période prédéterminée depuis que l'alimentation en 25 mélange carburant et air au reformeur est commencée. Ceci permet de promouvoir l'inflammation du carburant dans le catalyseur de reformage, et d'élever la température du catalyseur à une température d'activation à l'intérieur d'une courte période.
En outre, il est également approprié qu'une quantité d'alimentation en air soit réduite avant l'arrêt de l'alimentation en carburant au reformeur lorsque l'alimentation en mélange au reformeur est arrêtée.
Comme décrit ci-dessus, lorsque l'alimentation en mélange au reformeur est arrêtée, la quantité d'oxygène dans le reformeur devient temporairement excessive, moyennant quoi la température du catalyseur de reformage 5 peut s'élever abruptement. Dans ce cas, néanmoins, la quantité d'air devant être amené peut être réduite avant l'arrêt de l'alimentation en carburant au reformeur comme dans le cas de cet agencement. Ceci permet d'empêcher la quantité d'oxygène dans le reformeur de devenir excessive, 10 d'empêcher la progression d'une réaction dans le reformeur, et de refroidir le catalyseur de reformage (le reformeur). Par conséquent, cet agencement permet également d'empêcher de façon fiable le catalyseur de reformage de se détériorer en raison d'une élévation 15 abrupte de la température.
Il est préférable que le moteur à combustion interne selon l'invention comprenne en outre une partie de remise en circulation des gaz d'échappement qui amène les gaz d'échappement s'écoulant depuis la chambre de combustion à 20 recirculer vers le reformeur.
Dans le moteur à combustion interne selon l'invention, le rapport aircarburant du mélange dans le reformeur est fixé de sorte que l'efficacité de reformage du reformeur soit maintenue à l'intérieur d'une plage 25 souhaitée. Dans ce cas, néanmoins, comme le carburant et l'air peuvent ne pas être suffisamment mélangés l'un à l'autre dans le reformeur, la réaction de reformage peut ne pas se produire à l'efficacité de reformage à l'intérieur de la plage souhaitée mentionnée précédemment, 30 ou la température du catalyseur peut s'élever de façon excessive. Par contre, si le moteur à combustion interne est doté de la partie de remise en circulation des gaz d'échappement qui amène les gaz d'échappement s'écoulant depuis la chambre de combustion à recirculer vers le reformeur, le carburant et l'air peuvent être mélangés de façon appropriée l'un à l'autre dans le reformeur grâce à la remise en circulation des gaz d'échappement depuis la chambre de combustion au reformeur.
De plus, il est préférable que le moteur à combustion interne selon l'invention comprenne en outre une partie de détection de la température qui détecte une température du catalyseur de reformage et une partie de commande qui 10 commande la partie de remise en circulation des gaz d'échappement sur la base de la température détectée par la partie de détection de la température.
Dans le moteur à combustion interne selon l'invention, le rapport aircarburant du mélange dans le 15 reformeur est fixé de sorte que l'efficacité de reformage du reformeur soit maintenue à l'intérieur d'une plage prédéterminée. Néanmoins, comme la température du catalyseur de reformage change abruptement en fonction d'un changement de la charge ou similaire, l'efficacité de 20 reformage à l'intérieur de la plage souhaitée mentionnée précédemment peut ne pas être obtenue en raison d'un changement abrupt de la température du catalyseur de reformage. Par contre, comme dans le cas de cet agencement, en surveillant constamment la température du 25 catalyseur de reformage au moyen de la partie de détection de la température et en amenant les gaz d'échappement à recirculer depuis la chambre de combustion au reformeur au moyen de la partie de remise en circulation des gaz d'échappement ou en augmentant une quantité de gaz 30 d'échappement remis en circulation par la partie de remise en circulation des gaz d'échappement en réponse à un changement abrupt (une élévation abrupte) de la température dans le reformeur, il devient possible d'empêcher le catalyseur de reformage de changer abruptement et de maintenir constamment l'efficacité de reformage du reformeur à l'intérieur d'une plage souhaitée.
Il est préférable que la partie de remise en circulation des gaz d'échappement augmente une quantité des gaz d'échappement remis en circulation vers le reformeur une fois que l'alimentation en mélange au reformeur est arrêtée.
Une fois que l'alimentation en mélange au reformeur est arrêtée pour arrêter la réaction de reformage dans le reformeur, la quantité d'oxygène dans le reformeur peut temporairement devenir excessive. Dans ce cas, le catalyseur de reformage peut se détériorer en raison d'une 15 élévation abrupte de la température de celui-ci. Par contre, si la quantité de gaz d'échappement remis en circulation vers le reformeur par la partie de remise en circulation des gaz d'échappement est augmentée en arrêtant l'alimentation en mélange au reformeur, la 20 quantité d'oxygène dans le reformeur peut être empêchée de devenir excessive, et le catalyseur de reformage (le reformeur) peut être refroidi. Par conséquent, cet agencement permet d'empêcher de façon fiable le catalyseur de reformage de se détériorer en raison d'une élévation 25 abrupte de la température.
En outre, il est préférable que le reformeur possède une pluralité de parties de réaction de reformage agencées le long d'une direction d'écoulement du mélange et une partie d'alimentation en oxygène qui amène l'oxygène dans 30 une partie d'admission d'oxygène placée entre les parties de réaction de reformage, et que le rapport air-carburant du mélange soit fixé inférieur à un rapport air-carburant correspondant à l'efficacité de reformage à l'intérieur de la plage prédéterminée dans la partie de réaction de reformage qui est agencée en amont de la partie d'admission d'oxygène par rapport à la direction d'écoulement.
En général, comme la réaction de reformage progresse à l'intérieur d'une période extrêmement courte, la température dans le reformeur tend à être élevée sur le côté amont par rapport à la direction d'écoulement du mélange. Plus cette tendance se confirme, plus le 10 catalyseur de reformage sur le côté amont par rapport à la direction d'écoulement se détériore. Si l'air et le carburant n'ont pas été suffisamment mélangés l'un à l'autre en amont du reformeur (du catalyseur de reformage), le catalyseur de reformage est chauffé dans 15 une plage correspondant à une quantité excessive d'oxygène. Par conséquent, la réaction de reformage ne progresse pas suffisamment dans une plage correspondant à une quantité excessive de carburant, de sorte que du carburant non reformé peut être mélangé directement dans 20 l'essence de reformage.
Par contre, selon cet agencement, le rapport aircarburant de mélange est fixé inférieur à un rapport aircarburant correspondant à une efficacité de reformage à l'intérieur de la plage prédéterminée mentionnée 25 précédemment (la quantité de carburant est rendue excessive) dans la partie de réaction de reformage située en amont de la partie d'admission d'oxygène par rapport à la direction d'écoulement du mélange. Par conséquent, le catalyseur de reformage dans la partie de réaction de 30 reformage en amont de la partie d'admission d'oxygène peut être empêchée d'être excessivement chauffée. Le carburant est gazéifié dans la partie de réaction de reformage en amont de la partie d'admission d'oxygène, puis se mélange à l'oxygène dans la partie d'admission d'oxygène, et est reformé de façon excellente dans la partie de réaction de reformage en aval de la partie d'admission d'oxygène. Par conséquent, l'adoption de cet agencement permet d'empêcher 5 le catalyseur de reformage de se détériorer localement, de reformer le carburant de façon fiable, et de maintenir de manière appropriée l'efficacité de reformage du reformeur à l'intérieur d'une plage souhaitée.
En outre, il est préférable que la partie 10 d'alimentation en oxygène amène l'oxygène à la partie d'admission d'oxygène du reformeur, et qu'un rapport aircarburant du mélange soit défini supérieur au rapport aircarburant correspondant à l'efficacité de reformage à l'intérieur de la plage prédéterminée dans la partie de 15 réaction de reformage qui est agencée en amont de la partie d'admission d'oxygène par rapport à la direction d'écoulement, lorsqu'une condition de fonctionnement prédéterminée sur le reformeur est remplie.
Comme décrit ci-dessus, si le rapport air-carburant 20 du mélange dans la partie de réaction de reformage en amont de la partie d'admission d'oxygène par rapport à la direction d'écoulement est fixé à une valeur réduite, la cokéfaction du catalyseur de reformage peut se produire dans la partie de réaction de reformage sur le côté amont. 25 Par contre, même si l'oxygène est amené à la partie d'admission d'oxygène du reformeur comme dans le cas de cet agencement, l'occurrence de la cokéfaction peut être supprimée, et le catalyseur de reformage dans lequel la cokéfaction s'est produite peut être régénéré, en fixant 30 le rapport air-carburant du mélange dans la partie de réaction de reformage agencée en amont de la partie d'admission d'oxygène par rapport à la direction d'écoulement à une valeur importante si une condition de fonctionnement prédéterminée liée à la période de fonctionnement du reformeur ou à la température du catalyseur de reformage est remplie.
Il est préférable que le reformeur possède une partie 5 de réaction de reformage dans laquelle le catalyseur de reformage est agencé, que la partie de réaction de reformage comprenne une zone de faible quantité de catalyseur au moins soit à une extrémité en amont de celui-ci soit à une extrémité en aval de celui-ci par 10 rapport à la direction d'écoulement du mélange, une quantité du catalyseur de reformage dans la zone de faible quantité de catalyseur étant inférieure à une quantité du catalyseur de reformage dans n'importe quelle autre zone.
Comme dans le cas de cet agencement, si au moins 15 l'une des extrémités amont et aval de la partie de réaction de reformage est formée comme la zone de faible quantité de catalyseur, la chaleur de réaction générée dans une zone autre que la zone de faible quantité de catalyseur de la partie de réaction de reformage est 20 transférée à la zone de faible quantité de catalyseur. Par conséquent, l'adoption de cet agencement permet d'améliorer la performance de radiation de chaleur du reformeur dans son ensemble et d'empêcher efficacement le catalyseur de reformage d'être chauffé.
De plus, si l'extrémité amont du reformeur est formée comme la zone de faible quantité de catalyseur, la progression de la réaction de reformage à l'extrémité amont du reformeur est supprimée. Par conséquent, une élévation excessive de la température du catalyseur de 30 reformage, qui tend généralement à se produire en amont du reformeur, peut être supprimée. Dans ce cas, la zone de faible quantité de catalyseur à l'extrémité amont de la partie de réaction de reformage reçoit la chaleur depuis la zone en aval et est chauffée de façon appropriée. Par conséquent, le carburant amené au reformeur peut être gazéifié dans la zone de faible quantité de catalyseur et peut être mélangé à l'air de façon appropriée.
Selon un autre aspect de l'invention, on propose un procédé de fonctionnement d'un moteur à combustion interne comprenant une chambre de combustion dans laquelle un composant de carburant prédéterminé est brlé et un reformeur qui possède un catalyseur de reformage, qui 10 reforme un mélange de carburant et d'air, qui contient le composant de carburant, et qui produit une essence de reformage amenée à la chambre de combustion. Ce procédé comprend les étapes de fixation d'un rapport air-carburant du mélange dans le reformeur de sorte qu'une efficacité de 15 reformage du reformeur soit maintenue à l'intérieur d'une plage prédéterminée et la fixation d'une quantité du mélange amené au reformeur de sorte qu'un couple réel du moteur à combustion interne concide à un couple cible.
Le procédé de fonctionnement selon l'aspect décrit 20 précédemment permet d'amener une essence de reformage souhaitée depuis le reformeur à la chambre de combustion et d'amener le moteur à combustion interne à fonctionner avec précision en conformité à une condition requise.
La figure 1 est un schéma de principe d'un moteur à 25 combustion interne selon un premier mode de réalisation de l'invention.
La figure 2 est un graphique illustrant une relation entre le rapport aircarburant d'un mélange dans un reformeur et le taux de conversion de carburant dans le 30 reformeur.
La figure 3 est un graphique illustrant une relation entre un rapport O/C du nombre d'atomes d'oxygène dans l'air par rapport au nombre d'atomes de carbone dans le carburant amené au reformeur et la concentrapportn de H2 dans une essence de reformage obtenue à partir du reformeur.
La figure 4 est un graphique illustrant une relation 5 entre le rapport O/C du nombre d'atomes d'oxygène dans l'air par rapport au nombre d'atomes de carbone dans le carburant amené au reformeur et la température d'un lit catalytique dans le reformeur.
La figure 5 est un schéma de principe d'un moteur à 10 combustion interne selon un exemple de modification du premier mode de réalisation de l'invention.
La figure 6 est un schéma de principe d'un moteur à combustion interne selon un autre exemple de modification du premier mode de réalisation de l'invention.
La figure 7 est un schéma de principe d'un moteur à combustion interne selon encore un autre exemple de modification du premier mode de réalisation de l'invention.
La figure 8 est un schéma de principe d'un moteur à 20 combustion interne selon encore un autre exemple de modification du premier mode de réalisation de l'invention.
La figure 9 est un schéma de principe d'un moteur à combustion interne selon encore un autre exemple de 25 modification du premier mode de réalisation de l'invention.
La figure 10 est un schéma de principe d'un moteur à combustion interne selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.
La figure 11 est un organigramme pour expliquer le fonctionnement du moteur à combustion interne illustré sur la figure 10.
La figure 12 est un graphique illustrant une mappe illustrative qui est utilisée pour fixer une quantité d'alimentation en air reformé.
La figure 13 est un graphique illustrant une mappe illustrative qui est utilisée pour définir une ouverture du papillon des gaz.
La figure 14 est un organigramme pour expliquer le fonctionnement du moteur à combustion interne illustré sur la figure 10.
La figure 15 est un graphique illustrant une mappe 10 illustrative qui est utilisée pour estimer un rapport aircarburant d'un mélange dans le reformeur.
La figure 16 est un organigramme pour expliquer le fonctionnement du moteur à combustion interne illustré sur la figure 10.
La figure 17 est un organigramme pour expliquer le fonctionnement du moteur à combustion interne illustré sur la figure 10.
La figure 18 est un organigramme pour expliquer le fonctionnement du moteur à combustion interne illustré sur 20 la figure 10.
La figure 19 est un organigramme pour expliquer le fonctionnement du moteur à combustion interne illustré sur la figure 10.
La figure 20 est un organigramme pour expliquer le 25 fonctionnement du moteur à combustion interne illustré sur la figure 10.
La figure 21 est un graphique illustrant comment la température du lit catalytique change lorsque le moteur à combustion interne illustré sur lafigure 10 fonctionne 30 conformément à l'organigramme illustré sur la figure 20.
La figure 22 est un schéma de principe d'un moteur à combustion interne selon un troisième mode de réalisation de l'invention.
La figure 23 est un graphique pour expliquer le fonctionnement du moteur à combustion interne illustré sur la figure 22.
La figure 24 est un schéma de principe d'un moteur à 5 combustion interne selon un quatrième mode de réalisation de l'invention.
La figure 25 est un organigramme pour expliquer le fonctionnement du moteur à combustion interne illustré sur la figure 24.
La figure 26 est un schéma de principe d'un reformeur selon un cinquième mode de réalisation de l'invention.
La figure 27 est un schéma de principe d'un reformeur selon un exemple de modification du cinquième mode de réalisation de l'invention.
La figure 28 est un schéma de principe d'un reformeur selon un autre exemple de modification du cinquième mode de réalisation de l'invention.
Ci-après, des modes de réalisation préférés d'un moteur à combustion interne et d'un procédé de 20 fonctionnement d'un moteur à combustion interne selon l'invention vont être décrits en détail en référence aux dessins.
La figure 1 est un schéma de principe d'un moteur à combustion interne selon un premier mode de réalisation de 25 l'invention. Un moteur à combustion interne 1 illustré sur la figure 1 génère de la puissance en brlant un mélange contenant des composants de carburant dans une pluralité de chambres de combustion 3 formées dans un bloc-moteur 2 et en animant d'un mouvement de va et vient des pistons 4 30 dans les chambres de combustion 3. Un tuyau d'admission 5 et un tuyau d'échappement 6 sont reliés à chacune des chambres de combustion 3. Chaque orifice d'admission est doté d'une soupape d'admission 7, tandis que chaque orifice d'échappement est doté d'une soupape d'échappement 8. Le moteur à combustion interne 1 possède une bougie d'allumage 9 pour chacune des chambres de combustion 3.
Comme illustré sur la figure 1, le tuyau d'admission 5 5 est relié à un réservoir d'équilibre 10 auquel un tuyau d'alimentation en air Ll est relié. Le tuyau d'alimentation en air Ll est relié à une admission d'air (non illustrée) via un filtre à air 11. Le tuyau d'alimentation en air Ll s'étend à travers un papillon des 10 gaz électronique 12 (qui est situé entre le réservoir d'équilibre 10 et le filtre à air 11) . Un tuyau de dérivation L2 se détache du tuyau d'alimentation en air Li à une partie bifurquée PB placée entre le filtre à air il et le papillon des gaz électronique 12. Le tuyau de 15 dérivation L2 s'étend à travers une soupape d'ajustement du débit 14 dont l'extrémité de commencement (qui n'est pas sur le côté de la partie bifurquée PB) est reliée à un reformeur 20.
Le reformeur 20 comprend une partie de mélange air20 carburant 21 à laquelle le tuyau de dérivation L2 est relié, et une partie de réaction de reformage 22 adjacente à la partie de mélange air-carburant 21. Outre le tuyau de dérivation L2, un dispositif d'injection de carburant 15 pour injecter un hydrocarbure tel que de l'essence ou 25 similaire, est également relié à la partie de mélange aircarburant 21. Un catalyseur de reformage qui est obtenu, par exemple, par une couche de rhodium sur de la zircone, est agencé dans la partie de réaction de reformage 22. Une évacuation du reformeur 20 est reliée au réservoir 30 d'équilibre 10 via un tuyau de raccordement L3. Ainsi, le reformeur 20 est agencé de façon à dériver le tuyau d'alimentation en air Ll.
Par contre, un débitmètre d'air 16 (AFM) pour détecter une quantité totale d'air introduit à partir de l'admission d'air est installé en amont de la partie bifurquée PB du tuyau d'alimentation en air Li (plus précisément, entre la partie bifurquée et le filtre à air 5 11). Le tuyau de dérivation L2 est doté d'un débitmètre d'air 17 pour détecter une quantité d'air circulant à travers le tuyau de dérivation L2. Le débitmètre d'air 17 est installé entre la partie bifurquée PB et la soupape d'ajustement du débit 14. En outre, le tuyau de 10 raccordement L3 est doté d'un capteur de la température 18 pour détecter une température dans le reformeur 20 (c'està-dire, une température du lit catalytique de reformage).
Le tuyau d'échappement 6 relié à chacune des chambres de combustion 3 est doté d'un capteur A/C des gaz 15 d'échappement 19 pour détecter un rapport air-carburant des gaz d'échappement s'écoulant à travers le tuyau d'échappement 6.
Les débitmètres d'air 16 et 17, le capteur de la température 18 et le capteur A/C des gaz d'échappement 19 20 sont reliés à un calculateur 50. Le calculateur 50 comprend une unité centrale, une mémoire morte, une mémoire vive, des ports d'entrée/sortie auxquels les capteurs mentionnés précédemment sont reliés, une unité de stockage dans laquelle différentes informations sont 25 stockées, et similaire. Un signal indicatif d'une course d'enfoncement est envoyé au calculateur 50 depuis un accélérateur 51 (un capteur de position de l'accélérateur), et un signal indicatif d'une vitesse de rotation réelle du moteur à combustion interne 1 est 30 envoyé au calculateur 50 depuis un capteur de la vitesse de rotation 52 (un capteur de position du vilebrequin).
Sur la base des valeurs détectées par les débitmètres d'air 16 et 17, le capteur de la température 18, le capteur A/C des gaz d'échappement 19 et similaire, des signaux émis depuis l'accélérateur 51 et le capteur de la vitesse de rotation 52, et similaire, le calculateur 50 commande les ouvertures du papillon des gaz électronique 5 12 et de la soupape d'ajustement du débit 14, une quantité de carburant injecté depuis le dispositif d'injection du carburant 15, un minutage pour allumer la bougie d'allumage 9, et similaire.
Lors du fonctionnement du moteur à combustion interne 10 1 ainsi conçu, de l'air est introduit dans la partie de mélange air-carburant 21 du reformeur 20 via la soupape d'ajustement du débit 14 du tuyau de dérivation L2, et un carburant tel que de l'essence ou similaire est injecté depuis le dispositif d'injection de carburant 15 commandé 15 par le calculateur 50. Le calculateur 50 ajuste une ouverture de la soupape d'ajustement du débit 14. Le carburant tel que de l'essence ou similaire est gazéifié dans la partie de mélange air-carburant 21, se mélange à l'air s'écoulant depuis le tuyau de dérivation L2, et 20 s'écoule dans la partie de réaction de reformage 22. Dans la partie de réaction de reformage 22, le catalyseur de reformage amène l'hydrocarbure à réagir à l'air, et une réaction d'oxydation partielle exprimée par une formule (1) donnée ci-dessous progresse, moyennant quoi une 25 essence de reformage contenant du CO et H2 est produite.
L'essence de reformage ainsi produite est introduite dans le réservoir d'équilibre 10 depuis l'évacuation du reformeur 20 via le tuyau de raccordement L3.
CmHn+(m/2)02-mCO+(n/2)H2... (1) De l'air est introduit dans le réservoir d'équilibre via le papillon des gaz électronique 12 du tuyau d'alimentation en air Ll. Le calculateur 50 ajuste une ouverture du papillon des gaz électronique 12. Par conséquent, l'essence de reformage introduite dans le réservoir d'équilibre 10 depuis le reformeur 20 est encore mélangée à l'air dans le réservoir d'équilibre 10 puis est absorbée dans les chambres de combustion 3. Si la bougie 5 d'allumage 9 est allumée à un minutage prédéterminé, du CO et H2 en tant que composants de carburant brlent dans les chambres de combustion 3, et les pistons 4 impriment un mouvement de va-et-vient, moyennant quoi de la puissance peut être obtenue à partir du moteur à combustion interne 10 1. Dans le moteur à combustion interne 1, de la puissance peut également être obtenue en arrêtant l'alimentation du reformeur 20 en air et en carburant et en amenant un dispositif d'injection de carburant 15x fixé au tuyau d'admission 5 à injecter du carburant.
Dans le moteur à combustion interne 1 mentionné cidessus, par exemple, dans la perspective d'une corrélation entre une efficacité de reformage du reformeur 20 et un rapport air-carburant du mélange dans le reformeur 20, le calculateur 50 fixe le rapport air-carburant du mélange de 20 carburant et d'air dans le reformeur 20 à une valeur sensiblement constante de sorte que l'efficacité de reformage du reformeur 20 est maintenue à l'intérieur d'une plage souhaitée qui est appropriée à des fins pratiques. Dans le moteur à combustion interne 1, par 25 conséquent, le rapport entre les composants de carburants CO et H2 dans l'essence de reformage produite par le reformeur 20 est toujours contrôlé avec précision. Ainsi, le moteur à combustion interne 1 peut être opéré de façon à respecter avec précision une condition requise en 30 amenant une essence de reformage souhaitée depuis le reformeur 20 aux chambres de combustion 3.
Le rapport air-carburant du mélange dans le reformeur et l'efficacité de reformage du reformeur 20 sont corrélés l'un à l'autre comme illustré sur la figure 2. La figure 2 est un graphique illustrant une relation entre le rapport O/C du nombre d'atomes d'oxygène dans l'air par rapport au nombre d'atomes de carbone dans le carburant 5 amené au reformeur 20 et le taux de conversion de carburant dans le reformeur 20. Dans ce cas, le rapport O/C est sensiblement équivalent au rapport air-carburant du mélange amené au reformeur 20. Le taux de conversion de carburant est un paramètre pour évaluer l'efficacité de 10 reformage. Comme le montre la figure 2, le taux de conversion de carburant dans le reformeur 20 change en fonction du rapport O/C du mélange dans le reformeur 20.
le taux de conversion de carburant augmente sensiblement en proportion du rapport O/C jusqu'à ce que le rapport O/C 15 atteigne 1. Néanmoins, une fois que le rapport O/C dépasse 1, il n'y a plus d'augmentation visible dans le taux de conversion de carburant dans le reformeur 20.
Dans ce cas, d'un point de vue pratique, l'efficacité de reformage du reformeur 20, à savoir, le taux de 20 conversion de carburant dans le reformeur 20 a besoin d'être maintenu égal à au moins environ 40 %. Ceci est d à la raison suivante. Comme il est apparent à partir d'une corrélation (figure 3) entre le rapport O/C du mélange dans le reformeur 20 et la concentrapportn de H2 contenus 25 dans l'essence de reformage obtenue à partir du reformeur 20, le taux de conversion de carburant est approximativement de 40 % lorsque le rapport O/C est approximativement de 0,4 et la concentrapportn de H2 obtenus dans l'essence de formage obtenue à partir du 30 reformeur 20 chute si le rapport O/C baisse au-dessous de 0,4. En outre, comme le montre une corrélation (figure 4) entre le rapport O/C du mélange dans le reformeur 20 et la température du lit catalytique dans le reformeur 20, la température du lit catalytique baisse au-dessous de 7001C si le rapport O/C baisse au-dessous de 0,4, de sorte que la probabilité de cokéfaction dans le catalyseur de reformage est accrue.
Comme le montre la figure 3, si le rapport O/C est d'environ 0,8, la concentrapportn de H2 obtenus à partir du reformeur 20 est sensiblement comparable à la concentrapportn maximum. Par conséquent, il est plus préférable d'un point de vue pratique que l'efficacité de 10 reformage du reformeur 20, à savoir, le taux de conversion de carburant dans le reformeur 20, soit définie à environ 80 % ou plus d'une valeur dans le cas o le rapport O/C est d'environ 0,8.
Par contre, comme le montre la figure 2, si le 15 rapport O/C dépasse 1, il n'y a pas d'augmentation visible du taux de conversion de carburant dans le reformeur 20, et la concentrapportn de H2 diminue en conséquence. Comme le montre la figure 4, la température du lit catalytique commence à s'élever si le rapport O/C dépasse plus ou 20 moins 1,05 et la température du lit catalytique s'élève abruptement une fois que le rapport O/C dépasse 1,1. Par conséquent, la limite supérieure du rapport O/C pour maintenir à un niveau sensiblement approprié l'efficacité de reformage dans le reformeur 20 peut être définie à 25 environ 1,1, plus préférablement, à environ 1,05.
En considérant ce qui précède, dans le moteur à combustion interne 1, le rapport O/C du nombre d'atomes d'oxygène par rapport au nombre d'atomes de carbone dans le carburant amené au reformeur 20 est toujours défini à 30 une valeur constante (O/C = 1 dans le premier mode de réalisation) qui est approximativement comprise dans une plage de 0,4 à 1,1, plus préférablement, dans une plage de 0,8 à 1,05. Ainsi, le taux de conversion de carburant dans le reformeur 20 peut être rendu sensiblement constant approximativement à l'intérieur d'une plage de 40 % à 100 %, plus préférablement, à l'intérieur d'une plage de % à 100%.
Plus précisément, le calculateur 50 définit d'abord un couple cible du moteur à combustion interne 1 (une vitesse de rotation cible prédéterminée au ralenti) correspondant à une course d'enfoncement de l'accélérateur indiquée par un signal émis depuis l'accélérateur 51. En 10 outre, le calculateur 50 définit une quantité d'air à amener au reformeur 20 (c'est-à-dire, une quantité d'alimentation en air reformé) et une quantité de carburant injecté depuis le dispositif d'injection de carburant 15, à savoir, une quantité du mélange amené au 15 reformeur 20, de sorte que le rapport O/C du mélange dans le reformeur 20 devienne constant (O/C = 1) et qu'un couple de sortie réel (vitesse de rotation) concide au couple cible (vitesse de rotation cible). En même temps, le calculateur 50 définit une quantité d'air à amener dans 20 le réservoir d'équilibre 10 depuis le papillon des gaz électronique 12 (c'est-à-dire, une quantité d'air à mélanger) afin de rendre égal un rapport air-carburant du mélange absorbé dans les chambres de combustion 3 à une valeur souhaitée.
Le calculateur 50 ajuste ensuite une ouverture de la soupape d'ajustement du débit 14 de sorte qu'une valeur détectée par le débitmètre d'air 17 pour le tuyau de dérivation L2 concide à la quantité d'alimentation en air reformé déterminée précédemment, et amène le dispositif 30 d'injection de carburant 15 à injecter la quantité de carburant précédemment déterminée. Le calculateur 50 ajuste également une ouverture du papillon des gaz électronique 12 de sorte qu'une différence entre une valeur détectée par le débitmètre d'air 16 pour le tuyau d'alimentation en air Li et la valeur détectée par le débitmètre d'air 17 pour le tuyau de dérivation 12 coincide à la quantité déterminée précédemment d'air à 5 mélanger. Ainsi, l'efficacité de reformage du reformeur 20 est maintenue à l'intérieur d'une plage souhaitée, et le rapport air-carburant du mélange dans les chambres de combustion 3 est fixée à une valeur souhaitée. Par conséquent, un couple souhaité peut être généré par le 10 moteur à combustion interne 1.
Dans le moteur à combustion interne 1 mentionné cidessus, il n'est pas absolument requis que la soupape d'ajustement du débit 14 soit agencée en amont du reformeur 20 (entre la partie bifurquée PB et le reformeur 15 20) . savoir, comme illustré sur la figure 5, la soupape d'ajustement du débit 14 peut être agencée en aval du reformeur 20. En d'autres termes, le tuyau de raccordement L3 raccordant le reformeur 20 au réservoir d'équilibre 10 peut être doté de la soupape d'ajustement du débit 14. 20 L'adoption de cet agencement permet en outre d'amener le mélange air et carburant au reformeur 20 avec une précision élevée. Dans cet agencement, en fermant la soupape d'ajustement du débit 14, des HC non reformés qui ont augmenté en quantité dans la partie de réaction de 25 reformage 22 peuvent être empêchés d'être absorbés dans les chambres de combustion 3 une fois que le reformeur 20 est arrêté pendant le fonctionnement du moteur a combustion interne 1.
En outre, dans le moteur à combustion interne 1 30 mentionné précédemment, la partie bifurquée PB en tant que jonction entre le tuyau d'alimentation en air Ll et le tuyau de dérivation L2 peut être doté d'une soupape d'ajustement du débit à trois voies 14x comme illustré sur la figure 6. Dans ce cas, le papillon des gaz électronique 12 est agencé en amont de la soupape d'ajustement du débit à trois voies 41x et en aval du débitmètre d'air 16, et le débitmètre d'air pour le tuyau de dérivation L2 peut être 5 omis. Une quantité d'air reformé amené au reformeur 20 depuis la partie bifurquée PB à travers la soupape d'ajustement du débit à trois voies 14 et une quantité d'air à mélanger dans le réservoir d'équilibre 10 depuis la partie bifurquée PB à travers la soupape d'ajustement 10 du débit à trois voies 14 sont individuellement définies par le calculateur. Cet agencement permet de définir une quantité d'air finalement amené dans les chambres de combustion 3 seulement par le papillon des gaz électronique 12. Par conséquent, la contrôlabilité de 15 l'ensemble du moteur peut être améliorée.
Comme illustré sur la figure 7, une pompe à air PA peut être agencée entre la partie bifurquée PB et le reformeur 20. Dans ce cas, le calculateur définit une quantité de puissance électrique amenée à la pompe à air 20 PA de sorte qu'une valeur détectée par le débitmètre d'air 17 pour le tuyau de dérivation L2 concide à une quantité d'alimentation requise d'air reformé. L'adoption de cet agencement permet en outre d'amener le mélange d'air et de carburant au reformeur 20 avec une précision élevée.
En outre, comme illustré sur la figure 8, le débitmètre d'air 16 pour le tuyau d'alimentation en air Ll peut être agencé en aval de la partie bifurquée PB (plus précisément, entre la partie bifurquée PB et le réservoir d'équilibre 10). Dans ce cas, la quantité d'air finalement 30 amené aux chambres de combustion 3 est la somme d'une valeur détectée par le débitmètre d'air 16 et une valeur détectée par le débitmètre d'air 17. Comme illustré sur la figure 9, il est également approprié que le débitmètre d'air pour le tuyau d'alimentation en air Li soit éliminé, qu'un capteur de pression 13 soit fixé au réservoir d'équilibre 10, et qu'une quantité (rapport air-carburant) du mélange finalement amené aux chambres de combustion 3 5 soit calculée sur la base d'une valeur détectée par le capteur de pression 13. L'adoption de ces agencements permet en outre d'amener le mélange d'air et de carburant au reformeur 20 et aux chambres de combustion 3 avec une précision élevée.
Comme il sera décrit en détail vis à vis du deuxième mode de réalisation, puisque la température dans le reformeur 20 (la température du lit catalytique) est corrélée au rapport air-carburant du mélange dans le reformeur 20, un rapport air-carburant (O/C) du mélange 15 dans le reformeur 20 peut être estimé à partir d'une température dans le reformeur 20 (une température du lit catalytique) qui est détectée par le capteur de la température 18. Ainsi, le calculateur 50 peut également être conçu pour estimer un rapport O/C (rapport air20 carburant) du mélange dans le reformeur 20 sur la base d'une valeur détectée par le capteur de la température 18, et pour définir une quantité du mélange amené au reformeur 20 de sorte que le rapport estimé O/C devienne égal à une valeur constante (par exemple, O/C = 1) à l'intérieur 25 d'une plage de 0,4 à 1,1, plus préférablement à l'intérieur d'une plage de 0,8 à 1,05 et corresponde à un couple cible. L'adoption de cet agencement permet de se passer du débitmètre d'air pour le tuyau de dérivation L2, de réduire le cot de l'ensemble du moteur, et de réduire 30 le volume d'espace requis.
Ci-après, un moteur à combustion interne selon le deuxième mode de réalisation de l'invention va être décrit en référence aux figures 10 à 21. Des composants identiques à ceux décrits vis à vis du premier mode de réalisation décrit précédemment sont désignés par les mêmes références numériques, et la répétition de la même
description sera évitée.
Un moteur à combustion interne lA illustré sur la figure 10 est fondamentalement identique en conception au moteur à combustion interne 1 selon le premier mode de réalisation précédemment décrit. Dans le moteur à combustion interne lA selon le deuxième mode de 10 réalisation, néanmoins, le débitmètre d'air agencé en amont du reformeur 20 est retiré du tuyau de dérivation L2 dans la perspective de réduire le cot du moteur dans son ensemble et de réduire le volume d'espace requis. Dans le moteur à combustion interne lA, un préchauffeur 23 tel 15 qu'un chauffeur électrique ou similaire est agencé à une partie d'extrémité amont de la partie de réaction de reformage 22 (c'est-à-dire, à une partie d'extrémité sur le côté de la partie de mélange air-carburant 21) . Ciaprès, il sera décrit individuellement et précisément 20 comment le moteur à combustion interne lA ainsi agencé fonctionne lorsque le moteur se trouve dans un état d'arrêt de ralenti, lorsque le moteur se trouve dans un état de ralenti, lorsque le reformeur est démarré, et lorsque le reformeur est arrêté.
Comme illustré sur la figure 11, si un passage d'un état de ralenti à un état d'arrêt de ralenti est effectué en réponse à l'envoi d'un signal indicatif d'une course d'enfoncement de l'accélérateur au calculateur 50 depuis l'accélérateur 51, le calculateur 50 détermine un couple 30 cible du moteur à combustion interne lA correspondant au signal envoyé par l'accélérateur 51 (E10) . Après avoir déterminé le couple cible, le calculateur 50 définit simultanément une quantité d'air à amener au reformeur 20 (une quantité d'alimentation en air reformé), une quantité de carburant injecté depuis le dispositif d'injection de carburant 15, et une ouverture du papillon des gaz électronique 12 (E12).
savoir, à l'étape E12, le calculateur 50 calcule une quantité d'alimentation en air reformé correspondant au couple cible déterminé à l'étape E10 à partir d'une mappe illustrative présentée sur la figure 12, et calcule une quantité de carburant injecté à partir du dispositif 10 d'injection 15 par rapport à la quantité d'alimentation en air reformé ainsi calculée de sorte que le rapport O/C du mélange dans le reformeur 20 devienne égal à 1.
Simultanément, à l'étape E12, le calculateur 50 calcule une ouverture du papillon des gaz électronique 15 correspondant au couple cible déterminé à l'étape E10 à partie d'une mappe illustrative présenté sur la figure 13.
La mappe pour définir une quantité d'alimentation en air reformé telle qu'illustrée sur la figure 12 est ainsi préparée à l'avance de manière à définir une relation 20 entre le couple cible du moteur et la quantité d'air à amener au reformeur 20 (quantité d'alimentation en air reformé), et est stockée dans l'unité de stockage du calculateur 50. La mappe pour définir une ouverture du papillon des gaz telle qu'illustrée sur la figure 13 est 25 ainsi préparée à l'avance de manière à définir une ouverture du papillon des gaz électronique 12 pour rendre égal un rapport air-carburant du mélange absorbé dans les chambres de combustion 3 à une valeur souhaitée en fonction d'un couple cible, en tenant compte de la 30 quantité d'alimentation en air reformé calculée à partir de la mappe illustrée sur la figure 12 et de la quantité d'injection de carburant qui est calculée de sorte que le rapport O/C du mélange dans le reformeur 20 devienne égal à 1. La mappe pour définir une ouverture du papillon des gaz est également stockée dans l'unité de stockage du calculateur 50.
Ainsi, lors du traitement de l'étape E12, à la fois 5 une quantité du mélange amené au reformeur 20 (c'est-àdire, quantité d'alimentation en air reformé + quantité d'injection de carburant) et une quantité du mélange absorbé dans les chambres de combustion 3 (c'est-à-dire, essence de reformage + air s'écoulant depuis le papillon 10 des gaz électronique 12) sont simultanément définies en fonction d'un couple cible. Le rapport air-carburant du mélange dans le reformeur 20 est défini sensiblement constant (O/C = 1), et le rapport air-carburant du mélange dans les chambres de combustion 3 est défini, par exemple, 15 en tant que valeur souhaitée telle qu'un rapport aircarburant stoechiométrique ou similaire.
Puis à l'étape E14, le calculateur 50 définit une ouverture du papillon des gaz électronique 12 à partir de l'ouverture calculée à l'étape E12, commande la soupape 20 d'ajustement du débit 14 de sorte qu'une valeur indiquée par le débitmètre d'air 16 pour le tuyau d'alimentation en air Li devienne égale à la somme de la quantité d'alimentation en air reformé calculée à l'étape E12 et d'une quantité d'écoulement correspondant à l'ouverture du 25 papillon des gaz électronique 12 calculée à l'étape E12, et amène le dispositif d'injection de carburant 15 à injecter la quantité de carburant calculée à l'étape E12.
Dans ce cas, afin de définir avec précision un rapport air-carburant du mélange dans le reformeur 20, il est 30 préférable que le carburant soit injecté à partir du dispositif d'injection de carburant 15 dès que l'alimentation en air depuis la soupape d'ajustement du débit 14 se stabilise.
Après avoir effectué le traitement de l'étape E14, le calculateur 50 passe à l'étape E16 et exécute une routine de correction de la quantité d'injection de carburant (figure 14) et une routine de correction de l'ouverture du 5 papillon des gaz (figure 17), lesquelles vont être décrites ci-après. Ainsi, le rapport air-carburant du mélange dans les chambres de combustion 3 peut être défini comme valeur souhaitée tandis que l'efficacité de reformage du reformeur 20 est maintenue sensiblement 10 constante, et un couple de sortie réel peut être rendu égal avec précision à un couple cible. Tant que le moteur reste dans l'état d'arrêt de ralenti, les traitements précédemment décrits des étapes E10 à E16 sont répétés.
La figure 14 est un organigramme pour expliquer la 15 routine de correction de la quantité d'injection de carburant à l'étape E16. Comme illustré sur la figure 14, après avoir effectué le traitement de l'étape E14, le calculateur 50 calcule une température du lit catalytique dans la partie de réaction de reformage 22 du reformeur 20 20 sur la base d'un signal reçu à partir du capteur de la température 18 fixé au tuyau de raccordement L3 (E100).
Après avoir calculé la température du lit catalytique dans le reformeur 20, le calculateur 50 estime un rapport aircarburant (O/C) du mélange dans le reformeur 20, en 25 utilisant la température calculée du lit catalytique, la quantité d'injection de carburant déterminée à l'étape E12, et une mappe illustrative présentée sur la figure 15 (E102).
La température du lit catalytique est corrélée au rapport O/C du mélange (rapport air-carburant) dans le reformeur 20, et la température du lit catalytique dans la partie de réaction de reformage 22 change en fonction du rapport O/C du mélange dans le reformeur 20. La température du lit catalytique change également en fonction de la quantité de carburant amené au reformeur 20. La température du lit catalytique s'élève lorsque la quantité de carburant amené au reformeur 20 augmente. Dans 5 la perspective de ce qui précède, dans le moteur à combustion interne lA, la mappe (figure 15) pour définir (corriger) une corrélation entre la température du lit catalytique et le rapport O/C du mélange dans le reformeur 20 en fonction d'une quantité de carburant injecté dans le 10 reformeur 20 est préparée à l'avance est stockée dans l'unité de stockagedu calculateur 50. En utilisant une telle mappe, un rapport O/C du mélange (rapport aircarburant) dans le reformeur 20 peut être calculé avec une précision élevée à partir d'une température du lit 15 catalytique dans la partie de réaction de reformage 22 et d'une quantité de carburant amené au reformeur 20.
Après avoir estimé un rapport O/C du mélange dans le reformeur 20, le calculateur 50 détermine si oui ou non une valeur estimée du rapport O/C est au-dessous d'un 20 premier seuil OCL déterminé à l'avance (E104). Ce premier seuil OCL est fixé, par exemple, à une valeur qui est inférieure à une valeur cible du rapport O/C déterminé à l'étape E12 d'une valeur prédéterminée (un pourcentage prédéterminé). S'il est déterminé à l'étape E104 que la 25 valeur estimée du rapport O/C est au-dessous du seuil OCL, le calculateur 50 réduit (légèrement) une quantité de carburant injecté depuis le dispositif d'injection de carburant 15 d'une quantité prédéterminée ou d'une quantité correspondant à une différence entre la valeur 30 estimée du rapport O/C et le seuil OCL (E106). Comme le mélange dans le reformeur 20 est ainsi appauvri, le rapport O/C peut être augmenté et rendu proche d'une valeur cible (1 dans le deuxième mode de réalisation).
Par contre, s'il est déterminé à l'étape E104 que la valeur estimée du rapport O/C n'est pas inférieure à la valeur prédéterminée OCL, le calculateur 50 détermine en outre si oui ou non la valeur estimée du rapport O/C est 5 au-dessus d'un deuxième seuil OCH déterminé à l'avance (E108). Le deuxième seuil OCH est fixé, par exemple, à une valeur qui est supérieure à la valeur cible du rapport O/C déterminé à l'étape E12 d'une quantité prédéterminée (un pourcentage prédéterminé) . S'il est déterminé à l'étape 10 E108 que la valeur estimée du rapport O/C est au-dessus du seuil OCH, le calculateur 50 augmente (légèrement) une quantité de carburant injecté depuis le dispositif d'injection de carburant 15 d'une quantité prédéterminée ou d'une quantité correspondant à une différence entre la 15 valeur estimée du rapport O/C et le seuil OCH (Ell).
Comme le mélange dans le reformeur 20 est ainsi enrichi, le rapport O/C peut être rendu inférieur au seuil OCH et proche d'une valeur cible (1 dans le deuxième mode de réalisation).
Ainsi, dans le moteur à combustion interne lA, la routine de correction de la quantité d'injection de carburant est exécutée, et la quantité de carburant amené au reformeur 20 est soumise de façon appropriée à une correction réactive utilisant le rapport estimé O/C du 25 mélange dans le reformeur 20. Par conséquent, le rapport O/C dans le reformeur 20 peut être maintenu constant, et l'efficacité de reformage peut être maintenue de manière excellente à l'intérieur d'une plage souhaitée. Après avoir terminé le traitement de l'étape E106 ou E110, le 30 calculateur 50 effectue les traitements de base illustrés sur la figure il de nouveau. S'il est déterminé à l'étape E108 que la valeur estimée du rapport O/C n'est pas audessus du deuxième seuil OCH, le calculateur 50 effectue les traitements de base illustrés sur la figure 11 de nouveau sans corriger une quantité d'injection de carburant.
Comme décrit ci-dessus, c'est dans le cas o le 5 rapport O/C est maintenu approximativement à l'intérieur de la plage de 0,8 à 1,05 que l'efficacité de reformage du reformeur 20 est appropriée à des fins pratiques. Comme le montre la figure 15, néanmoins, si le rapport O/C est approximativement dans la plage de 0,8 à 1,05, la 10 fluctuation de la température du lit catalytique est également maintenue à l'intérieur d'une plage prédéterminée. Par contre, par exemple, si le rapport O/C est supérieur à environ 1,05, une quantité de fluctuation Et de la température du lit catalytique pour chaque 15 fluctuation du rapport O/C (c'est-à-dire, une quantité de fluctuation de la température du lit catalytique avant et après le traitement de l'étape E200) est supérieure à une valeur prédéterminée \T1. dans cette perspective, afin de maintenir l'efficacité de reformage du reformeur 20 à 20 l'intérieur d'une plage souhaitée, une quantité d'injection de carburant peut également être corrigée sur la base d'une quantité de fluctuation ET de la température du lit catalytique comme illustré sur la figure 16.
Dans un exemple illustré sur la figure 16, après 25 avoir effectué le traitement de E14, le calculateur 50 réduit (légèrement) temporairement une quantité de carburant injecté à partir du dispositif d'injection de carburant 15 et ainsi appauvrit le mélange dans le reformeur 20 (E200). Après avoir appauvri le mélange dans 30 le reformeur 20, le calculateur 50 calcule une quantité de fluctuation ET de la température du lit catalytique après le traitement de E200 sur la base d'un signal émis par le capteur de la température 18 (E202), et détermine si oui ou non la quantité de fluctuation calculée AT du catalyseur est au-dessus de la valeur prédéterminée AT1 (E204) . S'il est déterminé à l'étape E204 que la quantité de fluctuation AT de la température du lit catalytique 5 n'est pas au-dessus de la valeur prédéterminée /Tl, le calculateur répète les traitements des étapes E200 à E204.
Par contre, S'il est déterminé à l'étape E204 que la quantité de fluctuation AT de la température du lit catalytique est au-dessus de la valeur prédéterminée AT1, 10 le calculateur 50 augmente une quantité de carburant injecté à partir du dispositif d'injection de carburant 15 d'une quantité prédéterminée (un pourcentage prédéterminé) de sorte d'enrichir le mélange dans le reformeur 20 (E206) . Après avoir enrichi le mélange dans le reformeur 15 20, le calculateur 50 calcule une quantité de fluctuation AT de la température du lit catalytique après le traitement de E206 sur la base d'un signal émis par le capteur de la température 18 (E208), et détermine si oui ou non la quantité de fluctuation calculée AT de la 20 température du lit catalytique est au- dessous de la valeur prédéterminée ATl (E210). S'il est déterminé à l'étape E210 que la quantité de fluctuation AT de la température du lit catalytique n'est pas au-dessous de la valeur prédéterminée AT1, le calculateur 50 répète les 25 traitements des étapes E206 à E210. S'il est déterminé à l'étape E210 que la quantité de fluctuation AT de la température du lit catalytique est au-dessous de la valeur prédéterminée AT1, le calculateur 50 revient aux traitements de base illustrés sur la figure 11. Si la 30 routine de correction de la quantité d'injection de carburant est exécutée selon la procédure décrite jusqu'ici, la quantité de carburant amené au reformeur 20 est corrigée de sorte que le rapport O/C du mélange dans le reformeur 20 soit maintenu à une valeur sensiblement constante qui n'est pas au-dessus d'un point d'inflexion dans le voisinage de O/C = 1. Par conséquent, l'efficacité de reformage du reformeur 20 peut être maintenue de manière excellente à l'intérieur d'une plage souhaitée.
La figure 17 est un organigramme pour expliquer la routine de correction d'ouverture du papillon des gaz à l'étape E16. Comme illustré sur la figure 17, après avoir effectué le traitement de E14, le calculateur 50 calcule 10 un rapport air-carburant dans les chambres de combustion 3 sur la base d'un signal reçu depuis le capteur A/C des gaz d'échappement 19 fixé au tuyau d'échappement 6 (E300).
Après avoir calculé le rapport air-carburant dans les chambres de combustion 3, le calculateur 50 détermine si 15 oui ou non le rapport aircarburant calculé dans les chambres de combustion 3 est au-dessous d'un premier seuil AF1 déterminé à l'avance (E302). Ce premier seuil AFl est déterminé, par exemple, à une valeur qui est inférieure à un rapport aircarburant cible dans les chambres de 20 combustion 3 d'une quantité prédéterminée (un pourcentage prédéterminé) . Le rapport air-carburant cible dans les chambres de combustion 3 est déterminé par une vitesse de rotation du moteur, un état de charge de moteur, et similaire.
S'il est déterminé à l'étape E302 que le rapport aircarburant dans les chambres de combustion 3 est au-dessous du seuil AF1, le calculateur 50 diminue (légèrement) une ouverture du papillon des gaz électronique 12 d'une quantité prédéterminée ou d'une quantité correspondant à 30 une différence entre le rapport air-carburant dans les chambres de combustion 3 et le seuil AF1, de sorte que le mélange amené aux chambres de combustion 3 soit appauvri (E304) . Par contre, s'il est déterminé à l'étape E302 que le rapport air-carburant dans les chambres de combustion 3 n'est pas au-dessous du seuil AF1, le calculateur 50 détermine également si oui ou non le rapport air-carburant calculé dans les chambres de combustion 3 est au-dessus 5 d'un deuxième seuil AF2 (E306) . Ce deuxième seuil AF2 est déterminé, par exemple, à une valeur qui est supérieure à un rapport air-carburant cible dans les chambres de combustion 3 d'une valeur prédéterminée (un pourcentage prédéterminé). Le rapport air-carburant cible dans les 10 chambres de combustion 3 est déterminé par une vitesse de rotation du moteur, un état de charge du moteur, et similaire. S'il est déterminé à l'étape E306 que le rapport air-carburant dans les chambres de combustion 3 est au-dessus du seuil AF2, le calculateur 50 diminue 15 (légèrement) une ouverture du papillon des gaz électronique 12 d'une quantité prédéterminée ou d'une quantité correspondant à une différence entre le rapport air-carburant dans les chambres de combustion 3 et le seuil AF2, de sorte que le mélange amené aux chambres de 20 combustion 3 soit enrichi (E308).
Ainsi, dans le moteur à combustion interne lA, la routine de correction d'ouverture du papillon des gaz est exécutée, et l'ouverture du papillon des gaz électronique 12 est soumise de façon appropriée à une correction 25 réactive utilisant un rapport air-carburant du mélange dans les chambres de combustion 3. Par conséquent, le rapport air-carburant du mélange dans les chambres de combustion 3 peut être fixé précisément à une valeur souhaitée. Après avoir terminé le traitement de l'étape 30 E304 ou E308, le calculateur 50 effectue les traitements de base illustrés sur la figure 11 de nouveau. S'il est déterminé à l'étape E306 que le rapport air-carburant dans les chambres de combustion 3 n'est pas au-dessus du deuxième seuil AF2, le calculateur 50 effectue les traitements de base illustrés sur la figure 11 de nouveau sans corriger une ouverture du papillon des gaz.
Comme illustré sur la figure 18, lorsque le moteur à 5 combustion interne lA se trouve dans un état de ralenti, le calculateur 50 détermine une vitesse de rotation cible du moteur à combustion interne lA (E20). Après avoir déterminé la vitesse de rotation cible, le calculateur 50 définit simultanément une quantité d'air à amener au 10 reformeur 20 (quantité d'alimentation en air reformé), une quantité de carburant injecté depuis le dispositif d'injection de carburant 15, et une ouverture du papillon des gaz électronique 12 (E22).
Dans ce cas, à l'étape E22, le calculateur 50 calcule 15 une quantité d'alimentation en air reformé correspondant à la vitesse de rotation cible déterminée à partir d'une mappe (non illustrée) qui est ainsi préparée à l'avance de façon à définir une relation entre la vitesse de rotation cible du moteur et la quantité d'air à amener au reformeur 20 20 (quantité d'air reformé). l'étape E22, le calculateur calcule une quantité de carburant injecté depuis le dispositif d'injection de carburant 15 par rapport à la quantité d'alimentation en air reformé ainsi calculée de sorte que le rapport o/C du mélange dans le reformeur 20 25 devienne égal à 1. En outre, à l'étape E22, le calculateur calcule une ouverture du papillon des gaz électronique 12 à partir d'une mappe qui est ainsi préparée à l'avance de façon à définir une ouverture du papillon des gaz électronique 12 pour rendre égal un rapport air- carburant 30 du mélange absorbé dans les chambres de combustion 3 à une valeur souhaitée en fonction d'une vitesse de rotation cible, en tenant compte d'une quantité d'alimentation en air reformé calculée à partir d'une mappe et d'une quantité d'injection de carburant qui est calculée de sorte que le rapport O/C du mélange dans le reformeur 20 devienne égal à 1.
Ainsi, dans le traitement de l'étape E22, à la fois 5 une quantité du mélange amené au reformeur 20 (c'est-àdire, quantité d'alimentation en air reformé + quantité d'injection de carburant) et une quantité du mélange absorbé dans les chambres de combustion 3 (c'est-à-dire, essence de reformage + air s'écoulant depuis le papillon 10 des gaz électronique 12) sont simultanément définies en fonction d'une vitesse de rotation cible. Le rapport aircarburant du mélange dans le reformeur 20 est défini sensiblement constant (O/C = 1), et le rapport aircarburant du mélange dans les chambres de combustion 3 est 15 défini à une valeur souhaitée correspondant à une vitesse de rotation du moteur, un état de charge du moteur, ou similaire.
l'étape E24, le calculateur 50 définit une ouverture du papillon des gaz électronique 12 à partir de 20 l'ouverture calculée à l'étape E22, commande la soupape d'ajustement du débit 14 de sorte qu'une valeur indiquée par le débitmètre d'air 16 pour le tuyau d'alimentation en air Ll devienne égale à la somme de la quantité d'alimentation en air reformé calculée à l'étape E22 et 25 une quantité d'écoulement correspondant à l'ouverture du papillon des gaz électronique 12 calculée à E22, et amène le dispositif d'injection de carburant 15 à injecter la quantité de carburant calculée à E22. Après avoir effectué le traitement de E24, le calculateur 50 calcule une 30 vitesse de rotation réelle du moteur à combustion interne lA sur la base d'un signal émis par le capteur de la vitesse de rotation 52, et détermine si oui ou non la vitesse de rotation réelle calculée est au-dessous d'un seuil Nel qui est inférieur à la vitesse de rotation cible déterminée à E20 d'une valeur prédéterminée (pourcentage prédéterminé) (E26). S'il est déterminé à l'étape E26 que la vitesse de rotation réelle est au-dessous du seuil Nel, 5 le calculateur 50 commande la soupape d'ajustement du débit 14 de sorte d'augmenter une quantité d'alimentation en air reformé (E28). Dans ce cas, la quantité d'injection de carburant est calculée à E22 de sorte que le rapport O/C du mélange dans le reformeur 20 devienne égal à 1. 10 Ainsi, si la quantité d'alimentation en air reformé augmente, la quantité d'injection de carburant augmente également en conséquence. Afin de maintenir le rapport air-carburant du mélange dans les chambres de combustion 3 à une valeur souhaitée, le calculateur 50 ajuste une 15 ouverture du papillon des gaz électronique 12 en fonction d'une augmentation de la quantité d'alimentation en air reformé et d'une augmentation de la quantité d'injection de carburant.
S'il est déterminé à l'étape E26 que la vitesse de 20 rotation réelle n'est pas au-dessous du seuil Nel, le calculateur 50 détermine également si oui ou non la vitesse de rotation réelle calculée est au-dessus d'un seuil Ne2 qui est supérieur à la vitesse de rotation réelle déterminée à E20 d'une valeur prédéterminée (un 25 pourcentage prédéterminé) (E30). S'il est déterminé à E30 que la vitesse de rotation réelle est au-dessus du seuil Ne2, le calculateur 50 commande la soupape d'ajustement du débit 14 de façon à réduire une quantité d'alimentation en air reformé (E32). Dans ce cas également, la quantité 30 d'injection de carburant est calculée à E22 de sorte que le rapport O/C du mélange dans le reformeur 20 devienne égal à 1. Donc, si la quantité d'alimentation en air reformé diminue, la quantité d'injection de carburant diminue également en conséquence. Afin de maintenir le rapport air-carburant du mélange dans les chambres de combustion 3 à une valeur souhaitée, le calculateur 50 ajuste une ouverture du papillon des gaz électronique 12 5 en fonction d'une diminution de la quantité d'alimentation en air reformé et d'une diminution de la quantité d'injection de carburant. Par contre, s'il est déterminé à l'étape E30 que la vitesse de rotation réelle n'est pas audessus du seuil Ne2, la quantité d'alimentation en air 10 reformé n'est pas corrigée. Tant que le moteur reste dans l'état de ralenti, les traitements précédemment décrits des étapes E20 à E32 sont répétés. Ainsi, même lorsque le moteur à combustion interne lA se trouve dans l'état de ralenti, un couple de sortie réel peut être rendu égal 15 avec précision à un couple cible tandis que l'efficacité de reformage du reformeur 20 est maintenue sensiblement constante.
Lorsque l'alimentation en mélange au reformeur 20 est démarrée pour démarrer le moteur à combustion interne lA, 20 le catalyseur de reformage dans la partie de réaction de reformage 22 n'est souvent pas suffisamment activé. Par conséquent, lors du démarrage de l'alimentation en mélange au reformeur 20, le calculateur 50 commence par actionner le préchauffeur 23 agencé à l'extrémité amont de la partie 25 de réaction de reformage 22, comme illustré sur la figure 19. Ainsi, la température du lit catalytique dans la partie de réaction de reformage 22 du reformeur 20 s'élève graduellement. Une fois que le préchauffeur 23 a commencé à fonctionner, le calculateur 50 surveille une température 30 du lit catalytique (une température dans le reformeur 20) détectée par le capteur de la température 18.
S'il est déterminé sur la base d'un signal émis depuis le capteur de la température 18 que la température du lit catalytique a atteint une température prédéterminée Ta, le calculateur 50 commence l'alimentation en air au reformeur 20 à partir de la soupape d'ajustement du débit 14 et l'injection de carburant à partir du dispositif 5 d'injection de carburant 15. Dans ce cas, comme illustré sur la figure 19, le calculateur 50 commande la soupape d'ajustement du débit 14 et le dispositif d'injection de carburant 15 de sorte que le rapport O/C du mélange dans le reformeur 20 devienne égal à une valeur prédéterminée 10 qui est supérieure à 1.
Ainsi, dans le moteur à combustion interne 1A, lorsque l'alimentation en mélange au reformeur 20 est commencée, le mélange dans le reformeur 20 est plus appauvri (O/C>1) que le mélange pendant un fonctionnement 15 stable (O/C = 1). Ainsi, une réaction d'oxydation complète exprimée par une formule (2) donnée ci-dessous est susceptible de progresser dans la partie de réaction de reformage 22. La réaction d'oxydation complète génère une quantité de chaleur supérieure à la réaction d'oxydation 20 partielle exprimée par la formule (1) mentionnée précédemment.
CmHn+(m+n/4)02-mC02+(n/2)H20... (1) Par conséquent, dans le moteur à combustion interne lA, l'inflammation du carburant dans le catalyseur de 25 reformage est suscitée immédiatement que l'alimentation en mélange au reformeur 20 a commencé. Comme illustré sur la figure 19, le catalyseur de reformage peut être chauffé jusqu'à une température d'activation Tb en une courte période en augmentant un degré d'élévation (quantité de 30 changement) de la température du catalyseur. L'adoption de cet agencement permet d'arrêter le préchauffage (c'est-àdire, de réduire la période de préchauffage) ou d'abaisser une température de préchauffage (c'est-à-dire, de réduire la quantité de puissance électrique fournie au préchauffeur 23) avant que le catalyseur de reformage n'atteigne la température d'activation Tb comme illustré sur la figure 19.
S'il est déterminé sur la base d'un signal émis par le capteur de la température 18 que la température du lit catalytique a atteint la température prédéterminée Tb, le calculateur 50 fixe le rapport O/C du mélange dans le reformeur 20 à 1, qui est une valeur correspondant au 10 fonctionnement stable du moteur. Ainsi, l'efficacité de reformage du reformeur 20 est maintenue à l'intérieur d'une plage souhaitée, et le catalyseur de reformage est empêché d'être chauffé de façon excessive.
Si l'alimentation en mélange au reformeur 20 est 15 arrêtée pour arrêter le moteur à combustion interne lA ou pour faire fonctionner le moteur à combustion interne lA en amenant le dispositif d'injection de carburant 15x fixé au tuyau d'admission 5 à injecter du carburant lors d'un démarrage dit à froid, la quantité d'oxygène dans la 20 partie de réaction de reformage 22 du reformeur 20 peut temporairement devenir excessive, si bien que la température du lit catalytique peut s'élever abruptement jusqu'à la détériorapportn du catalyseur de reformage.
Pour empêcher ce phénomène, l'alimentation en mélange au 25 reformeur 20 est arrêtée dans le moteur à combustion interne lA selon une procédure décrite sur les figures 20 et 21.
Dans ce cas, à la réception d'une commande d'arrêter l'alimentation en mélange au reformeur 20, le calculateur 30 50 commence par fermer la soupape d'ajustement du débit 14 complètement et arrête l'alimentation en air via le tuyau de dérivation 12 complètement (E40). Après avoir fermé la soupape d'ajustement du débit 14, le calculateur 50 détermine sur la base d'un signal émis par le capteur de la température 18 si oui ou non une température T du lit catalytique dans la partie de réaction de reformage 22 est au-dessous d'une température prédéterminée Tl (E42) . S'il 5 est déterminé à E42 que la température T du lit catalytique est au- dessous de la température prédéterminée Tl, le calculateur 50 arrête le dispositif d'injection de carburant 15 et arrête l'alimentation en carburant au reformeur 20 (E44).
Par conséquent, dans le moteur à combustion interne lA, l'alimentation en air est arrêtée avant que l'alimentation en carburant au reformeur 20 soit arrêtée.
Ainsi, la quantité d'oxygène dans le reformeur 20 peut être empêchée de devenir excessive, et la réaction dans la 15 partie de réaction de reformage 22 peut être empêchée de progresser. En outre, le catalyseur de reformage (le reformeur 20) peut être refroidi et être empêché de façon fiable de se détériorer en raison d'une élévation abrupte de la température. Dans le deuxième mode de réalisation, 20 la soupape d'ajustement du débit 14 est complètement fermée et l'alimentation en air via le tuyau de dérivation L2 est complètement arrêtée à E40. Néanmoins, l'invention n'est pas limitée à cet agencement. savoir, le traitement de E40 vise uniquement à réduire la quantité 25 d'air amené au reformeur 20. Par exemple, il est approprié que la quantité d'air à amener soit réduite à environ 50 % d'une quantité d'air précédemment alimenté.
Après avoir arrêté l'alimentation en carburant au reformeur 20 à E44, le calculateur détermine sur la base 30 d'un signal émis par le capteur de la température 18 si oui ou non la température T du lit catalytique dans la partie de réaction de reformage 22 est au-dessous d'une température prédéterminée T2 (T2<Tl) (E46). Même si l'alimentation en carburant a été arrêtée à E44, la quantité d'oxygène dans le reformeur 20 peut devenir excessive, et la température T du lit catalytique peut s'élever ce qui représente un effet non recherché comme 5 indiqué par une ligne en pointillés mixtes fins sur la figure 21. Ainsi, s'il est déterminé à E46 que la température T du lit catalytique n'est pas au-dessous de la température prédéterminée T2, le calculateur 50 détermine en outre si oui ou non la température T du lit 10 catalytique est au-dessus d'une température prédéterminée T3 (T3>Tl) (E48).
S'il est déterminé à E48 que la température T du lit catalytique est audessus de la température prédéterminée T3, le calculateur 50 amène de nouveau le dispositif 15 d'injection de carburant 15 à injecter une quantité prédéterminée de carburant (E50). Ainsi, même après que l'alimentation en carburant au reformeur 20 a été arrêtée temporairement, la quantité d'oxygène dans le reformeur 20 est excessive si la température T du lit catalytique s'est 20 élevée. Par conséquent, en redémarrant l'alimentation en carburant au reformeur 20 et en contrebalançant ainsi l'excès d'oxygène dans le reformeur 20, la température T du lit catalytique peut être empêchée de continuer à s'élever. Par conséquent, le refroidissement du catalyseur 25 de reformage et ainsi de l'ensemble du reformeur 20 peut être facilité.
Après avoir redémarré l'alimentation en carburant au reformeur 20 à E50, le calculateur 50 détermine si oui ou non la température T du lit catalytique est au-dessous de 30 la température prédéterminée Tl (E42) . S'il est déterminé que la température T du lit catalytique est au-dessous de la température prédéterminée Tl, le calculateur 50 arrête le dispositif d'injection de carburant 15 et arrête l'alimentation en carburant au reformeur 20 (E44). S'il est déterminé à E48 que la température T du lit catalytique n'est pas au-dessus de la température prédéterminée T3, le calculateur 50 détermine de nouveau à 5 E46 si oui ou non la température T du lit catalytique est au-dessous de la température prédéterminée T2.
S'il est déterminé à E46 que la température T du lit catalytique est audessous de la température prédéterminée T2, le calculateur 50 définit l'ouverture de la soupape 10 d'ajustement du débit 14 à une ouverture déterminée à l'avance, et redémarre l'alimentation en air au reformeur 20 à partir du tuyau de dérivation L2 (E52) . Ainsi, le mélange restant dans le reformeur 20 peut être purgé.
Après avoir ouvert la soupape d'ajustement du débit 14 de 15 nouveau, le calculateur 50 détermine en outre sur la base d'un signal émis par le capteur de la température 18 si oui ou non la température T du lit catalytique dans la partie de réaction de reformage 22 est au-dessous d'une température prédéterminée T5 (T5<T2) (E54).
Même si l'alimentation en air a été redémarrée à E52, la quantité d'oxygène dans le reformeur 20 peut devenir excessive et la température T du lit catalytique peut s'élever ce qui représente un effet non recherché comme indiqué par une ligne pointillée alternant un trait long 25 et deux courts sur la figure 21. Ainsi, s'il est déterminé à E54 que la température T du lit catalytique n'est pas au-dessous de la température prédéterminée T5, le calculateur 50 détermine en outre si oui ou non la température T du lit catalytique est au-dessus de la 30 température prédéterminée T4 (T4>T2) (E56).
S'il est déterminé à E56 que la température T du lit catalytique est audessus de la température prédéterminée T4, le calculateur 50 réduit une ouverture de la soupape d'ajustement du débit 14 et réduit une quantité d'air amené au reformeur 20 d'une quantité prédéterminée (E58).
Ainsi, si la température T du lit catalytique s'est élevée de nouveau après le redémarrage de l'alimentation en air 5 au reformeur 20, une élévation supplémentaire de la température T du lit catalytique peut être supprimée en réduisant une quantité d'air amené au reformeur 20. Par conséquent, le refroidissement du catalyseur de reformage et ainsi de l'ensemble du reformeur 20 peut être facilité. 10 Après avoir réduit une quantité d'air amené au reformeur 20 à E58, le calculateur 50 détermine si oui ou non la température T du lit catalytique est au-dessous de la température prédéterminée T2 (E46) . S'il est déterminé que la température T du lit catalytique est au-dessous de 15 la température prédéterminée T2,le calculateur 50 fixe l'ouverture de la soupape d'ajustement du débit 14 à une ouverture déterminée à l'avance (E52) . S'il est déterminé à E56 que la température T du lit catalytique n'est pas au-dessus de la température prédéterminée T4, le 20 calculateur 50 détermine de nouveau à E54 si oui ou non la température T du lit catalytique est au-dessous de la température prédéterminée T5. S'il est déterminé à E54 que la température T du lit catalytique est au-dessous de la température prédéterminée T5, le calculateur 50 ferme 25 complètement la soupape d'ajustement du débit 14 et arrête l'alimentation en air au reformeur 20 à partir de la conduite de dérivation 12 (E60), moyennant quoi le reformeur 20 est arrêté complètement.
Ci-après, un moteur à combustion interne selon le 30 troisième mode de réalisation de l'invention va être décrit en référence aux figures 22 et 23. Des composants identiques à ceux décrits vis à vis du premier mode de réalisation décrit précédemment sont désignés par les mêmes références numériques, et la répétition de la même
description sera évitée.
Un moteur à combustion interne 1B illustré sur la figure 22 est fondamentalement identique en conception au 5 moteur à combustion interne lA selon le deuxième mode de réalisation précédemment décrit. Le moteur à combustion interne 1B selon le troisième mode de réalisation est conçu de sorte que les gaz d'échappement (gaz inactifs) s'écoulant depuis les chambres de combustion 3 puissent 10 être remis en circulation vers le reformeur 20. savoir, un tuyau de remise en circulation des gaz d'échappement L4 se détache du tuyau d'échappement 6 relié à chacune des chambres de combustion 3 à une position en aval du capteur A/C des gaz d'échappement 19. Une soupape d'ajustement du 15 débit 14B s'étend à travers le tuyau de remise *en circulation des gaz d'échappement L4. Le tuyau de remise en circulation des gaz d'échappement L4 est relié à son extrémité de commencement au tuyau de dérivation L2 entre la soupape d'ajustement du débit 14 et le reformeur 20. Le 20 calculateur 50 commande la soupape d'ajustement du débit 14 pour le tuyau de remise en circulation des gaz d'échappement L4 ainsi que la soupape d'ajustement du débit 14 pour le tuyau de dérivation L2. Le tuyau de remise en circulation des gaz d'échappement L4, la soupape 25 d'ajustement du débit 14B et le calculateur 50 fonctionnent comme une partie de remise en circulation des gaz d'échappement pour amener les gaz d'échappement s'écoulant depuis les chambres de combustion 3 à recirculer vers le reformeur 20.
Dans le moteur à combustion interne 1B ainsi agencé du troisième mode de réalisation également, comme dans le cas des moteurs à combustion interne 1 et lA précédemment mentionnés, le calculateur 50 fixe le rapport aircarburant (O/C) du mélange au reformeur 20 à une valeur constante (O/C = 1) de sorte que l'efficacité de reformage du reformeur 20 soit maintenue à l'intérieur d'une plage souhaitée. Néanmoins, différents facteurs peuvent induire 5 une probabilité que le carburant et l'air ne se mélangent pas l'un à l'autre suffisamment dans le reformeur 20 et qu'une réaction de reformage ne se produira pas à l'efficacité de reformage à l'intérieur de la plage souhaitée mentionnée précédemment.
Dans cette perspective, dans le moteur à combustion interne 1B selon le troisième mode de réalisation, la soupape d'ajustement du débit 14B pour le tuyau de remise en circulation des gaz d'échappement L4 est toujours ouverte à une ouverture prédéterminée, et les gaz 15 d'échappement s'écoulant à partir des chambres de combustion 3 sont remis en circulation vers la partie de mélange air-carburant 21 du reformeur 20. Ainsi, dans le moteur à combustion interne 1B, le carburant et l'air peuvent être mélangés de façon appropriée l'un à l'autre, 20 et l'intérieur de la partie de réaction de reformage 22 peut être chauffée de façon appropriée. Par conséquent, l'efficacité de reformage du reformeur 20 peut être maintenue de façon excellent à l'intérieur de la plage souhaitée précédemment mentionnée.
Par contre, la température T du lit catalytique dans le reformeur 20 peut changer abruptement en réponse à un changement de la charge ou similaire. Un changement abrupt de la température du reformeur 20 peut entraîner une probabilité que l'efficacité de reformage à l'intérieur de 30 la plage souhaitée mentionnée précédemment ne sera pas atteinte ou que la température T du lit catalytique augmentera excessivement. Ainsi, comme illustré sur la figure 23, le calculateur 50 surveille constamment la température T du lit catalytique dans la partie de réaction de reformage 22 sur la base d'un signal émis par le capteur de la température 18.
savoir, pendant que le reformeur 20 fonctionne, le 5 calculateur 50 détermine sur la base d'un signal émis par le capteur de la température 18 si oui ou non la température T du lit catalytique est au-dessus d'une température prédéterminée Tx (E70) . S'il est déterminé à E70 que la température T du lit catalytique est au-dessus 10 de la température prédéterminée Tx, le calculateur 50 augmente une ouverture de la soupape d'ajustement du débit 14B pour le tuyau de remise en circulation des gaz d'échappement L4 d'une quantité prédéterminée, augmentant ainsi une quantité des gaz d'échappement remis en 15 circulation depuis les chambres de combustion 3 au reformeur 20 (E72). Ainsi, dans le moteur à combustion interne 1B, même si la température T du lit catalytique s'est élevée abruptement en raison d'un changement abrupt de la charge ou similaire, une augmentation supplémentaire 20 de la température T du lit catalytique peut être empêchée en utilisant les gaz d'échappement (gaz inertes) remis en circulation depuis les chambres de combustion 3 au reformeur 20. Par conséquent, le catalyseur de reformage et ainsi l'ensemble du reformeur 20 peut être refroidi.
S'il est déterminé à E70 que la température T du lit catalytique n'est pas au-dessus de la température prédéterminée Tx, le calculateur 50 détermine si oui ou non la température T du lit catalytique est au- dessous d'une température prédéterminée Ty (Ty<Tx) (E74). S'il est 30 déterminé à E74 que la température T du lit catalytique est au-dessous de la température prédéterminée Ty, le calculateur 50 réduit une ouverture de la soupape d'ajustement du débit 14B pour le tuyau de remise en circulation des gaz d'échappement L4 d'une quantité prédéterminée, réduisant ainsi une quantité des gaz d'échappement remis en circulation depuis les chambres de combustion 3 au reformeur 20 (E76). Ainsi, une remise en 5 circulation de plus d'une quantité requise de gaz d'échappement depuis les chambres de combustion 3 au reformeur 20 peut être empêchée, et l'efficacité de reformage du reformeur 20 peut être constamment maintenue à l'intérieur de la plage souhaitée mentionnée 10 précédemment.
S'il est déterminé à E74 que la température T du lit catalytique n'est pas au-dessous de la température prédéterminée Ty, à savoir, si la température T du lit catalytique est égale ou supérieure à Ty et égale ou 15 inférieure à Tx, l'ouverture de la soupape d'ajustement du débit 14B pour le tuyau de remise en circulation des gaz d'échappement L4 n'est pas modifiée mais maintenue à une ouverture correspondant à un fonctionnement stable du moteur. Ainsi, l'efficacité de reformage du reformeur 20 20 est maintenue de façon fiable à l'intérieur de la plage souhaitée mentionnée précédemment.
Dans le troisième mode de réalisation, si l'alimentation en mélange au reformeur 20 est arrêtée pour arrêter le moteur à combustion interne 1B ou pour faire 25 fonctionner le moteur à combustion interne 1B en amenant le dispositif d'injection de carburant 15x fixé au tuyau d'admission 5 à injecter du carburant pendant le démarrage dit à froid, la quantité de gaz remis en circulation depuis les chambres de combustion 3 vers le reformeur 20 30 est augmentée.
savoir, à la réception d'une commande d'arrêter l'alimentation en mélange au reformeur 20, le calculateur 50 du moteur à combustion interne 1B augmente une ouverture de la soupape d'ajustement du débit 14B pour le tuyau de remise en circulation des gaz d'échappement L4 d'une quantité prédéterminée à partir d'une ouverture correspondant à un fonctionnement stable du moteur. Ainsi, 5 lorsque l'alimentation en mélange au reformeur 20 est arrêtée, la quantité d'oxygène dans le reformeur 20 peut être empêchée de devenir excessive, l'occurrence d'une réaction dans la partie de réaction de reformage 22 peut être supprimée, et le catalyseur de reformage (le 10 reformeur) peut être refroidi. Ainsi, le catalyseur de reformage peut être empêché de façon fiable de se détériorer en raison d'une élévation abrupte de la température.
Ci-après, un moteur à combustion interne selon le 15 quatrième mode de réalisation de l'invention va être décrit en référence aux figures 24 et 25. Des composants identiques à ceux décrits vis à vis du premier mode de réalisation décrit précédemment sont désignés par les mêmes références numériques, et la répétition de la même 20 description sera évitée.
Un moteur à combustion interne 1C illustré sur la figure 24 est fondamentalement identique en conception au moteur à combustion interne lA selon le deuxième mode de réalisation précédemment décrit. Néanmoins, le moteur à 25 combustion interne lC selon le quatrième mode de réalisation comprend un reformeur 20C qui est différent de ceux fournis dans les moteurs à combustion interne 1, lA et 1B. Comme illustré sur la figure 24, le reformeur 20C possède une pluralité des parties de réaction de reformage 30 22a et 22b qui sont agencées le long d'une direction d'écoulement du mélange, et une partie d'alimentation en air 24 dans laquelle aucun catalyseur de reformage n'est agencé est définie entre les parties de réaction de reformage 22a et 22b.
Un tuyau de branchement L5 se détache de la conduite de dérivation L2 à une position entre la partie bifurquée PB reliée au tuyau d'alimentation en air Ll et la soupape 5 d'ajustement du débit 14. Une soupape d'ajustement du débit 14C s'étend à travers le tuyau de branchement L5, qui est relié à son extrémité de commencement à la partie d'alimentation en air 24 entre les parties de réaction de reformage 22a et 22b. Le calculateur 50 commande la 10 soupape d'ajustement du débit 14C pour le tuyau de branchement L5 et la soupape d'ajustement du débit 14 pour la conduite de dérivation L2. Le tuyau de branchement L5, la soupape d'ajustement du débit 14C, et le calculateur 50 servent de moyen pour amener l'air (oxygène) à la partie 15 d'alimentation en air 24 définie entre les parties de réaction de reformage 22a et 22b.
Dans le moteur à combustion interne 1C ainsi agencé, une quantité d'air amené au reformeur 20C (quantité d'alimentation en air reformé) via la conduite de 20 dérivation L2 et le tuyau de branchement L5 et une quantité de carburant injecté à partir du dispositif d'injection de carburant 15, à savoir, une quantité du mélange amené au reformeur 20C sont définis de sorte que le rapport O/C du mélange dans l'ensemble du reformeur 20C 25 devienne égal à une valeur constante (O/C = 1) et qu'un couple de sortie réel (vitesse de rotation) concide à un couple cible (vitesse de rotation cible).
Comme une réaction de reformage progresse en une période extrêmement courte, la température dans le 30 reformeur (la température du lit catalytique) tend à être élevée sur le côté amont par rapport à une direction d'écoulement du mélange. Plus cette tendance se confirme, plus le catalyseur de reformage sur le côté amont par rapport à la direction d'écoulement se détériore. Si l'air et le carburant ne se sont pas mélangés l'un à l'autre en amont du reformeur (catalyseur de reformage), la réaction d'oxydation complète exprimée par la formule (2) donnée 5 précédemment progresse dans une plage correspondant à une quantité excessive d'oxygène, de sorte que le catalyseur de reformage est chauffé. Dans une plage correspondant à une quantité excessive de carburant, la réaction de reformage ne progresse pas suffisamment, si bien que des 10 HC non reformés peuvent être directement mélangés à l'essence de reformage.
Dans cette perspective, dans le moteur à combustion interne 1C selon le quatrième mode de réalisation, le mélange amené à la partie de réaction de reformage 22a 15 agencée en amont de la partie d'alimentation en air 24 par rapport à la direction d'écoulement est enrichi. savoir, dans le moteur à combustion interne 1C, le calculateur ajuste de manière appropriée les ouvertures de la soupape d'ajustement du débit 14 pour la conduite de dérivation L2 20 et de la soupape d'ajustement du débit 14C pour la conduite de branchement L5, de sorte que le rapport O/C du mélange dans la partie de mélange air-carburant 21 du reformeur 20C devienne inférieur à 1. Ainsi, le catalyseur de reformage dans la partie de réaction de reformage 22a 25 en amont de la partie d'alimentation en air 24 peut être empêché d'être chauffé de manière excessive.
Dans ce cas, les HC non reformés restent dans la partie de réaction de reformage 22a en amont de la partie d'alimentation en air 24. Les HC non reformés sont en 30 majeure partie gazéifiés dans la partie de réaction de reformage 22a qui a été chauffée, se mélangent à l'oxygène dans la partie d'alimentation en air 24, et sont reformés de façon appropriée dans la partie de réaction de reformage 22b en aval de la partie d'alimentation en air 24. Par conséquent, le moteur à combustion interne 1C permet de supprimer une détériorapportn locale du catalyseur de reformage, pour reformer de façon fiable le 5 carburant, et pour maintenir de manière excellente l'efficacité de reformage du reformeur 20C à l'intérieur d'une plage souhaitée.
Par contre, comme décrit ci-dessus, si le rapport air-carburant du mélange de la partie de réaction de 10 reformage 22a en amont de la partie d'alimentation en air 24 est enrichi, la quantité de carburant contenu dans l'atmosphère dans la partie de réaction de reformage 22a sur le côté amont devient excessive, de sorte qu'une cokéfaction du catalyseur de reformage peut être provoquée 15 dans la partie de réaction de reformage 22a. Dans cette perspective, dans le moteur à combustion interne 1C, si une condition de fonctionnement prédéterminée est remplie même dans le cas o de l'air est amené depuis la conduite de branchement L5 vers la partie d'alimentation en air 24 20 du reformeur 20C, le mélange est appauvri dans la partie de réaction de reformage 22a en amont de la partie d'alimentation en air 24.
savoir, comme illustré sur la figure 25, le calculateur 50 du moteur à combustion interne 1C détermine 25 constamment si oui ou non la cokéfaction peut être provoquée dans la partie de réaction de reformage 22a en amont de la partie d'alimentation en air 24 (E80). Dans ce cas, la présence ou l'absence de cokéfaction peut être déterminée à partir d'une période de fonctionnement du 30 reformeur 20C ou similaire, par exemple, après qu'une température du lit catalytique, une quantité d'air amené à la partie de réaction de reformage 22a, une quantité de carburant amené à la partie de réaction de reformage 22a, et similaire, ont été détectées.
S'il est déterminé à E80 que la cokéfaction peut être provoquée dans la partie de réaction de reformage 22a, le calculateur 50 définit de façon appropriée les ouvertures 5 de la soupape d'ajustement du débit 14 pour la conduite de dérivation L2 et de la soupape d'ajustement du débit 14C pour la conduite de branchement L5 de sorte que le rapport O/C du mélange dans la partie de mélange air-carburant 21 du reformeur 20C reste au- dessus de 1 pendant une période 10 prédéterminée (E82). Ainsi, la quantité d'oxygène contenu dans la partie de réaction de reformage 22a est rendue temporairement excessive. Par conséquent, l'occurrence de cokéfaction peut être supprimée, et le catalyseur de reformage dans lequel la cokéfaction a été provoquée peut 15 être restauré. S'il est déterminé à E80 que l'occurrence de cokéfaction est improbable, le rapport O/C du mélange dans la partie de mélange air-carburant 21 est fixé inférieur à une valeur usuelle de 1 de sorte que le mélange dans la partie de mélange air-carburant 21 du 20 reformeur 20C soit enrichi (E84).
Dans le quatrième mode de réalisation, la quantité de catalyseur réalisée dans la partie de réaction de reformage 22a sur le côté amont peut être rendue inférieure à la quantité de catalyseur effectuée dans la 25 partie de réaction de reformage 22b sur le côté aval. Si les matières en nid d'abeilles sur lesquelles le catalyseur de reformage est effectué sont agencées dans les parties de réaction de reformage 22a et 22b, le nombre de cellules dans le matériau en nid d'abeilles agencé dans 30 la partie de réaction de reformage 22a sur le côté amont peut être inférieur au nombre de cellules du matériau en nid d'abeilles agencé dans la partie de réaction de reformage 22b sur le côté aval. En outre, la partie de réaction de reformage 22a peut être dotée d'un préchauffeur.
Ci-après, un moteur à combustion interne selon le cinquième mode de réalisation de l'invention va être 5 décrit en référence aux figures 26 à 28. Des composants identiques à ceux décrits vis à vis du premier mode de réalisation décrit précédemment sont désignés par les mêmes références numériques, et la répétition de la même
description sera évitée.
La figure 26 est un schéma de principe d'un reformeur qui peut être appliqué aux moteurs à combustion interne 1, lA et 1B selon les premier au troisième modes de réalisation précédemment décrits. Dans le reformeur 200 illustré sur la figure 26, la partie de réaction de 15 reformage 22 est divisée en une pluralité de zones 22x, 22y et 22z dans une direction d'écoulement du mélange. Un matériau en nid d'abeilles sur lequel un catalyseur de reformage est effectué est agencé sur chacune des zones 22x, 22y et 22z. Dans le cinquième mode de réalisation, la 20 quantité du catalyseur de reformage effectué sur le matériau en nid d'abeilles dans la zone 22x sur le côté amont par rapport à la direction d'écoulement du mélange et la quantité de catalyseur de reformage effectué sur le matériau en nid d'abeilles dans la zone 22z sur le côté 25 aval par rapport à la direction d'écoulement du mélange sont inférieures à la quantité de catalyseur de reformage effectué sur le matériau en nid d'abeilles de la zone 22y entre les zones 22x et 22y.
Ainsi, dans le reformeur 200 selon ce cinquième mode 30 de réalisation, les zones de faible quantité de catalyseur 22x et 22y sont comprises dans la partie de réaction de reformage 22 à ses extrémités amont et aval par rapport à la direction d'écoulement du mélange respectivement, tandis que la quantité de catalyseur de reformage agencée dans chacune des zones de faible quantité de reformage 22x et 22y est inférieure à la quantité de catalyseur de reformage agencée dans la zone 22y. Ainsi, tant que le 5 reformeur 200 fonctionne, la progression d'une réaction de reformage dans la zone 22x sur le côté amont de la partie de réaction de reformage 22 est supprimée. Par conséquent, une élévation excessive de la température du catalyseur de reformage, qui tend généralement à être provoquée sur le 10 côté amont du reformeur, peut être supprimée.
Dans le reformeur 200, la zone 22x sur l'extrémité amont de la partie de réaction de reformage 22 reçoit la chaleur depuis la zone 22y sur le côté aval et est chauffée de manière appropriée. Ainsi, le carburant amené 15 à la partie de mélange air-carburant 21 du reformeur 200 peut être gazéifié et mélangé de manière appropriée à l'air dans la zone 22x sur le côté amont. En outre, dans le reformeur 200, la chaleur réactionnelle générée dans la zone 22z qui n'est pas une zone de faible quantité de 20 catalyseur, est également transférée à la zone 22z sur le côté aval de la partie de réaction de reformage 22. Par conséquent, la performance de radiation de chaleur du reformeur 200 peut être améliorée dans son ensemble, et le catalyseur de reformage peut être efficacement empêché 25 d'être chauffé.
Dans le reformeur 200 décrit ci-dessus, à la fois la zone 22x sur le côté amont de la partie de réaction de reformage 22 et la zone 22z sur le côté aval de la partie de réaction de reformage 22 sont conçues en tant que zones 30 de faible quantité de catalyseur. Néanmoins, l'invention n'est pas limitée à cet agencement. savoir, comme dans le cas d'un reformeur 200A illustré sur la figure 27, il est également approprié que seulement la zone 22x sur le côté amont de la partie de réaction de reformage 22 soit conçue comme une zone de faible quantité de catalyseur.
Comme dans le cas d'un reformeur 200B illustré sur la figure 28, il est également approprié que seulement la 5 zone 22z sur le côté aval de la partie de réaction de reformage 22 soit conçue comme une zone de faible quantité de catalyseur. L'adoption de ces agencements permet en outre de supprimer une élévation excessive de la température du catalyseur de reformage qui est probable 10 d'être provoquée sur le côté amont du reformeur 200A ou 200E, d'améliorer la performance de radiation de chaleur du reformeur 200A ou 200B dans son ensemble, et d'empêcher efficacement le catalyseur de reformage d'être chauffé.
Dans les reformeurs 200, 200A et 200B du cinquième 15 mode de réalisation, la quantité du catalyseur effectuée dans les zones de faible quantité de catalyseur peut être amenée à zéro par un agencement dans lequel les matériaux à nid d'abeilles n'ayant aucun catalyseur sur eux sont agencés dans les zones 22x et 22z de la partie de réaction 20 de reformage 22. L'adoption de cet agencement permet en outre de supprimer une élévation excessive de la température du catalyseur de reformage laquelle est probable d'être provoquée sur le côté amont du reformeur, d'améliorer la performance de radiation de chaleur du 25 reformeur dans son ensemble, et d'empêcher efficacement le catalyseur de reformage d'être chauffé. En outre, si les reformeurs 200, 200A et 200B précédemment mentionnés sont dotés de la partie d'alimentation en air décrite vis à vis du troisième mode de réalisation, ils peuvent être 30 appliqués au moteur à combustion interne 1C décrit cidessus.

Claims (19)

Revendications
1. Moteur à combustion interne (1, 1A, lB, 1C) possédant une chambre de combustion (3) dans laquelle un 5 composant de carburant prédéterminé est brlé et un reformeur (20, 20C, 200, 200A, 200B) qui possède un catalyseur de reformage, et qui produit une essence de reformage qui contient le composant de carburant obtenu par reformage d'un mélange de carburant et d'air et qui 10 est amenée à la chambre de combustion (3), caractérisé en ce qu'il comprend: une partie de commande (50) qui définit un rapport air-carburant du mélange dans le reformeur (20, 20C, 200, 200A, 200B) de sorte qu'une efficacité de reformage du 15 reformeur (20, 20C, 200, 200A, 200B) soit maintenue à l'intérieur d'une plage prédéterminée, et qui définit une quantité de mélange amené au reformeur (20, 20C, 200, 200A, 200B) de sorte qu'un couple réel du moteur à combustion interne concide à un couple cible.
2. Moteur à combustion interne (1, 1A, lB, 1C) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le reformeur (20, 20C, 200, 200A et 200B) produit une essence de reformage contenant du monoxyde de carbone et 25 de l'hydrogène en reformant un mélange d'hydrocarbure et d'air, et la partie de commande (50) définit un rapport d'un nombre d'atomes d'oxygène dans l'air par rapport à un nombre d'atomes de carbone dans le carburant amené au 30 reformeur (20, 20C, 200, 200A et 200B) approximativement à l'intérieur d'une plage de 0,4 à 1,1.
3. Moteur à combustion interne (1, 1A, 1B, 1C) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le reformeur (20, 20C, 200, 200A et 200B) produit une essence de reformage contenant du monoxyde de carbone et de l'hydrogène en reformant un mélange d'hydrocarbure et d'air, et la partie de commande (50) définit un rapport d'un nombre d'atomes d'oxygène dans l'air par rapport à un nombre d'atomes de carbone dans le carburant amené au reformeur (20, 20C, 200, 200A et 200B) approximativement à 10 l'intérieur d'une plage de 0,8 à 1,05.
4. Moteur à combustion interne (1, 1A, 1B, 1C) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la partie de commande (50) définit une quantité d'air 15 amené au reformeur (20, 20C, 200, 200A et 200B) de sorte qu'un couple de sortie réel du moteur à combustion interne (1, 1A, 1B, 1C) coincide à un couple cible, et définit une quantité de carburant amené au reformeur (20, 20C, 200, 200A et 200B) sur la base de la quantité d'air et du 20 rapport air-carburant.
5. Moteur à combustion interne (1, 1A, 1B, 1C) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant en outre: un passage d'alimentation en air (L2) pour mélanger 25 de l'air à l'essence de reformage produite par le reformeur (20, 20C, 200, 200A et 200B) ; et une partie d'ajustement qui est fournie dans le passage d'alimentation en air (L2) et qui ajuste une quantité d'air mélangé à l'essence de reformage via le 30 passage d'alimentation en air (L2), caractérisé en ce que la partie de commande (50) commande la partie d'ajustement de sorte qu'un rapport air-carburant du mélange absorbé dans la chambre de combustion (3) devienne égal à une valeur souhaitée.
6. Moteur à combustion interne (lA) selon la 5 revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la partie de commande (50) définit sensiblement simultanément des quantités d'air et de carburant amenés au reformeur (20) et une quantité d'air mélangé à l'essence de reformage en fonction du couple cible.
7. Moteur à combustion interne (lA) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant en outre: une partie de détection de la température (18) qui détecte une température du catalyseur de reformage, 15 caractérisé en ce que la partie de commande (50) estime le rapport aircarburant du mélange dans le reformeur (20, 20C, 200, 200A et 200B) sur la base d'une valeur détectée par la partie de détection de la température (18). 20
8. Moteur à combustion interne (lA) selon la revendication 7, caractérisé en ce que la partie de commande (50) corrige le rapport aircarburant estimé dans le reformeur (20) en fonction d'une 25 quantité de carburant amené au reformeur.
9. Moteur à combustion interne (lA) selon la revendication 7, caractérisé en ce que la partie de commande (50) ajuste une quantité de 30 carburant amené au reformeur (20) sur la base du rapport air-carburant estimé.
10. Moteur à combustion interne (1A) selon la revendication 1, comprenant en outre une partie de détection de la température (18) qui détecte une température du catalyseur de reformage, caractérisé en ce que la partie de commande (50) ajuste une quantité de carburant amené au reformeur (20) sur la base de la température détectée par la partie de détection de la température (18).
11. Moteur à combustion interne (lA) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la partie de commande (50) définit le rapport aircarburant du mélange de carburant et d'air dans le 15 reformeur (20) supérieur au rapport air-carburant correspondant à l'efficacité de reformage à l'intérieur de la plage prédéterminée une fois que l'alimentation en mélange au reformeur (20) a commencé.
12. Moteur à combustion interne (lA) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que une quantité d'alimentation en air est réduite avant l'arrêt de l'alimentation en carburant au reformeur (20) 25 une fois que l'alimentation en mélange au reformeur (20) est arrêtée.
13. Moteur à combustion interne (1B) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en 30 outre: une partie de remise en circulation des gaz d'échappement (L4) qui amène les gaz d'échappement s'écoulant depuis la chambre de combustion (3) à recirculer vers le reformeur (20).
14. Moteur à combustion interne (1B) selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend en outre: une partie de détection de la température (18) qui détecte une température du catalyseur de reformage, une partie commande (50) qui commande la partie de remise en circulation des gaz d'échappement (L4) sur la 10 base de la température détectée par la partie de détection de la température (18).
15. Moteur à combustion interne (1B) selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que la partie de 15 remise en circulation des gaz d'échappement (L4) augmente une quantité des gaz d'échappement remis en circulation vers le reformeur (20) une fois que l'alimentation en mélange au reformeur (20) est arrêtée.
16. Moteur à combustion interne (1C) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le reformeur (20C) possède une pluralité de parties de réaction de reformage (22a, 22b) agencées le long d'une direction d'écoulement du mélange et une partie 25 d'alimentation en oxygène (L5, 14c) qui alimente en oxygène la partie d'admission d'oxygène (24) agencée entre les parties de réaction de reformage (22a et 22b), et le rapport air-carburant du mélange est défini inférieur à un rapport air-carburant correspondant à 30 l'efficacité de reformage à l'intérieur de la plage prédéterminée dans la partie de réaction de reformage (22a) qui est agencée en amont de la partie d'admission d'oxygène (24) par rapport à la direction d'écoulement.
17. Moteur à combustion interne (1C) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le reformeur (20C) possède une pluralité de parties 5 de réaction de reformage (22a, 22b) agencées le long d'une direction d'écoulement du mélange et une partie d'alimentation en oxygène (L5, 14c) qui alimente en oxygène la partie d'admission d'oxygène (24) agencée entre les parties de réaction de reformage (22a et 22b), et la partie d'alimentation en oxygène (L5, 14c) alimente en oxygène la partie d'admission d'oxygène (24) du reformeur (20), et le rapport air-carburant du mélange est défini supérieur au rapport air-carburant correspondant à 15 l'efficacité de reformage à l'intérieur de la plage prédéterminée dans la partie de réaction de reformage (22a) qui est agencée en amont de la partie d'admission d'oxygène (24) par rapport à la direction d'écoulement, lorsqu'une condition de fonctionnement prédéterminée est 20 remplie.
18. Moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce que le reformeur (200, 200A, 200B) possède une partie de 25 réaction de reformage (22y) dans lequel le catalyseur de reformage est agencé, la partie de réaction de reformage (22y) comprend une zone de faible quantité de catalyseur (22x, 22z) au moins soit à une extrémité amont de celle-ci soit à une 30 extrémité aval de celle-ci par rapport à la direction d'écoulement du mélange, une quantité de catalyseur de reformage dans la zone de faible quantité de catalyseur (22x, 22z) étant inférieure à une quantité du catalyseur de reformage dans n'importe quelle autre zone.
19. Procédé de fonctionnement d'un moteur à combustion interne (1, 1A, lB, 1C) possédant une chambre 5 de combustion (3) dans laquelle un composant de carburant prédéterminé est brlé et un reformeur (20, 20C, 200, 200A, 200B) qui possède un catalyseur de reformage, qui reforme un mélange de carburant et d'air, qui contient le composant de carburant, et qui produit une essence de 10 reformage amenée à la chambre de combustion (3), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : définir un rapport air-carburant du mélange dans le reformeur (20, 20C, 200, 200A, 200B) de sorte qu'une efficacité de reformage du reformeur (20, 20C, 200, 200A, 15 200B) soit maintenue à l'intérieur d'une plage prédéterminée; et définir une quantité du mélange amené au reformeur (20, 20C, 200, 200A, 200B) de sorte qu'un couple réel du moteur à combustion interne (1, 1A, lB, 1C) concide à un 20 couple cible.
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