FR2864992A1 - Procede et appareil de commande de la regulation de la temperature des gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne - Google Patents
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Abstract
Procédé de régulation d'une température en aval d'un catalyseur (44) dans la conduite des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne (10), comprenant un premier circuit de régulation (48, 24, 10) dans lequel on forme une première grandeur de réglage à partir d'une première déviation de régulation. Cette grandeur, formée à partir d'une première valeur réelle et d'une première valeur de consigne, sert à influencer la génération de chaleur à l'intérieur du moteur. La première valeur réelle est définie comme mesure de la température en aval du catalyseur (44). Le procédé se caractérise par un second circuit de régulation (50, 24, 10) dans lequel on forme au moins une seconde grandeur de régulation à partir d'une seconde déviation de régulation elle-même formée à partir d'une seconde valeur réelle et d'une seconde valeur de consigne, la seconde valeur réelle définissant une température en amont du catalyseur (44). L'invention concerne également un appareil de commande pour ce procédé.
Description
Domaine de l'invention
La présente invention concerne un procédé de régulation d'une température en aval d'un catalyseur dans la conduite des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne comprenant un premier circuit de régulation extérieur dans lequel on forme une première grandeur de réglage à partir d'une première déviation de régulation, cette grandeur étant formée à partir d'une première valeur réelle et d'une première valeur de consigne, la première valeur réelle étant définie comme mesure d'une température en aval du catalyseur.
]o L'invention concerne également un appareil de commande pour réguler une température en aval d'un catalyseur dans la conduite des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, comprenant un premier circuit de régulation extérieur dans lequel l'appareil de commande forme une première grandeur de réglage à partir d'une première déviation de régulation et celle-ci à partir d'une première valeur réelle et d'une première valeur de consigne, en utilisant comme première valeur réelle une mesure de la température en aval du catalyseur.
Etat de la technique Un tel procédé et un tel appareil de commande sont connus selon la publication Fortschritt-Berichte VDI, série 12 Verkehrstechnik/Fahrzeugtechnik, N 49, 23. Inter-nationales Wiener Motorensymposium, 25. - 26. avril 2002, page 171 (Symposium International des Moteurs de Vienne).
Toutefois, ce document ne décrit aucun détail de régulation.
Dans les installations actuelles de nettoyage des gaz d'échappement on a en général une succession de plusieurs catalyseurs et/ou filtres. C'est ainsi que par exemple on installe des catalyseurs accumulateurs d'oxydes NOx et des filtres à particules en aval d'un catalyseur à trois voies, d'un catalyseur d'oxydation ou d'un catalyseur de démarrage dans le sens de passage des gaz d'échappement. Le fonctionnement des catalyseurs installés en aval dans le sens de passage des gaz nécessite fréquemment au moins de temps en temps des températures particulières des gaz d'échappement à l'entrée dans ces catalyseurs.
C'est ainsi que par exemple un catalyseur accumulateur d'oxydes NOx, qui accumule les oxydes d'azote d'un gaz d'échappement maigre, sera régénéré en générant périodiquement des manques d'oxygène dans les gaz d'échappement. Une température élevée des gaz d'échappement favorise la régénération. Les filtres à particules comme ceux qui équipent les véhicules actuels entraînés par des moteurs diesel, s'utilisant de plus en plus, constituent un autre exemple de composants de nettoyage des gaz d'échappement. Ces filtres à particules nécessitent des températures minimales déterminées pour conserver leur fonctionne- ment.
Pour maintenir la capacité de réception d'un filtre à parti-cules recevant les particules de noir de fumées sur des périodes longues, il faut que les particules (noir de fumées) stockées dans le filtre à particules soient brûlées de temps en temps avec une température plus élevée des gaz d'échappement pour donner du gaz carbonique CO2. Pour cela il faut chauffer au moins de temps en temps le filtre à particules au- dessus de 550 C. Fréquemment le filtre à particules est précédé d'un catalyseur d'oxydation. Un capteur de température installé entre le catalyseur d'oxydation et le filtre à particules fournit certes une valeur très précise de la température à l'entrée du filtre à particules mais du fait de la capacité thermique élevée du catalyseur d'oxydation installé en amont, il ne réagit qu'avec beaucoup d'inertie aux variations de la température des gaz d'échappement réglée en amont du catalyseur d'oxydation. Dans ces conditions, la régulation de la température des gaz d'échappement à l'entrée du filtre à particules est tellement inerte qu'elle ne peut réagir suffisamment rapidement aux variations de la température des gaz d'échappement que dans les états de fonctionnement stationnaires du moteur à combustion interne. Mais comme en général les moteurs à combustion interne de véhicules automobiles fonctionnent avec des charges et des régimes va- riant rapidement et produisant ainsi des températures de gaz d'échappement variant rapidement, les états de fonctionnement stationnaires constituent plutôt une exception que la règle. Cela complique la régénération correcte du filtre à particules en mode de fonctionnement normal du véhicule.
But de l'invention Dans ce contexte, la présente invention a pour but de développer un procédé et un appareil de commande pour réguler les températures des gaz d'échappement offrant une meilleure précision de régulation même en mode de fonctionneraient non stationnaire sans intervention sur la régulation sur des températures de gaz d'échappement variant fortement.
Exposé de l'invention A cet effet, l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que dans un second circuit de régulation in-terne on forme au moins une seconde grandeur de réglage à partir d'une seconde déviation de régulation formée entre une seconde valeur réelle et une seconde valeur de consigne, la seconde valeur réelle étant une température en amont du catalyseur et la seconde grandeur de régulation influence la génération de chaleur à l'intérieur du moteur.
L'invention concerne également un appareil de commande lo du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'il forme une seconde grandeur de réglage dans un second circuit de régulation à partir d'une seconde déviation de régulation et celle-ci à partir d'une seconde valeur réelle et d'une seconde valeur de consigne, la seconde valeur réelle étant une température en amont du catalyseur, et la seconde grandeur de ré- glage influence la génération de chaleur à l'intérieur du moteur. Avantages de l'invention L'invention réalise une régulation de la température des gaz d'échappement réagissant suffisamment rapidement même pour des états de fonctionnement non stationnaires et avec une précision suffisante aux variations de la température des gaz d'échappement. La précision de la régulation de la température des gaz d'échappement est assurée par un premier circuit de régulation extérieur, qui traite une valeur réelle de la température en aval du catalyseur, comme grandeur d'entrée. Cela permet de répondre d'une manière suffisamment précise aux exigences de tempé- rature d'un filtre à particules en aval ou d'un catalyseur, dans les états stationnaires. On a une vitesse de réaction suffisante pour la régulation du fait du traitement en parallèle d'une seconde valeur réelle servant de mesure d'une température en amont du catalyseur. L'évolution chronologique de cette seconde valeur réelle n'est pas influencée par la capacité calorifique du catalyseur en amont qui fonctionne dans une certaine me-sure comme un filtre passe-bas vis-à-vis des variations de la température des gaz d'échappement. La somme de ces caractéristiques donne une régulation de gaz d'échappement qui, même dans des états de fonctionne-ment non stationnaires dans lesquels les températures de gaz d'échappement peuvent varier fortement, fournit des actions de régulation suffisamment précises et rapides.
De façon préférentielle, comme mesure de la température en aval du catalyseur, on saisit la valeur réelle de la température en aval du catalyseur ou une différence entre la température saisie en aval du catalyseur et la température en amont du catalyseur.
Ces moyens permettent de tenir compte de la chute de température dans le catalyseur en amont pour la régulation. Cela permet de protéger contre toute surchauffe le catalyseur amont qui est en général un catalyseur d'oxydation ou du moins a un effet de catalyseur d'oxydation. On peut avoir une surchauffe par exemple du fait d'hydrocarbures imbrûlés contenus dans les gaz d'échappement réagissant de manière exothermique avec l'oxygène résiduel contenu dans les gaz d'échappement t 0 dans le catalyseur d'oxydation; cela peut être souhaitable pour chauffer le catalyseur en aval mais ne doit pas être excessif.
Il est en outre avantageux que la première grandeur de réglage partant du circuit de régulation externe agisse sur la seconde valeur de consigne, c'est-à-dire celle du circuit de régulation interne.
Grâce à ce moyen, le second circuit de régulation interne sera conduit par le premier circuit de régulation externe si bien que les deux circuits de régulation travaillent en synchronisme et non pas en op- position.
De manière préférentielle, la première grandeur de réglage 20 agit sur une génération de chaleur en aval du moteur.
En principe on peut générer la chaleur nécessaire au chauffage du système de nettoyage des gaz d'échappement soit de manière interne au moteur soit en aval du moteur. La génération de chaleur in-terne au moteur consiste à générer de la chaleur par un procédé de corn- bustion dans les chambres de combustion du moteur à combustion interne. A la différence de cela, la génération de chaleur après le moteur signifie que l'on génère de la chaleur par des réactions exothermiques entre les gaz d'échappement provenant de ces procédés de combustion, ces réactions exothermiques ne participant plus ou que de manière négligea- ble à la génération d'un couple dans les chambres de combustion du moteur à combustion interne.
Une génération de chaleur interne au moteur chauffe les gaz d'échappement et ainsi le système de traitement aval des gaz d'échappement d'une certaine manière de façon globale alors que la gêné- ration de chaleur en aval du moteur agit de manière plus sélective sur les composants catalytiques du système de traitement aval des gaz d'échappement. Pour protéger des éléments déterminés du système de traitement aval des gaz d'échappement, par exemple un turbocompresseur de gaz d'échappement, contre la surchauffe, on ne peut pas utiliser la génération de chaleur de manière interne au moteur pour tous les points de fonctionnement du moteur à combustion interne. On peut par exemple augmenter la chaleur générée de manière interne au moteur en étranglant l'alimentation, c'est-à-dire en limitant l'alimentation d'air des chambres de combustion du moteur à combustion interne.
Une autre alternative pour amplifier la génération de chaleur interne au moteur consiste à anticiper la post-injection dans les chambres de combustion du moteur à combustion interne. Une telle post- injection anticipée est une injection de carburant dont le carburant injecté participe au moins en partie encore à la combustion dans la chambre de combustion pour générer le couple.
En revanche, pour générer de la chaleur en aval du moteur, en variante, on utilise une post-injection retardée de carburant dans les chambres de combustion du moteur à combustion interne ou un dosage du carburant directement dans le système de traitement aval des gaz d'échappement du moteur à combustion interne. Une post-injection est une post-injection retardée si le carburant injecté ne participe plus ou seulement de façon négligeable à la combustion générant le couple dans la chambre de combustion. Comme une génération de chaleur en aval du moteur permet de fournir très rapidement de grandes quantités de chaleur et que la seconde grandeur de réglage est formée de la seconde valeur réelle qui varie rapidement dans les modes de fonctionnement non stationnaires, cette réalisation fournit rapidement et à la demande de la cha- leur pour lisser la courbe de température des gaz d'échappement même dans les modes de fonctionnement non stationnaires.
Un autre développement préférentiel est caractérisé en ce qu'on commute entre une action sur la première valeur de consigne et une action complémentaire sur une génération de chaleur en aval du moteur, ou une action sur la première valeur de consigne et une action sur la génération de chaleur en aval du moteur.
Cette réalisation favorise également le choix approprié des moyens générant la chaleur. De façon préférentielle pour des demandes de chaleur importantes on commute sur la génération de chaleur en aval du moteur alors que pour les faibles demandes de chaleur on utilise la synchronisation parfaite des circuits de régulation par action sur la première valeur de consigne.
Il est également avantageux que la génération de chaleur en aval du moteur soit influencée par un dosage de carburant dans les gaz d'échappement d'au moins une chambre de combustion du moteur à combustion interne.
Comme déjà indiqué, ce moyen permet de générer un flux de chaleur important qui agit sélectivement sur les composants catalytiques du système de traitement aval des gaz d'échappement.
Il est en outre avantageux que le dosage pour le gaz d'échappement soit fait par au moins une post-injection tardive produite après la combustion d'une charge de la chambre de combustion, cette post-injection tardive consistant à injecter le carburant dans au moins une chambre de combustion du moteur à combustion interne.
Cette réalisation évite également un injecteur de dosage distinct dans le système de traitement aval des gaz d'échappement. Le do- sage de carburant dans les gaz d'échappement d'au moins une chambre de combustion se fait alors par une utilisation multiple de l'injecteur de carburant associé à cette chambre de combustion à la fois pour des injections générant du couple et des injections augmentant la température des gaz d'échappement.
Un autre développement préférentiel est caractérisé en ce que le dosage pour les gaz d'échappement est fait par au moins un dosage de carburant dans la conduite des gaz d'échappement en amont du catalyseur.
Cette réalisation a l'avantage que la libération de la chaleur du carburant supplémentaire injecté dans le système de traitement des gaz d'échappement se fait d'elle-même et n'entraîne pas de charge thermique du moteur à combustion interne, par exemple des soupapes d'échappement du moteur à combustion interne.
Il est en outre avantageux que la seconde grandeur de ré-30 gulation n'agisse que si la seconde valeur réelle dépasse une seuil prédéfini.
Le seuil prédéfini correspond de manière préférentielle à la température du début de conversion dans le catalyseur amont ou dépasse la température du début de conversion. En particulier lorsqu'on génère la chaleur en aval du moteur cela garantit que le carburant injecté en plus réagisse de manière exothermique dans le système de traitement aval des gaz d'échappement et dégage de la chaleur. Si la seconde valeur réelle est en revanche en dessous du seuil prédéfini, on peut avoir une conversion incomplète du carburant injecté en plus et ainsi une émission gênante d'hydrocarbure par le système de traitement des gaz d'échappement.
Il est également avantageux que la génération de chaleur à l'intérieur du moteur soit influencée par une post-injection anticipée ou par une injection principale retardée de carburant dans au moins une chambre de combustion du moteur à combustion interne.
Ces moyens assurent la combustion du carburant supplémentaire injecté au moins en partie penclant la combustion dans la chambre de combustion qui dégage un couple. Cette participation du carburant lo supplémentaire injecté à la génération du couple par le moteur à combustion interne rend cette solution globalement plus avantageuse du point de vue de la consommation qu'une post-injection très tardive dans la chambre de combustion ou directement dans le système de traitement aval des gaz d'échappement.
En outre, il est avantageux que la génération de chaleur à l'intérieur du moteur soit influencée par des actions sur la masse d'air passant dans le moteur à combustion interne.
L'avantage particulier de cette réalisation est que le carburant injecté pour générer le couple aura chauffé moins d'air. Comme con- séquence, la température des gaz d'échappement peut augmenter sans détérioration significative de la consommation en carburant.
Un autre développement préférentiel est caractérisé en ce que l'on commute entre une injection principale retardée et des actions sur la masse d'air.
L'injection principale retardée présente l'avantage vis-à-vis d'un étranglement de générer un flux de chaleur plus important. L'étranglement est en revanche plus avantageux du point de vue de la consommation. Par la commutation on sélectionne le cas échéant entre les deux possibilités. Pour une faible demande de flux thermique, on choisit l'étranglement alors que pour une demande augmentée de flux thermique on choisit l'injection principale retardée.
Il est en outre avantageux de prédéfinir la valeur de consigne du premier circuit de régulation selon le point de fonctionnement du moteur à combustion interne et d'une masse de particules (masse de noir de fumées) contenue dans les gaz d'échappement.
Le point de fonctionnement du moteur à combustion in-terne influence le niveau de base de la température des gaz d'échappement. La masse de particules contenue dans les gaz d'échappement définit la vitesse à laquelle un filtre à particules en aval se charge en particules. En prédéfinissant la valeur de consigne pour le premier circuit de régulation en fonction de ces deux paramètres on peut réguler sur des valeurs supérieures, de façon appropriée, la température des gaz d'échappement.
Un autre développement préférentiel est caractérisé en ce que si l'on génère la chaleur en aval du moteur on utilise une déviation entre la première valeur réelle et la seconde valeur réelle rapportée à une quantité de carburant supplémentaire injectée et on utilise la différence I o comme critère de diagnostic pour déterminer l'aptitude au fonctionnement du catalyseur.
Dans le cas d'un catalyseur apte à fonctionner, le carburant injecté en plus réagit avec l'oxygène des gaz d'échappement par une réaction exothermique et produit une élévation de température dans le cataly- leur, cette élévation de température se traduisant par une différence des deux valeurs réelles indiquée ci-dessus. Une faible différence de température pour une quantité supplémentaire de carburant injecté traduit une activité catalytique réduite du catalyseur et ainsi une aptitude au fonctionnement, non suffisante du catalyseur.
Du point de vue des réalisations de l'appareil de commande, il est avantageux que celui-ci exécute au moins l'une des réalisations ci-dessus du procédé.
Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus 25 détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels: la figure 1 montre schématiquement un exemple d'environnement technique dans lequel s'inscrit l'invention, - la figure 2 montre un ordinogramme d'un premier exemple de réalisa- 30 tion d'un procédé selon l'invention, - la figure 3 montre un autre ordinogramme d'une autre réalisation du procédé de la figure 2.
Description de modes de réalisation
La figure 1 montre un moteur à combustion interne 10 comportant des chambres de combustion 12, 14, 16, 18, une conduite d'admission 20 et un système de traitement de gaz d'échappement 22. Le moteur à combustion interne 10 est commandé ou géré par un appareil de commande 24 recevant notamment mais non exclusivement le signal d'un capteur de souhait du conducteur 26. A partir des signaux d'entrée, l'appareil de commande 24 génère des signaux de sortie destinés aux actionneurs du moteur à combustion interne 10. Ainsi, l'appareil de commande 24 forme notamment les largeurs d'impulsion d'injection par lesquelles on commande l'ouverture des injecteurs 28, 30, 32, 34; ainsi, chaque injecteur 28, 30, 32, 34 injecte le carburant dans une certaine chambre de combustion 12, 14, 16, 18. La quantité de l'air aspiré par le moteur à combustion interne 10 est également influencée par l'appareil de commande 24, le cas échéant en commandant un actionneur de volet l o d'étranglement 36 qui règle la position du volet d'étranglement 38 installé dans la conduite d'admission 20. Le débit massique d'air aspiré est saisi par un débitmètre massique d'air 40 et l'information est transmise à l'appareil de commande 24. Un capteur de vitesse de rotation 42 transmet à l'appareil de commande 24 des signaux concernant la vitesse de rotation (régime) du moteur à combustion interne 10.
Le système de traitement des gaz d'échappement 22 com- prend un catalyseur 44 ainsi que d'autres composants de nettoyage des gaz d'échappement installés en aval du catalyseur 44 dans le sens de pas- sage des gaz d'échappement. Dans le cas d'un moteur à combustion in- terne 10 constitué par un moteur diesel, le premier catalyseur 44 est par exemple un catalyseur d'oxydation et les composants de nettoyage des gaz d'échappement sont constitués par un filtre à particules 46. En outre, le système de traitement des gaz d'échappement 22 comporte obligatoire- ment un premier capteur de température 48 installé derrière le catalyseur 44 et en option un second capteur de température 50 installé en amont du catalyseur 44. Pour générer de la chaleur en aval du moteur dans le système de traitement des gaz d'échappement 22 on a prévu également en option une soupape de dosage ou injecteur de dosage 52 commandé par l'appareil de commande 24 et qui permet d'introduire du carburant direc- tement dans le système de traitement des gaz d'échappement 22 (système de traitement en aval). Au cas où le moteur à combustion interne 10 est équipé d'un turbocompresseur de gaz d'échappement 54, l'injecteur de dosage 52 est de préférence installé en amont de la turbine 56 du turbo- compresseur de gaz d'échappement 54 dans le sens de passage des gaz d'échappement. La turbine 56 du turbocompresseur de gaz d'échappement 54 entraîne un compresseur 58 installé dans la conduite d'admission 20 du moteur à combustion interne 10 et alimentant en air les chambres de combustion 28, 30, 32, 34 du moteur à combustion in-terne 10.
Avec l'appareil de commande 24, la soupape de dosage 52 et/ou au moins l'un des injecteurs 28, 30, 32, 34, le premier capteur de température de gaz d'échappement 48 forme un premier circuit de régulation extérieur. Le premier capteur de température 48 sert de capteur pour la première valeur réelle qui est la mesure d'une température en aval du catalyseur 44. L'appareil de commande 24 assure la fonction d'un régulateur et l'injecteur de dosage 52 et/ou au moins l'un des injecteurs 28, 30, I o 32, 34 assure la fonction d'un organe d'actionnement pour la régulation de la température des gaz d'échappement. En variante ou en complément, le premier circuit de régulation extérieur conduit le second circuit de régulation intérieur.
Le second capteur de température 50 forme avec l'appareil de commande 24 et l'actionneur de volet d'étranglement 36 et/ ou au moins l'un des injecteurs 28, 30, 32, 34, un second circuit de régulation, intérieur, dans lequel le second capteur de température 50 fournit comme température en amont du catalyseur une seconde valeur réelle et l'appareil de commande 24 assure la fonction du régulateur et l'organe de réglage de volet d'étranglement 36 et/ou au moins l'un des injecteurs 28, 30, 32, 34 assure la fonction d'un organe de réglage pour réguler la température des gaz d'échappement.
En relation avec la figure 2 on décrira ci-après un exemple de réalisation d'un procédé selon l'invention permettant par exemple de régler la température en amont du filtre à particules 46 de la figure 1. Selon l'étape 60 de la figure 2, on a un programme principal superviseur pour commander le moteur à combustion interne 10. Ce programme est exécuté dans l'appareil de commande 24. A partir de ce programme, on dérive d'une manière prédéterminée, par exemple périodiquement, vers une étape 62 dans laquelle on détermine la première valeur réelle dans le premier circuit de régulation extérieur, c'est-à-dire une valeur de la température en aval du catalyseur 44. Cela se fait de préférence par l'exploitation du signal du premier capteur de température 48.
A la fois le premier capteur de température 48 et le second capteur de température 50 peuvent être réalisés comme capteurs de température distincts ou être intégrés dans des capteurs de gaz d'échappement. C'est ainsi que par exemple la détermination de la résistance interne de la céramique d'une sonde lambda habituelle permet de >> tirer une conclusion relative à la température de la sonde lambda et ainsi également pour la température des gaz d'échappement à l'emplacement où est montée la sonde lambda.
Dans l'étape 64 on détermine une première valeur de consi- gne pour la régulation à l'intérieur du premier circuit de régulation extérieur. La première valeur de consigne est déterminée dans l'étape 64, de préférence selon le point de fonctionnement du moteur à combustion in- terne 10 et d'une valeur instantanée ou de l'intégrale de la concentration en particules de fumée dans les gaz d'échappement. Le point de fonctionnement du moteur à combustion interne 10 est défini principalement par son régime (vitesse de rotation) et par le couple qu'il génère ce qui dans le cas d'un moteur diesel dépend principalement de la masse de carburant injectée dans les chambres de combustion 12, 14, 16, 18. Suivant le point de fonctionnement il s'établit un certain flux thermique dans le système de traitement des gaz d'échappement 22 sans intervention de régulation, et ce flux thermique détermine principalement la température dans le système de traitement des gaz d'échappement 22.
En tenant compte de la concentration en particules (parti-cules de noir de fumées) on peut notamment tenir compte de l'état de charge du filtre à particules 46 lorsqu'on forme la valeur de consigne. La régénération sera le cas échéant déclenchée par une augmentation de la température des gaz d'échappement comme conséquence d'une augmentation de valeur de consigne si l'état de charge du filtre à particules 46 atteint un seuil nécessitant une régénération.
Après avoir déterminé la première valeur de consigne dans l'étape 64 on forme dans l'étape 66 une déviation de régulation comme différence à partir d'une première valeur de consigne et d'une première valeur réelle. Par cette déviation de régulation, dans l'étape 68, on forme une première grandeur de régulation. La première grandeur de régulation, formée dans l'étape 68, agit de préférence sur la détermination d'une seconde valeur de consigne pour le second circuit de régulation interne dans l'étape 70. Dans l'étape 72 on forme la seconde valeur réelle à partir du signal du second capteur de température 50 et dans l'étape 74 on forme la seconde déviation de régulation par laquelle dans l'étape 76 on forme la seconde grandeur de réglage pour la régulation de la température des gaz d'échappement. A l'aide de cette seconde grandeur de réglage on influence de préférence la chaleur dégagée à l'intérieur du moteur, par exemple en étranglant le débit massique d'air aspiré dans l'étape 78 en commandant la fermeture du volet d'étranglement 38. Le programme revient de l'étape 78 au programme principal de commande du moteur à combustion in-terne dans l'étape 60.
Dans le cas de la régulation de la température des gaz 5 d'échappement on parcourt de nouveau la succession décrite des pas de programmes 60-78.
Dans la mesure où cela a été décrit ci-dessus, la première grandeur de réglage formée dans l'étape 68 influence la seconde grandeur de consigne du second circuit de régulation, interne, dans l'étape 66. En 1 o variante ou en complément à une telle action, à partir de la seconde va-leur deconsigne on peut également utiliser la première grandeur de réglage à partir de l'étape 68 pour une action concernant le développement de chaleur en aval du moteur dans l'étape 80. La chaleur dégagée en aval du moteur est générée par exemple par l'ouverture de l'injecteur de dosage 52 qui introduit le carburant directement dans le système de traitement des gaz d'échappement 22 pour y réagir de manière exothermique avec l'oxygène. En variante ou en complément, la chaleur à dégager en aval du moteur peut également s'obtenir par une post-injection tardive dans au moins l'une des chambres de combustion 12, 14, 16 du moteur à com- bustion interne 10.
En variante à la saisie d'une valeur réelle de la température en aval du catalyseur 44 on peut également prendre comme mesure de la température en aval du catalyseur 44, la différence de la température saisie en aval du catalyseur 44 et de la température en amont du catalyseur 44. Une telle différence donne une mesure rapportée à la température en amont du catalyseur 44 pour la température en aval de ce catalyseur 44.
La figure 3 montre des développements différents du procédé de la figure 2 qui peuvent être utilisés soit séparément soit en combinaison. Ainsi l'étape 82, exécutée après la détermination de la seconde valeur réelle comme mesure de la température en amont du catalyseur 44, sert à commuter de manière appropriée entre l'activation et la désactivation du premier circuit de régulation extérieur. Pour cela on vérifie dans l'étape 82 si la première valeur réelle a dépassé un seuil T-S. Dans l'affirmative, on active le premier circuit de régulation extérieur en passant à l'étape 64 dans laquelle on forme la première valeur de consigne. Une réponse négative à l'interrogation de l'étape 82 entraîne la désactivation du premier circuit de régulation extérieur par passage à l'étape 70; dans celle-ci on forme la seconde valeur de consigne pour la régulation dans le second circuit de régulation interne. Dans cette réalisation, la première grandeur de réglage n'agit que si la première valeur réelle dépasse un seuil prédéfini. En désactivant le premier circuit de régulation, on bloque le dégagement de chaleur en aval du moteur dans l'étape 80.
En insérant l'interrogation 84 après la formation de la première grandeur de réglage dans l'étape 68, on peut avant l'intervention de la première grandeur de réglage sur la génération de chaleur en aval du moteur dans l'étape 80, commuter sur une intervention sur la seconde valeur de consigne. Pour cela, on vérifie dans l'étape 84 si la première to grandeur de réglage a dépassé un seuil prédéfini S-S. Le dépassement est en corrélation avec un flux thermique qu'il faut fournir rapidement et qui peut être couvert par la chaleur dégagée en aval du moteur dans l'étape 80. En cas de dépassement vers le bas, on passe à l'étape 70 par laquelle on forme la seconde valeur de consigne.
De façon analogue, dans un autre développement, par l'étape 86, on peut commuter entre l'étranglement par une action sur la position du volet d'étranglement 38 et le déclenchement d'une post-injection anticipée ou d'une injection principale retardée par au moins l'un des injecteurs 28, 30, 32, 34 comme mesure pour générer de la chaleur à l'intérieur du moteur. La sélection peut se faire par la comparaison de la seconde grandeur de réglage formée dans l'étape 76 et d'un seuil S-S 1. Pour de petites grandeurs de réglage on préfère des interventions sur la position du volet d'étranglement dans l'étape 78 et pour des grandeurs de réglage plus grandes on préfère des interventions sur le dosage du carbu- rant dans l'étape 88. De manière très générale, on vérifie dans l'étape 86 si les conditions sont remplies pour permettre de régler le flux thermique demandé par l'étranglement préférentiel.
Dans le cadre d'un autre développement, l'étape 90 permet de déclencher un diagnostic. Si dans l'étape 90 que l'on atteint seulement en liaison avec la génération de chaleur en aval du moteur dans l'étape 80, on détecte des conditions permettant un diagnostic, on part sur l'embranchement correspondant à la succession des étapes de diagnostic 92, 94, 96/98. Les conditions permettant un diagnostic existent par exemple si la génération de chaleur en aval du moteur est déjà active de- puis un temps long suffisant pour régler une différence de température dans le catalyseur 44. Si cette condition est replie, dans l'étape 92 on forme une différence entre la valeur réelle des températures en amont et en aval du catalyseur 44.
Au lieu de saisir la température en amont du catalyseur 44 par le second capteur de température 50, on peut également calculer dans l'appareil de commande 24 un modèle de température en utilisant les paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne 10.
Dans l'étape 94 on vérifie si la différence dépasse un seuil T-D qui peut par exemple se définir comme fonction de la chaleur générée en aval du moteur. En cas de dépassement, le catalyseur est considéré comme apte à fonctionner et cette information est enregistrée en mémoire dans l'étape 96. En cas de dépassement vers le bas, le catalyseur 44 est 1 o considéré comme non apte à fonctionner et un signal de défaut est émis dans l'étape 98 qui est par exemple enregistré dans une mémoire de dé-faut de l'appareil de commande 24.
Claims (16)
1 ) Procédé de régulation d'une température en aval d'un catalyseur (44) dans la conduite des gal d'échappement d'un moteur à combustion in-terne (10) comprenant un premier circuit de régulation extérieur (48, 24, 10) dans lequel on forme une première grandeur de réglage à partir d'une première déviation de régulation, cette grandeur étant formée à partir d'une première valeur réelle et d'une première valeur de consigne, la première valeur réelle étant définie comme mesure d'une température en aval du catalyseur (44), caractérisé en ce que dans un second circuit de régulation interne (50, 24, 10) on forme au moins une seconde grandeur de réglage à partir d'une seconde déviation de régulation formée entre une seconde valeur réelle et une seconde valeur de consigne, la seconde valeur réelle étant une température en amont du catalyseur (44) et la seconde grandeur de régulation influence la génération de chaleur à l'intérieur du moteur.
2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que comme mesure de la température en aval du catalyseur (44) on saisit la valeur réelle de la température en aval du catalyseur (44) ou une différence entre la température saisie en aval du catalyseur (44) et la température en amont du catalyseur (44).
3 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première grandeur de réglage agit sur ta seconde valeur de consigne.
4 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première grandeur de réglage agit sur la génération de chaleur en aval du moteur.
5 ) Procédé selon au moins l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce qu' on commute entre une action sur la première valeur de consigne et une action complémentaire sur une génération de chaleur en aval du moteur ou une action sur la première valeur de consigne et une action sur la génération de chaleur en aval du moteur.
6 ) Procédé selon au moins l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce qu' on influence la génération de chaleur en aval du moteur en dosant le carburant pour les gaz d'échappement d'au moins une chambre de combustion (12, 14, 16, 18) du moteur à combustion interne (10).
7 ) Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dosage pour les gaz d'échappement se fait par au moins une post-injection tardive de carburant faite après la combustion d'une charge de chambre de combustion, dans au moins une chambre de combustion (12, 14, 16, 18) du moteur à combustion interne (10).
8 ) Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dosage pour les gaz d'échappement se fait par au moins un dosage de 20 carburant dans la conduite des gaz d'échappement en amont du catalyseur (44).
9 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on agit sur la seconde grandeur de réglage seulement si la seconde valeur réelle dépasse un seuil prédéfini.
10 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la génération de chaleur à l'intérieur du moteur est influencée par une post- injection anticipée ou par une injection principale retardée de carburant dans au moins une chambre de combustion (12, 14, 16, 18) du moteur à combustion interne (10).
11 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la génération de chaleur à l'intérieur du moteur est influencée par une action sur la masse d'air alimentant le moteur à combustion interne (10).
12 ) Procédé selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce qu' on commute entre une injection principale retardée et des actions sur la masse d'air.
13 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on prédéfinit la valeur de consigne du premier circuit de régulation (48, 24, 10) suivant le point de fonctionnement du moteur à combustion in-terne (10) et d'une masse de particules (noir de fumées) contenue dans les gaz d'échappement.
14 ) Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que dans le cas où l'on génère de la chaleur en aval du moteur, on utilise la différence entre la première valeur réelle et la seconde valeur réelle rapportée à une quantité de carburant injectée en plus et on utilise cette différence comme critère de diagnostic pour l'aptitude au fonctionnement du catalyseur (44).
15 ) Appareil de commande (24) pour réguler une température en aval d'un catalyseur dans la conduite des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, comprenant un premier circuit de régulation extérieur (48, 24, 10) dans lequel l'appareil de commande (24) forme une pre- mière grandeur de réglage à partir d'une première déviation de régulation et celle-ci à partir d'une première valeur réelle et d'une première valeur de consigne, en utilisant comme première valeur réelle une mesure de la température en aval du catalyseur (44), caractérisé en ce que l'appareil de commande forme une seconde grandeur de réglage dans un second circuit de régulation (50, 24, 10) à partir d'une seconde déviation de régulation et celle-ci à partir d'une seconde valeur réelle et d'une seconde valeur de consigne, la seconde valeur réelle étant une température en amont du catalyseur (44), et la seconde grandeur de réglage influence la génération de chaleur à l'intérieur du moteur.
16 ) Appareil de commande (24) selon la revendication 15, caractérisé en ce qu' il exécute et/ou commande le procédé selon l'une des revendications 2 à 13.
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