FR2905421A1 - Procede et appareil de commande pour gerer un moteur diesel. - Google Patents

Procede et appareil de commande pour gerer un moteur diesel. Download PDF

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Abstract

Procédé de gestion d'un moteur Diesel (10) comportant un système de traitement aval des gaz d'échappement équipé d'un catalyseur (24, 26) à caractéristiques de conversion à trois voies. Le moteur Diesel (10), si sa vitesse de rotation (n) augmente sans dépasser un seuil de vitesses de rotation (n_S) et si sa charge (mk) dépasse un seuil de charge (mk_S), est commandé pour qu'il génère en alternance une atmosphère de gaz d'échappement oxydante et réductrice en amont du catalyseur (24, 26).

Description

1 Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de
gestion d'un moteur Diesel comportant un système de traitement aval des gaz d'échappement équipé d'un catalyseur à caractéristiques de conversion à trois voies. L'invention concerne également un appareil de commande pour gérer un moteur Diesel équipé d'un catalyseur à caractéristiques de conversion à trois voies. Le catalyseur ayant des caractéristiques de conversion à trois voies peut être un catalyseur d'oxydation et/ou un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx. Etat de la technique La réglementation limite de plus en plus les émissions autorisées par les moteurs Diesel. Les moteurs Diesel équipant les véhi- cules automobiles circulant sur route génèrent notamment lorsque le moteur Diesel fonctionne pratiquement à pleine charge dans sa plage des régimes bas et moyens, pratiquement à la limite de la fumée lors-qu'il est accéléré fortement et génère des émissions brutes d'oxydes d'azote NOx, relativement élevées. Cette difficulté se présente notam- ment dans le cycle de fonctionnement avec une forte partie de telles phases de fortes accélérations, du point de vue du total des émissions autorisées. Le contrôle du respect des émissions autorisées se fait dans des conditions de fonctionnement définies suivant des cycles de roulage définis sur des bancs d'essais de roulage. Le cycle de roulage FTP75 utilisé aux Etats Unis comprend un nombre important de telles opérations de fortes accélérations. En même temps le législateur américain impose des limites très strictes d'émission d'oxydes d'azote NOx au cours de ces cycles. On en déduit qu'il faut réduire les émissions d'oxydes d'azote NOx de façon efficace précisément dans de tels cas de fortes accélérations. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que le moteur Diesel, si sa vitesse de rota-tion (n) augmente sans dépasser un seuil de vitesses de rotation (n S) et 2905421 2 si sa charge (mk) dépasse un seuil de charge (mk_S), est commandé pour qu'il génère en alternance une atmosphère de gaz d'échappement oxydante et réductrice en amont du catalyseur. L'invention concerne également un appareil de corn- 5 mande pour la mise en oeuvre de ce procédé, cet appareil de commande est caractérisé en ce que l'appareil de commande est conçu pour faire fonctionner le moteur Diesel si sa vitesse de rotation (n) augmente sans dépasser un seuil de vitesses de rotation (n S) et si sa charge (mk) est supérieure à un seuil de charge (mk_S), de façon que le moteur génère 10 en alternance une atmosphère oxydante et une atmosphère réductrice de gaz d'échappement en amont du catalyseur. La conversion par trois voies avec un mélange carburant/air en moyenne stoechiométrique et génération alternée d'atmosphères oxydantes et réductrices de gaz d'échappement en amont 15 du catalyseur constituent l'état de la technique des moteurs à essence. Pour un moteur Diesel fonctionnant avec un excédent d'air on n'a pas utilisé jusqu'alors la conversion en trois voies des matières polluantes pour la réduction des oxydes d'azotes NOx car les composants d'hydrocarbures HC et de CO dans les gaz d'échappement d'un moteur 20 Diesel réagissent de préférence sur le catalyseur avec l'oxygène résiduel des gaz d'échappement au moins avec les oxydes d'azote contenus dans les gaz d'échappement. Pour cette raison, on a préféré d'autres concepts pour convertir les oxydes d'azote NOx dans les moteurs Diesel, en utilisant 25 un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx ou un système de réduction catalytique sélective (SCR) des oxydes d'azote. Le catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx accu-mule en fonctionnement avec un excédent d'air c'est-à-dire pour une atmosphère oxydante des gaz d'échappement, les oxydes d'azote émis et 30 convertit les oxydes d'azote accumulés dans une atmosphère réductrice de gaz d'échappement entre autres pour donner de l'azote moléculaire. L'atmosphère oxydante des gaz d'échappement (coefficient Lambda supérieur à 1) peut être maintenue sur des périodes de l'ordre de grandeur inférieur à quelques minutes avant que le moteur diesel ne fonctionne 35 en régénération du catalyseur accumulateur pendant une durée de 2905421 3 l'ordre de grandeur de quelques secondes pour générer l'atmosphère réductrice de gaz d'échappement (coefficient Lambda inférieur à 1). Un procédé de combustion connu utilisé pour le fonctionnement des moteurs Diesel avec des coefficients Lambda inférieurs à 1 prévoit de 5 commuter le coefficient Lambda en mode de fonctionnement quasi-stationnaire du moteur Diesel. L'expression mode de fonctionnement quasi-stationnaire correspond à un fonctionnement pendant lequel la vitesse de rotation (régime) et la charge du moteur Diesel ne changent que peu. On procède ainsi car dans le mode de fonctionnement quasi-stationnaire du moteur, on peut le mieux commuter la masse d'air ou la teneur en air frais de la charge de la chambre de combustion de la va-leur de consigne pour le mode de fonctionnement maigre (Lambda 1, par exemple Lambda = 3) sur la valeur de consigne du mode riche (par exemple Lambda = 0,9) sans effet sur le couple et le comportement de 15 roulage. Cette procédure selon laquelle le fonctionnement avec un coefficient Lambda < 1 nécessaire à la régénération qui se fait seulement dans des conditions de fonctionnement quasi-stationnaires est gênante pour les cycles de roulage au cours desquels de telles conditions existent rarement car on accélère fortement et fréquemment.
20 Dans le cas de fortes accélérations, le moteur diesel fonctionne selon l'invention de façon à générer alternativement des atmosphères oxydantes et réductrices des gaz d'échappement en amont du catalyseur. Il en résulte plusieurs avantages en même temps : Le premier avantage est de réduire efficacement par la 25 conversion en trois voies des quantités relativement importantes d'oxydes d'azote précisément émises dans cette plage de fonctionne-ment. On a ainsi une conversion directe des émissions d'oxydes d'azote NOx, relativement élevées dans cette plage de fonctionnement du fait du fonctionnement du catalyseur en trois voies. Cet avantage est indépen- 30 damment de ce que le système de traitement aval des gaz d'échappement de ce moteur Diesel comporte un catalyseur accumulateur et existe également par exemple lorsqu'on utilise un catalyseur d'oxydation pour le système de traitement aval des gaz d'échappement. Si le système de traitement aval des gaz d'échappement comporte un 35 catalyseur accumulateur, on a comme autre avantage la possibilité de 2905421 4 régénérer en plus totalement ou partiellement le catalyseur accumulateur. Il est en outre avantageux pour les fortes accélérations, de diminuer le coefficient Lambda des charges des chambres de corn- 5 bustion, déjà en partant de coefficients Lambda de l'ordre de grandeur de 2 à 4 pour passer à des coefficients Lambda de l'ordre de grandeur de 1, jusqu'à 1,6. Cela se fait par la régulation de la qualité du moteur Diesel selon laquelle on règle le couple moins par la dose (quantité) de charge de la chambre de combustion et plus la teneur en carburant 10 (qualité) de la charge de la chambre de combustion. De fortes demandes de couple telles que celles qui correspondent à de fortes accélérations se traduisent ainsi par des fortes teneurs en carburant et ainsi aux coefficients Lambda évoqués qui sont de l'ordre de grandeur de 1,1 jusqu'à 1,6, qui sont déjà relativement proches des coefficients Lambda don- 15 nant une atmosphère réductrice des gaz d'échappement. Un autre avantage est que les commandes actuelles des moteurs Diesel règlent la masse d'air ou la teneur en air frais des charges des chambres de combustion aux points de fonctionnement caractéristiques d'une forte accélération, déjà pratiquement de façon optimale 20 pour des coefficients Lambda inférieurs à 1. Cela permet de régler effectivement sur des coefficients Lambda inférieurs à 1 en modifiant la structure d'injection c'est-à-dire en modifiant la quantité et le cas échéant la répartition de la quantité à injecter sur une ou plusieurs injections partielles et/ou sur des instants d'injection. Des actions sur le 25 système d'air pour réduire encore plus les masses d'air sont moins nécessaires car le coefficient Lambda est déjà faible mais de telles inter-ventions ne sont pas exclues. Cela permet globalement d'assurer des améliorations significatives des rendements de conversion d'oxydes d'azote NOx dans 30 les cycles de roulage avec de fréquentes phases d'accélération. Les actions nécessaires à cet effet sur la commande du moteur Diesel modifient certes le bruit de combustion et la génération du couple mais ces modifications sont prévisibles si le conducteur demande de fortes accélérations et ne gênent pas le conducteur.
35 Dessins 2905421 5 La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 montre un moteur Diesel équipé d'un système de traite- 5 ment aval des gaz d'échappement et d'un appareil de commande, -la figure 2 montre la plage des points de fonctionnement du moteur Diesel, sous tendue par les masses de carburant et les vitesses de rotation, - la figure 3 montre dans ses parties 3a, 3b les chronogrammes des 10 différents paramètres de fonctionnement du moteur Diesel pour une opération d'accélération, - la figure 4 montre un ordinogramme comme exemple de réalisation du procédé de l'invention, - la figure 5 montre un développement de l'ordinogramme de la figure 15 4. Description de modes de réalisation de l'invention De façon détaillée, la figure 1 montre un moteur Diesel 10 d'un véhicule automobile ; le moteur est équipé d'un système de traitement aval des gaz d'échappement 12 et d'un appareil de com- 20 mande 14. L'appareil de commande 14 commande ou gère le moteur Diesel 10 entre autres de façon qu'il fournisse le couple demandé par le conducteur du véhicule actionnant un capteur 16 donnant le souhait du conducteur. L'appareil de commande 10 gère le moteur Diesel 10 en tenant compte des demandes du système de traitement aval des gaz 25 d'échappement 12. Pour les fonctions de commande, l'appareil de commande 14 reçoit non seulement les signaux fournis par le capteur 16 donnant la demande du conducteur mais également d'autres capteurs correspondant à des paramètres de fonctionnement du moteur Diesel 10. Les paramètres de fonctionnement essentiels dans ce contexte sont 30 notamment la vitesse de rotation (régime) n du moteur Diesel 10 ; ce signal est fourni par le capteur de vitesse de rotation 18 ; les paramètres de fonctionnement et la masse d'air mL alimentant le moteur Diesel 10 ; cette masse d'air est mesurée par un débitmètre massique d'air 20. A partir de la vitesse de rotation n et de la masse mL, 35 l'appareil de commande 14 calcule entre autres des valeurs de charge 2905421 6 des chambres de combustion du moteur Diesel 10 avec de l'air. Les moteurs Diesel actuels ont en outre d'autres capteurs qui fournissent d'autres paramètres de fonctionnement tels que des températures et/ou des concentrations de composants des gaz d'échappement et/ou des 5 pressions dans les chambres de combustion. L'énumération des capteurs 16, 18, 20 indiqués ici n'est pas limitative. L'appareil de commande 14 commande en outre les organes d'actionnement du moteur Diesel 10 pour le faire fonctionner de façon appropriée. La commande ou gestion se fait notamment pour que io le moteur Diesel fournisse le couple demandé par le conducteur. Pour cela, l'appareil de commande 10 commande notamment la quantité de carburant injectée par un système de soupape d'injection 22 dans les chambres de combustion du moteur Diesel 10. Les moteurs Diesel actuels ont en plus du système d'injection 22 d'autres organes 15 d'actionnement tels que des soupapes de recyclage des gaz d'échappement, des turbocompresseurs à géométrie de turbine réglable, des volets d'étranglement pour étrangler l'alimentation en air, etc.. Alors que le système d'injection 22 peut être combiné à une gestion de carburant du moteur Diesel 10, les autres organes d'actionnement ou de ré- 20 glage évoqués peuvent être associés à une gestion d'air du moteur Diesel 10. Là encore, l'énoncé des organes d'actionnement cités ci-dessus n'est pas limitatif. Le système de traitement aval des gaz d'échappement 12 comporte au moins un catalyseur 24 et/ou 26 à caractéristiques de 25 conversion à trois voies. Dans la réalisation de la figure 1, le catalyseur 24 est un catalyseur d'oxydation et le catalyseur 26 est un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx. D'autres réalisations de systèmes de traitement aval des gaz d'échappement 12 comprennent un catalyseur SCR en aval du catalyseur d'oxydation 24 et/ou un filtre à parti- 30 cules en aval du catalyseur d'oxydation 24. D'autres développements des systèmes de traitement aval des gaz d'échappement utilisent des combinaisons des trois systèmes de traitement aval des gaz d'échappement par exemple avec un montage en série formé d'un catalyseur d'oxydation, d'un catalyseur accumulateur et d'un filtre à parti- 35 cules ou encore du montage en série formé d'un catalyseur 2905421 7 accumulateur et d'un filtre à particules. Il est important dans tous les cas d'avoir au moins un catalyseur à caractéristiques de conversion à trois voies dans le système de traitement aval des gaz d'échappement 12.
5 Pour une accélération suivie amont forte du véhicule qui s'établit pour une demande de couple correspondante émise par le conducteur dans la plage des vitesses de rotation (régime) inférieures et moyennes du moteur Diesel 10, dans le cadre de l'invention, on a une action de l'appareil de commande 14 sur la gestion de l'air et/ou la gestion du carburant pour que le moteur Diesel 10 fonctionne alternative-ment avec une atmosphère oxydante et une atmosphère réductrice des gaz d'échappement en amont du catalyseur d'oxydation 24 constituant le catalyseur à caractéristiques de conversion à trois voies. La commande du moteur Diesel 10 par l'appareil de 15 commande 14 consiste non seulement à fournir le couple demandé mais en plus à réaliser une conversion d'oxydes d'azote NOx aussi effective que possible par la coopération des gaz d'échappement du moteur Diesel 10 et du système de traitement aval des gaz d'échappement 12.
20 Pour détecter les accélérations suffisamment fortes constituant le critère de déclenchement d'un fonctionnement avec une alternance d'atmosphère oxydante et réductrice des gaz d'échappement, selon un développement, on exploite les paramètres de fonctionnement et/ou les variations des paramètres de fonctionnement du moteur Die- 25 sel 10. Pour cela, selon un développement, on exploite les valeurs d'une masse de carburant mk injectée par charge de chambre de combustion et la vitesse de rotation n du moteur Diesel 10. La figure 2 donne l'enregistrement de paires de valeurs mk, n, que l'on peut utiliser pour le fonctionnement du moteur Diesel 10 et qui définissent ainsi une 30 plage de point de fonctionnement possible BP du moteur Diesel 10. Le spectre des valeurs de vitesses de rotation possibles va de la vitesse de rotation de ralenti n_LL jusqu'à une vitesse de rotation maximale n_max et le spectre des masses de carburant possibles s'étend d'une valeur mk min jusqu'à une valeur mk_max.
2905421 8 A la figure 2, on a souligné quatre points de fonctionne-ment BP1, BP2, BP3 et BP4 par lesquels on peut passer au cours d'une opération classique d'accélération. Au point de fonctionnement BPI, le véhicule a une charge relativement faible et sa vitesse de rotation n dé- 5 passe juste la vitesse de rotation de ralenti n_LL, le moteur Diesel étant en mode de fonctionnement stationnaire. Puis, le conducteur demande par l'intermédiaire du capteur 16 un couple plus élevé pour accélérer le véhicule. Pour obtenir ce couple plus élevé, l'appareil de commande 14 augmente la masse de 10 carburant à injecter mk alors que la vitesse de rotation n reste tout d'abord la même dans cette analyse schématique. Après réglage de la masse de carburant augmentée mk, le moteur Diesel 10 se trouve au point de fonctionnement BP2. Il génère alors un couple qui ne correspond plus à la vitesse de rotation relativement faible du point de fonc- 15 tionnement BP1 de sorte que le véhicule accélère et la vitesse de rotation n du moteur Diesel 10 augmente de façon correspondante. Si l'on atteint au point de fonctionnement BP3 la vitesse de roulage souhaitée pour la vitesse de rotation n augmentée du moteur Diesel 10, le conducteur neutralise sa demande de couple et l'appareil de commande 20 14 règle une masse de carburant plus petite mk qui continue d'alimenter le véhicule au point de fonctionnement BP4 de manière stationnaire à vitesse de rotation plus élevée. La masse de carburant mk est représentative de toutes les grandeurs caractérisant une charge du moteur Diesel 10. A la place 25 de la masse de carburant mk, on peut par exemple utiliser également l'amplitude de la demande de couple pour la charge. En outre, on peut également déduire une mesure de la charge à partir des signaux fournis par un capteur de pression de chambre de combustion, un capteur de pression de charge, etc..
30 Selon un développement préférentiel, on détecte une accélération suffisamment forte si la vitesse de rotation n du moteur Die-sel augmente sans dépasser alors le seuil de vitesse de rotation n_S et sa charge est alors supérieure au seuil de charge mk_S comme cela est le cas à la figure 2 au passage du point de fonctionnement BP1 vers le 35 point de fonctionnement BP3.
2905421 9 Selon l'invention, après un tel passage caractérisant une forte accélération, le moteur Diesel 10 fonctionne pour générer alternativement une atmosphère oxydante et une atmosphère réductrice des gaz d'échappement en amont du catalyseur 24.
5 Cette situation sera décrite ci-après de manière plus dé-taillée en référence à la figure 3 dans ses parties 3a et 3b. La figure 3a montre le chronogramme 28 de la vitesse de rotation n au passage entre les points de fonctionnement BP1 et BP4. La courbe 38 correspond à un chronogramme correspondant de couple et la courbe 32 correspond au 10 chronogramme des émissions brutes d'oxydes d'azote NOx par le moteur Diesel 10 au cours de cette phase de passage. On remarque que le couple augmente d'une valeur de départ pour une vitesse de rotation initiale faible à une valeur élevée ; sous l'effet du couple élevé la vitesse de rotation augmente en fonction du temps, parallèlement avant que le 15 couple ne soit réduit à une autre valeur stationnaire pour laquelle s'établit une vitesse de rotation constante, plus élevée. Pendant l'accélération qui se fait entre les deux états stationnaires, avec augmentation de la vitesse de rotation, les émissions brutes d'oxydes d'azote NOx faites par le moteur Diesel 10 augmentent.
20 La figure 3b montre une courbe correspondante 34 du coefficient d'air X (trait plein) qui s'établit selon un procédé connu ; la courbe 36 représente le coefficient d'air (courbe en trait interrompu) correspondant à l'exécution du procédé selon l'invention. Le coefficient d'air est comme cela est connu le rapport entre deux quantités d'air ; 25 la première quantité d'air au numérateur est la masse d'air destinée à la combustion et la masse d'air au numérateur est celle qui correspond à une combustion stoechiométrique de la masse de carburant. Des coefficients supérieurs à 1 correspondent à un excédent d'air et donnent une atmosphère oxydante dans les gaz d'échappement ; des coefficients 30 X inférieurs à 1 correspondent à un manque d'air ou à un excédent de carburant et donnent ainsi une atmosphère réductrice dans les gaz d'échappement. Dans la courbe 34, l'augmentation de la masse de carburant mk se produit au passage entre les points de fonctionnement BP1 35 et BP4 par la réduction du coefficient ~, à proximité de 1 et le coefficient 2905421 10 réglé reste néanmoins en permanence au-dessus de la ligne = 1. De manière correspondante pour la courbe 34, on a en permanence une atmosphère oxydante des gaz d'échappement en amont du catalyseur 24 et ainsi les plus fortes émissions d'oxydes d'azote NOx selon le tracé 5 32 de la figure 3a ne subissent pas directement de conversion catalytique. La figure 4 montre un exemple de réalisation du procédé de l'invention sous la forme d'un ordinogramme. L'étape 38 correspond à un programme principal subordonné HP pour commander le moteur 10 Diesel 10 par l'appareil de commande 14. Partant de l'étape 38, on atteint l'étape 40 au cours de laquelle on vérifie si une grandeur caractéristique de charge, par exemple la masse de carburant mk dépasse un seuil par exemple le seuil mk_S. Si cela n'est pas le cas le programme revient à l'étape 38 du programme principal. Si en revanche 15 l'interrogation dans l'étape 40 reçoit une réponse positive, on vérifie en plus dans l'étape 42, si la vitesse de rotation n est supérieure à un seuil de vitesse de rotation n_S. Si l'interrogation reçoit une réponse positive, cela indique un point de fonctionnement avec une charge plus élevée ou une vitesse de rotation plus élevée qui n'est pas nécessairement liée à 20 une accélération transitoire mais permet par exemple de fonctionner à vitesse constante élevée. Dans ce cas le programme revient également à l'étape 38 du programme principal. En revanche, si l'interrogation dans l'étape 42 reçoit une réponse négative cela indique un état de fonctionnement avec une 25 charge relativement élevée et une faible vitesse de rotation comme cela est caractéristique d'une accélération. Dans ce cas le programme continue par l'étape 44 dans laquelle l'appareil de commande 14 règle en alternance des valeurs de coefficient > 1 et < 1, pour que le moteur Diesel 10 génère en alternance une atmosphère oxydante et une atmo- 30 sphère réductrice des gaz d'échappement en amont du catalyseur 24. Le seuil mk_S délimite de préférence les états de fonctionnement situés à proximité de la charge maximale par rapport aux autres états de fonctionnement. Le seuil n_S sépare de préférence les vitesses de rotation (régime) basses et moyennes par rapport aux vites- 35 ses de rotation élevées. Le seuil mk S se situe à environ 80 % de la va- 2905421 11 leur mk_max de la charge maximale selon un développement ; le seuil de vitesse de rotation n S se situe à environ 60 % de la vitesse de rotation maximale n max selon une réalisation. Avant de générer l'atmosphère réductrice de gaz 5 d'échappement dans l'étape 44, on diminue le coefficient de l'atmosphère oxydante des gaz d'échappement de préférence déjà à une valeur > 1,2. De manière préférentielle, lorsqu'on génère l'atmosphère réductrice des gaz d'échappement, le coefficient est > 0,8 et pour générer l'atmosphère oxydante des gaz d'échappement, le coefficient 10 reste < 1,2. Cela se traduit par des variations relativement faibles du coefficient au passage entre l'atmosphère réductrice et l'atmosphère oxydante des gaz d'échappement et inversement. En conséquence, les variations de couple et les variations de bruit de combustion seront acceptables.
15 En outre, générer en alternance des atmosphères réductrices et oxydantes des gaz d'échappement dans l'étape 44 correspond à des actions sur le système de carburant ou la gestion du carburant du moteur Diesel 10. Cela peut se faire par exemple par modification des quantités injectées mk et/ou du modèle d'injection. Il est particulière20 ment avantageux de modifier les quantités d'injection et les modèles d'injection pour que l'effet de la modification des quantités d'injection sur le couple du moteur Diesel 10 soit compensé par l'effet de la variation de modèle d'injection sur le couple par une compensation au moins partielle. Cela peut se faire par exemple lorsqu'une augmentation de la 25 quantité à injecter pour obtenir une atmosphère réductrice des gaz d'échappement soit combinée avec un déplacement avec du retard du début de l'injection. La figure 5 montre un autre développement selon lequel l'alternance entre les atmosphères réductrices et oxydantes des gaz 30 d'échappement ne se fait que si l'appareil de commande 14 a libéré la régénération du catalyseur accumulateur 26. Selon l'étape 42, on vérifie en plus dans l'étape 44 si la régénération du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx 26 est libérée. Cela est le cas dans cette réalisation si le catalyseur accumulateur 26 est chargé jusqu'à un certain de- 35 gré en oxydes d'azote. Pour cela, on forme dans l'appareil de commande 2905421 12 une mesure B de la charge et dans l'étape 43 on compare avec le seuil B_S. Si le seuil B_S n'est pas dépassé, le programme revient à l'étape 38 du programme principal et les plus fortes émissions brutes d'oxydes d'azote NOx par le moteur Diesel 10 sont converties en passant par une 5 accumulation dans le catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx 26. Si en revanche, la capacité d'accumulation du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx 26 est pratiquement épuisée à cause de la grande charge reçue, l'interrogation dans l'étape 43 recevra une réponse positive ce qui correspond à la libération de la régénération du catalyseur accumulateur 26. Puis, on passe à l'étape 44. L'alternance des atmosphères réductrices et oxydantes des gaz d'échappement conduit alors non seulement à une conversion catalytique directe des plus fortes émissions brutes d'oxydes d'azote NOx par le moteur Diesel 10 mais produisent en plus la régénération 15 totale ou partielle du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx 26 si la durée des périodes avec atmosphère réductrice des gaz d'échappement est suffisamment longue. Pour améliorer la régénération, un autre développement prévoit de commander le rapport entre les composantes réductrices et oxydantes des gaz d'échappement pendant 20 l'alternance de la formation des atmosphères oxydantes et réductrices des gaz d'échappement en fonction de l'état de charge B du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx 26 avec de l'azote. L'appareil de commande 14 se caractérise en ce qu'il est conçu et notamment programmé pour commander le moteur Diesel 10 25 selon le procédé décrit ci-dessus. 30

Claims (5)

REVENDICATIONS
1 ) Procédé de gestion d'un moteur Diesel (10) comportant un système de traitement aval des gaz d'échappement équipé d'un catalyseur (24, 26) à caractéristiques de conversion à trois voies, caractérisé en ce que le moteur Diesel (10), si sa vitesse de rotation (n) augmente sans dépasser un seuil de vitesses de rotation (n S) et si sa charge (mk) dépasse un seuil de charge (mk_S), est commandé pour qu'il génère en alternance une atmosphère de gaz d'échappement oxydante et réductrice en amont du catalyseur (24, 26).
2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que avant de générer une atmosphère de gaz d'échappement réductrice, on limite le coefficient Lambda du mélange carburant/air alimentant ce moteur Diesel (10) par des actions sur le système d'air du moteur Diesel (10) pour limiter le coefficient Lambda d'une valeur < 1,2.
3 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le coefficient Lambda du mélange carburant/air alimentant le moteur Diesel (10), est supérieur à 0,8 lorsqu'on génère une atmosphère réductrice de gaz d'échappement et il est inférieur à 1,2 lorsqu'on génère une atmosphère oxydante de gaz d'échappement.
4 ) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu' on commande l'alternance de la création d'une atmosphère réductrice et d'une atmosphère oxydante de gaz d'échappement par des actions sur le système d'alimentation en carburant du moteur Diesel (10).
5 ) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les actions sur le système de carburant se font par variation des quan- tités à injecter et/ou des modèles d'injection. 2905421 14 6 ) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu' on modifie les quantités injectées et les modèles d'injection de façon que les effets de la variation des quantités injectées sur le couple fourni par 5 le moteur Diesel (10) soient au moins en partie compensés par l'effet des variations du modèle d'injection sur le couple. 7 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que 10 l'atmosphère réductrice des gaz d'échappement lors du fonctionnement d'un moteur Diesel (10) équipé d'un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx (26) est seulement générée si une commande subordonnée du moteur Diesel (10) a libéré la régénération du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx (26). 15 8 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pendant le fonctionnement d'un moteur Diesel (10) équipé d'un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx 26, on commande le rapport 20 des composants réducteurs et oxydants des gaz d'échappement pendant que l'on génère en alternance des atmosphères oxydantes et réductrices de gaz d'échappement, en fonction de l'état de charge du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx 26 avec des oxydes d'azote. 25 9 ) Appareil de commande (14) pour gérer un moteur Diesel (10) équipé d'un catalyseur (24, 26) à caractéristiques de conversion à trois voies, caractérisé en ce que l'appareil de commande (14) est conçu pour faire fonctionner le moteur Diesel (10) si sa vitesse de rotation (n) augmente sans dépasser un seuil 30 de vitesses de rotation (n S) et si sa charge (mk) est supérieure à un seuil de charge (mk_S), de façon que le moteur (10) génère en alternance une atmosphère oxydante et une atmosphère réductrice de gaz d'échappement en amont du catalyseur (24, 26). 35 10 ) Appareil de commande (14) selon la revendication 9, 5 2905421 15 caractérisé en ce qu' il est conçu pour commander un procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 8. 10
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009015900A1 (de) 2009-04-01 2010-10-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer Diesel-Brennkraftmaschine
DE102009053462B4 (de) * 2009-11-16 2022-03-17 Volkswagen Ag Verfahren zum Betreiben einer selbstzündenden Brennkraftmaschine
DE102011018486A1 (de) * 2011-04-23 2012-10-25 Volkswagen Ag Verfahren zum Betreiben eines Dieselmotors sowie Dieselmotor

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19543219C1 (de) * 1995-11-20 1996-12-05 Daimler Benz Ag Verfahren zum Betreiben eines Dieselmotors
US5622047A (en) * 1992-07-03 1997-04-22 Nippondenso Co., Ltd. Method and apparatus for detecting saturation gas amount absorbed by catalytic converter

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2536129B2 (ja) * 1989-02-23 1996-09-18 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の始動制御装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5622047A (en) * 1992-07-03 1997-04-22 Nippondenso Co., Ltd. Method and apparatus for detecting saturation gas amount absorbed by catalytic converter
DE19543219C1 (de) * 1995-11-20 1996-12-05 Daimler Benz Ag Verfahren zum Betreiben eines Dieselmotors

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