FR2910553A1 - Procede de reactivation de composants contenant des metaux precieux de post-traitement de gaz d'echappement de moteurs a combustion interne fonctionnant en permanence en regime pauvre - Google Patents

Procede de reactivation de composants contenant des metaux precieux de post-traitement de gaz d'echappement de moteurs a combustion interne fonctionnant en permanence en regime pauvre Download PDF

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Abstract

Procédé de réactivation de composants (16, 18, 20) contenant des métaux précieux de post-traitement de gaz d'échappement dans des installations (12) de gaz d'échappement, dont au moins un composant (16, 18, 20) de post-traitement de gaz d'échappement de moteurs à combustion interne (10), fonctionnant en régime pauvre sur l'ensemble de leur plage de charge et de vitesse de rotation, contient des métaux précieux.Pour la réactivation de l'un au moins des composants (16, 18, 20), celui-ci est alimenté temporairement par une atmosphère réductrice de gaz d'échappement qui comporte, au moins pour une courte durée, une valeur lambda (lambda) de 1,2 maximum, dans des conditions qui sont appropriées pour réduire, au moins partiellement, des composés oxydés de métaux précieux.

Description

1 L'invention concerne un procédé destiné au rétablissement d'une
réactivité de composants contenant des métaux précieux de post-traitement de gaz d'échappement, qui sont disposés dans une installation de gaz d'échappement de moteurs à combustion interne fonctionnant en permanence en régime pauvre sur l'ensemble de leur plage de fonctionnement. De nombreux moteurs à combustion interne, notamment des moteurs Diesel (à allumage spontané), fonctionnent de nos jours en régime pauvre sur l'ensemble de leur plage de fonctionnement dépendant de la charge et de la vitesse de rotation. Par contre, pour des moteurs Otto susceptibles de fonctionner en régime pauvre, des catalyseurs à accumulation de NO, sont généralement utilisés pour respecter les valeurs limites légales de NON, lesquels accumulent les NO, et doivent être régénérés dans des cycles de régénération intercalés à régime riche. Contrairement à de tels moteurs Otto susceptibles de fonctionner en régime pauvre, des phases à régime riche, dans lesquelles le rapport air / carburant lambda est inférieur à 1, et dans lesquelles un excédent en composés réducteurs HC et CO de gaz d'échappement existe par définition, ne sont normalement pas intercalées pour des moteurs Diesel fonctionnant en permanence en régime pauvre.
Bien plus, dans le cas de moteurs Diesel modernes, les émissions d'oxydes d'azote NO, sont réduites à un niveau conforme de gaz d'échappement uniquement par des mesures au niveau du moteur, telles qu'un recyclage de gaz d'échappement RGE ou autres. Cela signifie que ces moteurs à combustion interne fonctionnent en régime pauvre sur la totalité de leur durée de vie, donc avec un excédent d'oxygène (lambda > 1) dans le rapport air / carburant. Afin de réduire les émissions de gaz d'échappement, notamment d'hydrocarbures HC imbrûlés, de monoxyde de carbone CO et de particules de noir de carbone, les installations de gaz d'échappement de moteurs à combustion 2910553 2 interne fonctionnant en permanence en régime pauvre, tels que des moteurs Diesel, comportent différents composants de post-traitement des gaz d'échappement. De ceuxci font partie des catalyseurs d'oxydation, des filtres à 5 particules, des catalyseurs SCR (SCR pour selective chemical reduction "réduction chimique sélective"), des catalyseurs CRT (CRT pour continuous regeneration trap "filtre à régénération constante"), des catalyseurs de retenue de NH3 et des accumulateurs de HC. Ces composants 10 contiennent en règle générale un métal précieux ou un mélange de différents métaux précieux en tant que matériau catalytique, qui provoque la conversion chimique des composés de gaz d'échappement précités. Les métaux précieux utilisés sont par exemple du platine, du palladium, du 15 rhodium, de l'iridium et d'autres. En ce qui concerne cette constellation, il s'est toutefois avéré problématique qu'en régime pauvre permanent, et par conséquent de gaz d'échappement en permanence pauvres, une oxydation du métal précieux pouvait intervenir. Plus les températures des 20 composants sont élevées en atmosphère pauvre des gaz d'échappement, plus cette oxydation des métaux précieux est rapide et persistante. Les oxydes de métaux précieux engendrés n'ont cependant pas d'effet catalytique ou qu'un effet catalytique réduit, ce qui, à long terme, ne permet 25 pas d'assurer un post-traitement suffisant des gaz d'échappement. L'objectif de l'invention consiste à proposer un procédé qui soutient le maintien à long terme de l'activité catalytique de composants contenant des métaux précieux de 30 post-traitement de gaz d'échappement de moteurs à combustion interne fonctionnant en permanence en régime pauvre. Cet objectif est atteint par un procédé de réactivation de composants contenant des métaux précieux de 35 post-traitement de gaz d'échappement dans des installations de gaz d'échappement de moteurs à combustion interne 2910553 3 fonctionnant en permanence en régime pauvre, ainsi que par une unité de commande décrite ci-dessous. Le procédé selon l'invention prévoit que, pour la réactivation de l'un au moins des composants contenant des métaux précieux de post- 5 traitement de gaz d'échappement, celui-ci soit alimenté temporairement par une atmosphère réductrice de gaz d'échappement qui comporte, au moins pour une courte durée, une valeur lambda (1) de 1,2 au maximum. Cela est effectué dans des conditions qui sont appropriées pour réduire, au 10 moins partiellement, des composés de métaux précieux oxydés. Ces conditions concernent notamment la valeur lambda riche précise, la température des composants de post-traitement des gaz d'échappement concernés, ainsi que la durée de l'alimentation riche, ces paramètres 15 s'influençant mutuellement. est ainsi possible d'invalider, au moins partiellement, l'oxydation des métaux précieux, à savoir de convertir à nouveau, au moins partiellement, les oxydes de métaux précieux engendrés en métaux précieux élémentaires actifs à degré d'oxydation 20 zéro. Il a en l'occurrence été constaté que de tels intervalles de réactivation selon l'invention peuvent être dimensionnés de telle sorte que les émissions de composés réducteurs de gaz d'échappement intervenant ne soient pas significatives en raison du régime pauvre largement 25 prédominant, et ne conduisent pas au dépassement de valeurs limites tolérables. Dans le cadre de la présente invention, il convient d'entendre par "moteurs à combustion interne fonctionnant en permanence en régime pauvre", des moteurs fonctionnant 30 habituellement en régime pauvre sur l'ensemble de leur plage de charge et de vitesse de rotation, à savoir qui représentent eux-mêmes des demandes de charge et/ou vitesses de rotation très élevées sans une inversion de régime commandée de façon active sur régime riche (donc à 35 rapport air / carburant sous-stoechiométrique avec lambda < 1). Par ailleurs, dans l'esprit de la présente invention, 2910553 4 des "moteurs à combustion interne fonctionnant en permanence en régime pauvre" ne comportent pas de composants d'accumulation pour des composés d'oxydation des gaz d'échappement dans leur installation de gaz 5 d'échappement, dont la régénération implique des intervalles de régime riche intercalés. Ils ne comportent notamment pas d'accumulateur de NO, ou de catalyseur à accumulation de NOS. Des moteurs à combustion interne fonctionnant en permanence en régime pauvre englobent par 10 conséquent, non seulement des moteurs Diesel stationnaires ou non stationnaires, par exemple de véhicules automobiles et de bateaux, mais également de turbines à gaz ou analogues, qui comportent des composants contenant des métaux précieux de post-traitement de gaz d'échappement.
15 Par "atmosphère réductrice de gaz d'échappement", il convient par ailleurs d'entendre dans la présente une condition de fonctionnement dans l'installation de gaz d'échappement, qui est appropriée pour réduire les métaux précieux oxydés, notamment des oxydes de métaux précieux.
20 Dans le sens strict du terme, "atmosphère réductrice de gaz d'échappement" ne signifie par conséquent pas des gaz d'échappement sous-stoechiométriques avec une valeur lambda < 1 (bien que cela contribue de préférence à une atmosphère réductrice de gaz d'échappement), mais l'ensemble des 25 conditions de fonctionnement, notamment la valeur lambda, la température et la durée. Dans un agencement préféré de l'invention, les gaz d'échappement réducteurs sont représentés par le régime riche du moteur à combustion interne. Le régime riche peut 30 être effectué par un étouffement du moteur à combustion interne, à savoir par une réduction de la masse d'air admise, par une augmentation d'un taux de recyclage intérieur ou extérieur de gaz d'échappement ou par une post-injection de carburant avant et/ou après une fin de la 35 combustion du carburant. Ces mesures peuvent également être mises en oeuvre dans des combinaisons quelconques, et sont 2910553 5 de préférence choisies ou combinées entre elles de telle sorte que les variations du couple de rotation dues aux mesures de réactivation soient minimisées. Selon une réalisation spécifique de l'invention, 5 l'atmosphère réductrice de gaz d'échappement peut avoir une valeur lambda sur-stoechiométrique, par exemple de X ≤ 1,1, notamment de 1 ≤ 1,05. Si une telle valeur lambda est réglée, des composés réducteurs de gaz d'échappement, tels que du CO et des HC, ne sont certes contenus qu'à un faible 10 degré dans les gaz d'échappement, l'effet réducteur peut cependant par exemple être obtenu par des températures relativement élevées et/ou des durées de réactivation relativement longues. De façon idéale, des valeurs lambda des gaz d'échappement légèrement sous-stoechiométriques de 1 15 ≤ 1,0, notamment de X ≤ 0,98, de préférence de 1 5_ 0,95, sont cependant réglées pendant la réactivation. En fonction du type du moteur à combustion interne, des valeurs inférieures à 0,92 sont même tolérables. Si les valeurs lambda sont nettement plus faibles, par exemple inférieures 20 à 0,90, l'allumage et la combustion en bonne et due forme du mélange ne sont en règle générale plus assurés. Les valeurs lambda précitées peuvent en principe être réglées en continu ou par intervalles pendant la réactivation. Il est également envisageable de représenter les valeurs 25 lambda préférées de façon localement homogène ou dans des tronçons partiels localement limités de l'installation de gaz d'échappement. L'alimentation en atmosphère réductrice de gaz d'échappement de l'au moins un composant de post-traitement 30 de gaz d'échappement peut avoir lieu pour de très faibles durées de par exemple au moins 1 s, notamment d'au moins 2 s, en particulier d'au moins 5 s. En dessous de ces durées, l'effet de réduction de la mesure est en règle générale trop faible. De façon idéale, la réactivation est 35 effectuée pour une durée d'au moins 10 s, notamment d'au moins 20 s. Il est également envisageable de l'effectuer 2910553 6 pour une durée de plus de 30 s, voire de plus de 60 s. Avec ces laps de temps prolongés, le régime riche du moteur à combustion interne aura cependant en règle générale des répercussions négatives, par exemple sous la forme 5 d'allumages ratés ou de surconsommation. Un autre paramètre important pour la mise en oeuvre de la réactivation selon l'invention est la température du composant de post-traitement de gaz d'échappement concerné. Plus la température du composant est élevée, plus la durée 10 de la mesure de réactivation pourra être courte, et plus le lambda des gaz d'échappement pourra être réglé à une valeur élevée (moins riche). En tant que limite inférieure pour la température de l'au moins un composant contenant des métaux précieux de post-traitement de gaz d'échappement, une 15 valeur de 200 0C a fait ses preuves. En dessous de cette température, la réduction des métaux précieux s'effectue en règle générale trop lentement. Selon des agencements préférés de l'invention, l'alimentation en atmosphère réductrice de gaz d'échappement a lieu à une température du 20 composant de post-traitement des gaz d'échappement d'au moins 250 0C, notamment d'au moins 300 0C, de préférence d'au moins 350 C. De façon idéale, des températures plus élevées d'au moins 400 C sont cependant utilisées pour l'exécution de la réactivation, notamment d'au moins 25 450 0C, de préférence d'au moins 500 0C, de façon particulièrement préférée d'au moins 600 C. La limite supérieure de température n'est finalement limitée que par la résistance aux hautes températures du composant de post-traitement des gaz d'échappement.
30 Il est particulièrement préféré d'effectuer la réactivation aussi proche que possible dans le temps après une régénération d'un filtre à particules Diesel de l'installation de gaz d'échappement, car des régénérations d'un filtre à particules sont fortement exothermiques et 35 assurent de ce fait des hautes températures, non seulement du filtre à particules, mais également du composant placé 2910553 7 en aval. L'alimentation en atmosphère réductrice de gaz d'échappement commence par conséquent avantageusement au plus tard 1000 s, notamment au plus tard 300 s, de préférence au plus tard 60 s après une régénération du 5 filtre à particules. Pour la réduction des produits d'oxydation du métal précieux catalytique, la présence de composés réducteurs dans les gaz d'échappement est nécessaire, notamment d'hydrocarbures HC imbrûlés et de monoxyde de carbone CO.
10 Des gaz d'échappement préférés contiennent au moins 10 mg/s de HC, notamment au moins 20 mg/s de HC, et/ou au moins 50 mg/s de CO, notamment au moins 100 mg/s de CO. La réactivation selon l'invention devrait être effectuée aussi rarement que possible, afin de minimiser 15 des inconvénients dans le comportement à la combustion et aux gaz d'échappement du moteur à combustion interne. D'un autre côté, les intervalles de temps entre deux réactivations ne devraient pas être trop importants, afin d'éviter la formation de produits d'oxydation irréversibles 20 des métaux précieux, et de pouvoir encore effectuer leur réduction dans des conditions relativement douces. Dans ce contexte, des intervalles de régime pauvre entre les réactivations de 3 à 600 minutes, notamment de 5 à 300 minutes, de préférence de 10 à 120 minutes, ont donné de 25 bons résultats. De façon idéale, une réactivation est effectuée après un intervalle de régime pauvre de 20 à 60 minutes. L'invention concerne en outre une unité de commande, notamment un appareil de commande de moteur pour commander 30 un véhicule automobile, comportant un algorithme de programme pour commander la mise en œuvre du procédé de réactivation selon l'invention de composants contenant des métaux précieux de post-traitement de gaz d'échappement de moteurs à combustion interne fonctionnant en permanence en 35 régime pauvre.
2910553 8 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre à titre d'exemple, lorsque prise en relation avec le dessin annexé.
5 L'unique figure représente un moteur à combustion interne 10, qui est ici notamment un moteur Diesel, qui fonctionne en régime pauvre sur l'ensemble de sa plage de charge et de vitesse de rotation. Des gaz d'échappement provenant du moteur à combustion interne 10 sont dirigés 10 vers une installation de gaz d'échappement, dont l'ensemble est identifié par 12. L'installation 12 de gaz d'échappement comporte un tuyau 14 de gaz d'échappement, qui contient différents composants de post-traitement des gaz d'échappement. Dans le sens de circulation des gaz 15 d'échappement, le tuyau 14 de gaz d'échappement comprend notamment un catalyseur d'oxydation 16, un filtre à particules 18 ainsi qu'un catalyseur SCR 20. Le catalyseur d'oxydation 16 procède à une conversion de monoxyde de carbone (CO) et d'hydrocarbures (HC) imbrûlés, et contient 20 à cet effet des métaux précieux tels que du platine, du palladium et/ou d'autres. Le filtre à particules 18 accumule des particules de noir de carbone des gaz d'échappement, et est régénéré à certains intervalles de temps, les particules de noir de carbone étant brûlées par 25 oxydation par la catalyse des métaux précieux. A cet effet, le filtre à particules 18 contient également un métal précieux approprié. En ce qui concerne le catalyseur SCR 20, il s'agit d'un catalyseur de réduction qui, avec le concours d'un agent réducteur, ici de l'ammoniac (NH3), 30 convertit des oxydes d'azote (NOx) des gaz d'échappement en N2 et en H20. L'agent réducteur NH3 est par exemple injecté dans le tuyau 14 de gaz d'échappement à l'état de solution aqueuse d'urée en tant que progéniteur chimique pour l'ammoniac par l'intermédiaire d'une unité de dosage 22, 35 qui est reliée à un réservoir, non représenté ici. L'ordre de succession et l'agencement des différents 2910553 9 composants de l'installation 12 de gaz d'échappement peuvent s'écarter de ceux représentés ici. En variante ou en plus des composants représentés, l'installation 12 de gaz d'échappement peut comporter un catalyseur CRT 5 (continuous regeneration trap "filtre à régénération constante"), qui procède à une accumulation temporaire de particules, et qui les brûle par oxydation quasiment en continu avec le concours d'un métal précieux et de NO,. Des accumulateurs de NH3 entrent également en ligne de compte, 10 notamment en aval de catalyseurs SCR, qui récupèrent une fuite de NH3, et le convertissent par voie catalytique avec le concours d'un métal précieux. Enfin, l'installation 12 de gaz d'échappement peut également contenir un accumulateur de HC, qui contient certes la plupart du temps 15 lui-même un métal précieux, mais qui est habituellement prévu sur un support de catalyseur commun en étant intégré avec d'autres composants contenant des métaux précieux. L'alimentation en air du moteur à combustion interne 10 a lieu par l'intermédiaire d'un canal d'aspiration 32, 20 dans lequel est disposé un clapet d'étranglement réglable 34. La commande du moteur à combustion interne 10, ainsi que de différents composants de l'installation 12 de gaz d'échappement, est effectuée par l'intermédiaire d'un 25 appareil de commande 28 de moteur, dans lequel entrent usuellement des signaux de capteurs de gaz et de température, non représentés, de l'installation 12 de gaz d'échappement. La commande de moteur 36 détecte en outre différents paramètres de fonctionnement du moteur à 30 combustion interne 10, par exemple la vitesse de rotation du moteur, la température d'agent de refroidissement ou une valeur de la pédale d'accélération. En fonction des paramètres entrants, la commande 28 de moteur commande le fonctionnement du moteur 10, par exemple les quantités 35 d'injection de carburant et les moments d'injection, la position du clapet d'étranglement 26 ainsi que l'unité de 2910553 10 dosage 22 d'agent réducteur. Le régime pauvre permanent du moteur à combustion interne 10 conduit à une oxydation indésirable des métaux précieux des composants 16, 18, 20 de post-traitement des 5 gaz d'échappement, ce qui conduit à une altération de leur activité. Afin d'éviter cela, les composants 16, 18, 20 de post-traitement des gaz d'échappement sont réactivés selon un algorithme de programme 30, qui est mémorisé dans la commande 28 de moteur. L'algorithme de programme 30 IO commande la réactivation selon l'invention de la manière décrite ci-après. Une réactivation des composants 16, 18, 20 de post-traitement des gaz d'échappement est initiée après des intervalles définis de régime pauvre d'une durée qui est de 15 préférence de 20 à 60 minutes, notamment de l'ordre de 30 minutes. Pour la réactivation, les composants 16, 18, 20 à réactiver sont alimentés par une atmosphère réductrice de gaz d'échappement, qui est définie par les paramètres que sont la valeur lambda des gaz d'échappement, la température 20 du composant de post-traitement des gaz d'échappement et la durée de la réactivation. Une valeur lambda légèrement sous-stoechiométrique des gaz d'échappement avec 1 0,98 ... 1,0, est notamment réglée dans le présent exemple. Afin d'obtenir cela, le moteur à combustion interne 10 est 25 temporairement réglé sur un régime riche. Cela est par exemple effectué par une réduction de l'air d'aspiration moyennant la fermeture correspondante du clapet d'étranglement. En variante ou en plus, un taux de recyclage de gaz d'échappement peut être augmenté, une 30 soupape de recyclage de gaz d'échappement (RGE extérieur), non représentée, étant ouverte à cet effet, ou des chevauchements de soupapes du moteur à combustion interne 10 étant agrandis (RGE intérieur). Une autre mesure pouvant être utilisée seule ou en combinaison est la post-injection 35 de carburant dans les cylindres du moteur à combustion interne 10 à un moment tardif, auquel une combustion 2910553 11 intégrale n'a plus lieu, la post-injection pouvant être effectuée avant et/ou après une fin de combustion. Une température minimale du composant 16, 18, 20 est exigée en tant qu'autre paramètre de la réactivation, afin 5 de pouvoir maintenir la durée de réactivation aussi brève que possible et le lambda des gaz d'échappement aussi peu riche que possible. A cet effet, une température d'au moins 450 0C, notamment d'au moins 500 0C, est de préférence choisie pour le composant 16, 18, 20 à activer. Afin 10 d'atteindre cela, la réactivation (dans le cadre des intervalles de régime pauvre décrits ci-dessus) est effectuée aussi proche que possible dans le temps après une régénération réussie du filtre à particules 18. La réactivation est de préférence initiée au plus tard 60 15 secondes après la fin de la régénération du filtre à particules. L'alimentation des composants 16, 18, 20 de post-traitement de gaz d'échappement en gaz d'échappement légèrement sous-stoechiométriques à la température minimale 20 indiquée est effectuée pendant une durée de réactivation de notamment au moins 20 s, de préférence d'au moins 30 s. Des examens ont démontré que ces paramètres donnés à titre d'exemple permettent de convertir à nouveau, en majeure partie, les oxydes de métaux précieux engendrés au 25 cours du régime pauvre permanent du moteur à combustion interne 10 en métaux précieux élémentaires, et de rétablir ainsi leur activité initiale. Bien que l'invention ait été particulièrement montrée et décrite en se référant à un mode de réalisation préféré 30 de celle-ci, il sera compris aisément par les personnes expérimentées dans cette technique que des modifications dans la forme et dans des détails peuvent être effectuées sans sortir de l'esprit ni du domaine de l'invention.
2910553 12 LISTE DES REFERENCES NUMERIQUES 10 Moteur à combustion interne 12 Installation de gaz d'échappement 5 14 Tuyau de gaz d'échappement 16 Catalyseur d'oxydation 18 Filtre à particules 20 Catalyseur SCR 22 Unité de dosage 10 24 Canal d'aspiration 26 Clapet d'étranglement 28 Appareil de commande du moteur 30 Algorithme de programme

Claims (13)

REVENDICATIONS
1. Procédé de réactivation de composants (16, 18, 20) contenant des métaux précieux de post-traitement de gaz d'échappement dans des installations (12) de gaz d'échappement, dont au moins un composant (16, 18, 20) de post-traitement de gaz d'échappement de moteurs à combustion interne (10), fonctionnant en régime pauvre sur l'ensemble de leur plage de charge et de vitesse de rotation, contient des métaux précieux, caractérisé en ce que, pour la réactivation de l'un au moins des composants (16, 18, 20) de post-traitement de gaz d'échappement contenant des métaux précieux, celui-ci est alimenté temporairement par une atmosphère réductrice de gaz d'échappement qui comporte, au moins pour une courte durée, une valeur lambda (1) de 1,2 au maximum, dans des conditions qui sont appropriées pour réduire, au moins partiellement, des composés oxydés de métaux précieux.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'atmosphère de gaz d'échappement est concrétisée par un régime riche du moteur à combustion interne (10).
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le régime riche du moteur à combustion interne (10) est effectué par l'une au moins des mesures suivantes : début d'étouffement du moteur à combustion interne (10), augmentation d'un taux de recyclage des gaz 30 d'échappement, et post-injection de carburant avant et/ou après une fin de la combustion du carburant.
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, 35 caractérisé en ce que l'atmosphère réductrice de gaz d'échappement comprend 2910553 14 une valeur lambda des gaz d'échappement de X, ≤ 1,1, notamment de 1 5_ 1,05.
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, 5 caractérisé en ce que l'atmosphère réductrice de gaz d'échappement comprend une valeur lambda légèrement sous-stoechiométrique des gaz d'échappement de 1 ≤ 1,0, notamment de ≤ 0,98, de préférence de 1 ≤ 0,95. 10
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'alimentation en atmosphère réductrice de gaz d'échappement est effectuée pour une durée d'au moins 5 s, notamment d'au moins 10 s, de préférence d'au moins 20 s, 15 de façon particulièrement préférée d'au moins 30 s.
7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'alimentation en atmosphère réductrice de gaz 20 d'échappement est effectuée à une température de l'au moins un composant (16, 18, 20) de post-traitement de gaz d'échappement contenant des métaux précieux d'au moins 200 00, notamment d'au moins 300 00, de préférence d'au moins 400 C, de façon particulièrement préférée d'au moins 25 500 C.
8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'alimentation en atmosphère réductrice de gaz d'échappement commence au plus tard 1000 secondes, notamment au plus tard 300 secondes, de préférence au plus tard 60 secondes après une régénération d'un filtre à particules (18).
9. Procédé selon l'une des revendications 35 précédentes, caractérisé en ce que 2910553 15 la réactivation est effectuée après des intervalles de régime pauvre de 3 à 600 minutes, notamment de 5 à 300 minutes, de préférence de 10 à 120 minutes, de façon particulièrement préférée de 20 à 60 minutes. 5
10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'atmosphère réductrice de gaz d'échappement comprend des flux massiques d'HC d'au moins 10 g/s d'HC, notamment 10 d'au moins 20 g/s d'HC et/ou des flux massiques de CO d'au moins 50 g/s de CO, notamment d'au moins 100 g/s de CO.
11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que 15 le moteur à combustion interne (10) est un moteur Diesel stationnaire ou non stationnaire.
12. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que 20 l'un au moins des composants (16, 18, 20) de post-traitement de gaz d'échappement contenant des métaux précieux comprend : - un catalyseur d'oxydation (16), - un filtre à particules (18), 25 un catalyseur SCR (20) - un catalyseur CRT, - un catalyseur de retenue de NH3, et un piège d'HC.
13. Unité de commande, notamment appareil de commande 30 (28) de moteur, destinée à la commande d'un véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle comporte un algorithme de programme (30) pour commander la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 12.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2986830A3 (fr) * 2012-02-15 2013-08-16 Renault Sa Depollution d'un moteur diesel
CN113027571A (zh) * 2019-12-09 2021-06-25 保时捷股份公司 用于再激活排气后处理部件的方法和驱动设备

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018218176B4 (de) 2018-10-24 2022-03-10 Ford Global Technologies, Llc Verfahren, Computerprogrammprodukt und Steuergerät zum Betrieb einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung zum Reinigen eines Abgasstromes eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine sowie Kraftfahrzeug

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001019500A1 (fr) * 1999-09-10 2001-03-22 Johnson Matthey Public Limited Company Regeneration de catalyseurs diesel contamines par du soufre
DE10017203A1 (de) * 2000-04-06 2001-10-11 Audi Ag Verfahren zur Entschwefelung eines im Abgasstrang einer Diesel-Brennkraftmaschine angeordneten Oxidationskatalysators
EP1174600A2 (fr) * 2000-07-21 2002-01-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Système et méthode de contrôle des émissions d'un moteur à combustion interne
EP1227232A2 (fr) * 2001-01-27 2002-07-31 OMG AG &amp; Co. KG Procédé de régénération de l'activité catalytique d'un catalyseur qui est disposé dans le conduit de gaz d'échappement d'un moteur diesel et remplit au moins une fonction d'oxydation

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10001992A1 (de) * 2000-01-19 2001-07-26 Volkswagen Ag Verfahren zur temporären Erhöhung einer Abgastemperatur einer Verbrennungskraftmaschine
CA2498568C (fr) * 2002-09-10 2008-11-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Dispositif d'epuration de l'echappement d'un moteur a combustion interne

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001019500A1 (fr) * 1999-09-10 2001-03-22 Johnson Matthey Public Limited Company Regeneration de catalyseurs diesel contamines par du soufre
DE10017203A1 (de) * 2000-04-06 2001-10-11 Audi Ag Verfahren zur Entschwefelung eines im Abgasstrang einer Diesel-Brennkraftmaschine angeordneten Oxidationskatalysators
EP1174600A2 (fr) * 2000-07-21 2002-01-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Système et méthode de contrôle des émissions d'un moteur à combustion interne
EP1227232A2 (fr) * 2001-01-27 2002-07-31 OMG AG &amp; Co. KG Procédé de régénération de l'activité catalytique d'un catalyseur qui est disposé dans le conduit de gaz d'échappement d'un moteur diesel et remplit au moins une fonction d'oxydation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2986830A3 (fr) * 2012-02-15 2013-08-16 Renault Sa Depollution d'un moteur diesel
CN113027571A (zh) * 2019-12-09 2021-06-25 保时捷股份公司 用于再激活排气后处理部件的方法和驱动设备

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