FR2926330A1 - Procede et appareil de commande pour determiner les emissions de noir de fumees et d'oxydes d'azote produites par le fonctionnement d'un moteur a combustion interne - Google Patents

Abstract

Procédé selon lequel : - pour des angles de vilebrequin (KWi), prédéfinis, on saisit chaque fois au moins une pression de cylindre,- on détermine une vitesse de chauffage (HZ) à partir des valeurs de détection (Qi) associées aux pressions de cylindre saisies,- on applique les valeurs de détection (Qi) de la vitesse de chauffage (HZ) à un modèle prédéfini comme grandeurs d'entrée,- on saisit l'angle de vilebrequin associé au début de la combustion (AiVB) et on l'applique comme valeur d'entrée au modèle,- on détermine un rapport air/ carburant (lambda) et on l'applique au modèle comme grandeur d'entrée,- on détermine un coefficient de recyclage des gaz d'échappement et on l'applique au modèle comme grandeur d'entrée, et- à l'aide du modèle et en fonction des valeurs d'entrée, on détermine l'émission de matières polluantes.

Description

Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de détermination d'une émission de matières polluantes produites par le fonctionnement d'un moteur à combustion interne.

L'invention concerne également un appareil de commande pour la mise en oeuvre de ce procédé, cet appareil de commande servant à la commande et à la régulation du fonctionnement d'un moteur à combustion interne équipé d'une unité de post-traitement des gaz d'échappement et du moyen pour déterminer le rapport air/carburant ainsi que le coefficient de recyclage des gaz d'échappement. L'invention concerne en outre un programme d'ordinateur exécuté par un calculateur notamment par l'appareil de commande assurant la commande et la régulation du moteur à combustion interne. Etat de la technique Les gaz d'échappement générés par le fonctionnement d'un moteur à combustion interne contiennent différentes matières polluantes. Dans le cas de moteurs Diesel, les composants principaux des matières polluantes sont par exemple le noir de fumées (ou particules) et les oxydes d'azote (NOx). Pour répondre à la réglementation concernant les émissions de matières polluantes, on cherche d'une part à réduire les émissions brutes produites par la combustion, déjà à l'intérieur du moteur et d'autre part, on prévoit des mesures externes au moteur pour réduire encore plus les matières polluantes contenues dans les gaz d'échappement. Comme moyens extérieurs au moteur pour le post-traitement des gaz d'échappement, on a par exemple les filtres à particules pour les moteurs Diesel, les catalyseurs accumulateurs d'oxydes d'azote ou les catalyseurs SCR. Un moyen interne au moteur, en plus du choix approprié du rapport air/carburant, est le recyclage des gaz d'échappement. Pour une réduction efficace des émissions de particules ou de noir de fumées et des émissions d'oxydes d'azote NOx, il faut déterminer déjà pendant le fonctionnement du moteur à combustion interne, une grandeur décrivant l'émission actuelle de matières polluantes et déterminer ainsi le fonctionnement du moteur à combustion interne, par exemple l'émission actuelle de particules ou de noir de fumées et d'oxydes d'azote NOx. De telles informations pourront alors servir à détecter la charge d'un filtre à particules du moteur Diesel ou d'un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx et le cas échéant de réguler ou de commander la régénération du filtre à particules Diesel ou du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx. Les émissions de matières polluantes d'un moteur à combustion interne dépendent des paramètres locaux d'une chambre de combustion tels que par exemple le rapport local entre l'air et le carburant ou la température maximale de combustion. Toutefois, on ne peut mesurer ces paramètres qu'avec des techniques de mesure spéciales comme par exemple une soupape de prélèvement rapide de gaz ou une pyrométrie multispectrale. De telles techniques de mesure ne seront toutefois pas disponibles, même à l'avenir, en série sur les moteurs à combustion interne. Le document DE 103 30 819 Al décrit un moteur à combustion interne équipé d'une sonde de mesure pour recueillir le rayonnement émis par la combustion dans la chambre de combustion du moteur à combustion interne au cours de la combustion du mélange air/carburant ; le rayonnement de combustion se compose de différents composants par exemple d'un rayonnement de noir de fumées et d'un rayonnement émis par des radicaux OH. A partir d'un certain segment du spectre du rayonnement de combustion, dans ce procédé connu, on détermine l'intensité du rayonnement ; cela consiste à déterminer l'intensité du rayonnement du noir de fumées dans une plage comprise entre 500 et 8000 nm ; les bandes d'aldéhydes correspondent à une plage comprise entre 375 jusqu'à 385 nm et une bande comprise entre 425 et 435 nm ainsi ; pour le rayonnement des radicaux OH la bande est comprise entre 305 et 315 nm. Pour cela, on applique le rayonnement de combustion capté par la sonde de mesure à un détecteur de noir de fumées, à un détecteur de rayonnement OH et à plusieurs détecteurs d'aldéhydes travaillant dans des plages déterminées de longueurs d'onde pour obtenir l'intensité du rayonnement dans chaque plage de longueurs d'onde. En outre, on applique les intensités recueillies à une unité d'exploitation qui détermine si l'on est en présence d'une combustion homogène. Dans le procédé connu, à l'aide du détecteur de noir de fumées, on vérifie si l'on a dépassé une valeur de seuil prédéfinie caractérisant une combustion homogène. Si la valeur de seuil est dépassée, alors à l'aide d'un appareil de commande, on influence de manière appropriée la formation du mélange. L'inconvénient de ce procédé est non seulement le coût élevé des capteurs nécessaires à sa réalisation mais également l'aptitude au fonctionnement des capteurs encrassés et avec des dépôts de noir de fumées. De plus, pour exécuter le procédé, il faut mettre en oeuvre des moyens d'application très importants. En principe, pour déterminer les émissions de particules et d'oxydes d'azote NOx, on peut utiliser les moyens de mesure classiques équipant un véhicule notamment la pression de cylindre en fonction de l'angle du vilebrequin et les valeurs caractéristiques qui en sont déduites ainsi que les courbes correspondantes. Cela provient du fait que l'évolution de la pression d'un cylindre est une grandeur d'état pratiquement indépendante localement de la combustion. Cette grandeur d'état décrit la conversion d'énergie dans le cylindre d'un moteur à combustion interne et est ainsi étroitement liée à la combustion. Selon le document De 197 41 973 Cl, on connaît un procédé pour déterminer la concentration en noir de fumées de moteurs à combustion interne à allumage non-commandé à l'aide d'un réseau neuronal. Le réseau neuronal est tout d'abord entraîné à l'aide de données d'apprentissage prévues à cet effet. Ces données d'apprentissage sont des grandeurs d'entrée représentant la concentration en noir de fumées (ou de particules). Les grandeurs d'entrée comprennent notamment les grandeurs caractérisant la pression dans le cylindre qui peut par exemple correspondre à la pression maximale dans le cylindre, à l'intégrale de la pression dans le cylindre pour un angle de vilebrequin déterminé ou des éléments analogues. Comme grandeurs d'entrée, on peut toutefois utiliser également l'évolution chronologique de la pression dans le cylindre, l'évolution de la combustion, l'évolution de la température et/ou l'évolution de la combustion globale ; ces différentes informations se déterminent à l'aide d'un calcul d'évolution de combustion. Comme autres données d'entrée, on utilise notamment la géométrie du piston et de la chambre de combustion, la vitesse de rotation, le rapport carburant/air, le gaz résiduel et le début de la combustion. Après l'entraînement du réseau neuronal, on dispose d'un réseau neuronal permettant de copier les informations d'entrée, sélectionnées, de la concentration de particules. Dans le réseau neuronal, on a les relations entre les grandeurs d'entrée et les concentrations en particules que l'on peut extraire de manière appropriée pour identifier les caractéristiques particulières des données d'entrée et évaluer leur pertinence. L'inconvénient de cette solution est que la courbe de pression dans un cylindre selon les procédés connus ne permet de déduire que peu de caractéristiques décrivant l'évolution de la combustion. Selon le document DE 197 41 973 Cl, il est également connu d'enregistrer des jeux de données dans des champs de caractéristiques dans un appareil de commande assurant la commande et la régulation du fonctionnement du moteur à combustion interne ; les champs de caractéristiques contiennent les informations des relations entre les données d'entrée et les valeurs mesurées des grandeurs de sortie pour la concentration en noir de fumées. Ces jeux de données se déterminent par exemple également par des mesures compliquées faites sur le moteur à combustion interne ou en utilisant des calculs de courbe de combustion. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un moyen pour déterminer les émissions de noir de fumées (ou particules) et d'oxydes d'azote NOx, et qui, en utilisant les techniques de mesure standards, permette de déterminer les émissions tout en assurant des informations d'une très grande précision.

Exposé et avantages de l'invention A cet effet, la présente invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que pendant le fonctionnement du moteur à combustion interne : - pour des angles de vilebrequin, prédéfinis, on saisit chaque fois au moins une pression de cylindre, - on détermine une vitesse de chauffage à partir des valeurs de détection associées aux pressions de cylindre saisies, - on applique les valeurs de détection de la vitesse de chauffage à un modèle prédéfini comme grandeurs d'entrée, - on saisit l'angle de vilebrequin associé au début de la combustion et on l'applique comme valeur d'entrée au modèle, - on détermine un rapport air/ carburant et on l'applique au modèle comme grandeur d'entrée, - on détermine un coefficient de recyclage des gaz d'échappement et on l'applique au modèle comme grandeur d'entrée, et - à l'aide du modèle et en fonction des valeurs d'entrée, on détermine l'émission de matières polluantes. En d'autres termes, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que pour des angles de vilebrequin prédéfinis, on saisit chaque fois au moins une pression de cylindre. A titre d'exemple, on installe un capteur de pression de cylindre dans un cylindre caractéristique. Aux pressions de cylindre ainsi saisies, on associe les valeurs de détection d'une vitesse de chauffage. Les vitesses de chauffage associées à une certaine pression de cylindre peuvent être enregistrées par exemple dans un champ de caractéristiques ; toutefois, il faut des travaux considérables pour charger les données de ce champ de caractéristiques. C'est pourquoi, la vitesse de chauffage est de préférence calculée en temps réel à partir de la pression du cylindre.

Cela permet par exemple d'appliquer la loi calorifique rapide de Hohenberg. Les valeurs de détections de la vitesse de chauffage sont alors appliquées à un modèle prédéfini sous la forme de grandeurs d'entrée ; à l'aide du modèle, on représente une émission de matières polluantes en fonction des vitesses de chauffage et d'autres paramètres d'entrée. Selon le procédé de l'invention, on saisit en outre un angle de vilebrequin associé au début de la combustion et on l'applique également au modèle comme valeur d'entrée. En outre, on détermine un rapport air/carburant et un coefficient de recyclage des gaz d'échappement ; ces informations sont transmises au modèle comme grandeurs d'entrée. A l'aide du modèle et en fonction des valeurs d'entrée, on détermine l'émission de matières polluantes. De façon préférentielle, à l'aide du modèle, on détermine une émission d'oxydes d'azote NOx ou une émission de noir de fumées (particules). Mais on peut également utiliser en parallèle un ensemble d'autres modèles spécialisés pour différentes émissions de matières polluantes. Pour déterminer de manière précise la vitesse de chauffage, on subdivise la courbe calorifique à partir du début de la combustion jusqu'à la fin de la combustion en un nombre fini de valeurs discrètes de façon à associer à chacune des valeurs discrètes de l'angle de vilebrequin, une valeur de détection de la vitesse de chauffage. Les valeurs de détection de la vitesse de chauffage qui décrivent la forme de la vitesse de chauffage sont alors appliquées avec le rapport actuel air/carburant, le coefficient actuel de recyclage des gaz d'échappement et l'angle de vilebrequin au début de la combustion, comme grandeurs d'entrée du modèle servant à déterminer l'émission de matières polluantes. En subdivisant un nombre fini d'angles de vilebrequin et en calculant la vitesse de chauffage pour chacun de ces différents angles de vilebrequin, on obtient une détection précise de la vitesse de chauffage qui représente avec une précision suffisante la forme de la vitesse de chauffage. Sur le fondement de la copie précise de la forme de la vitesse de chauffage, on peut en outre avoir une description mathématique de la vitesse de chauffage servant à son tour de fondement au modèle décrivant l'émission de matières polluantes. Comme l'évolution de la combustion se décrit par la vitesse de chauffage, sa description précise permet également une détermination précise des émissions de matières polluantes.

L'utilisation du rapport carburant/air et du coefficient de recyclage des gaz d'échappement comme grandeurs d'entrée du modèle de l'émission de noir de fumées et d'oxydes d'azote NOx est avantageuse car on peut obtenir des rapports carburant/air correspondant au moins en partie, à la fois à une modification de la quantité de carburant et aussi à une modification du coefficient de recyclage des gaz d'échappement. La modification de la quantité de carburant entraîne toutefois un effet différent sur le comportement de l'émission de matières polluantes par le moteur à combustion interne et aussi la variation du coefficient de recyclage des gaz d'échappement de sorte que pour le modèle d'émission de matières polluantes, on tient compte à la fois du rapport carburant/air et aussi du coefficient de recyclage des gaz d'échappement comme grandeurs d'entrée. La vitesse de chauffage est une grandeur déduite de la pression du cylindre et servant à caractériser la combustion dans un moteur à combustion interne. Cela permet une réalisation très avantageuse que l'on mesure tout d'abord pour chaque valeur distincte de l'angle de vilebrequin par la pression d'un cylindre. On utilise avantageusement un capteur de pression pour effectuer la mesure, un tel capteur équipant généralement déjà les moteurs à combustion interne actuels. Selon un mode de réalisation avantageux, pour un moteur à combustion interne à plusieurs cylindres, on associe un capteur de pression à chaque cylindre. Pour chaque angle de vilebrequin, on saisit alors un ensemble de pressions de cylindre. Mais pour chaque cylindre, on peut déterminer sa capacité calorifique. De façon préférentielle, on détermine toutefois une valeur moyenne à partir des pressions de cylindre saisies pour un angle de vilebrequin et ensuite on détermine la vitesse de chauffage en fonction de cette valeur moyenne. Pour former le modèle, on peut en principe utiliser n'importe quel modèle appelé modèle MISO (modèle à entrées multiples et sortie unique). Selon un mode de réalisation préférentiel, on utilise comme proposition de modèle, notamment des polynômes. Le modèle à polynômes a l'avantage d'assurer une précision élevée pour la détermination des émissions de matières polluantes. En outre, les calculs à effectuer avec un modèle à polynômes sont réduits. Pour une précision plus élevée, on peut former le modèle avantageusement avec un polynôme du second ordre ou d'ordre supérieur mais cela nécessitera un plus grand nombre de valeurs de mesure. Augmenter la précision d'un modèle réalisé sous la forme d'un polynôme peut également se faire en utilisant la transformation box-cox à l'aide de laquelle on effectue par exemple une transformation logarithmique du polynôme. io Selon un autre mode de réalisation préférentiel, le modèle est réalisé par un réseau neuronal. Pour entraîner de façon aussi précise que possible le modèle servant à déterminer les émissions de matières polluantes notamment les émissions de noir de fumées et les émissions d'oxydes d'azote NOx, on mesure avantageusement les 15 grandeurs d'entrée et des grandeurs de sortie du modèle dans toute la plage des champs de caractéristiques du moteur à combustion interne. De façon avantageuse, on applique des procédés de recherches statistiques (procédés DOE). De manière avantageuse, on saisit seulement la pression 20 du cylindre pour 20 à 30 angles de vilebrequin à partir du début de la combustion et avec les valeurs saisies, on détermine les coefficients calorifiques. De manière particulièrement préférentielle, on détermine au plus 25 valeurs de détection pour les coefficients calorifiques. Cela donne une image suffisamment précise des parties caractéristiques de 25 la courbe calorifique. Cela est notamment vrai si les angles de vilebrequin correspondent à des valeurs équidistantes, par exemple si la pression du cylindre et les valeurs de détection des coefficients calorifiques se déterminent pour des angles de vilebrequin équidistants. De manière particulièrement avantageuse, l'angle de vilebrequin est 30 subdivisé en étapes équidistantes de 1° de sorte que la vitesse de chauffage sera détectée sur un intervalle de 25° à partir du début de la combustion. Même si la combustion se poursuit dans un intervalle plus long, englobant cet intervalle de 25°, on aura une détermination suffisamment précise des émissions de matières polluantes à l'aide du 35 modèle, car pour toutes les autres valeurs extérieures à l'intervalle, le caractère significatif de la vitesse de chauffage vis-à-vis de l'émission globale, diminue. En outre, de façon avantageuse, pour la détermination de la valeur de détection de la vitesse de chauffage, on détermine une valeur moyenne de la vitesse de chauffage par rapport à un intervalle associé à l'angle de vilebrequin. Notamment, dans le cas de pas relativement grands entre les angles de vilebrequin à prendre en compte, on aura néanmoins une précision suffisante. De façon avantageuse, on subdivise par exemple la plage de l'angle de vilebrequin entre le début de la combustion et la fin de la combustion en un certain nombre d'intervalles, et au moins par exemple pour les 20 ou 25 premiers intervalles, on détermine chaque fois une valeur moyenne des valeurs de détection des coefficients calorifiques. Ces valeurs moyennes seront alors utilisées comme grandeurs d'entrée du modèle.

Selon un développement avantageux, on utilise les émissions déterminées d'oxydes d'azote NOx et de noir de fumées comme valeurs repères pour déterminer la charge actuelle d'un filtre à particules de moteur Diesel ou d'un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx. En outre, le modèle permet de déterminer d'une manière particulièrement avantageuse le moment de la régénération d'un dispositif de post-traitement des gaz d'échappement tel que par exemple le catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx ou le filtre à particules. Dans le cas d'un moteur à combustion interne à plusieurs cylindres, on peut former une valeur moyenne des coefficients calorifiques pour chacun des différents cylindres. Cela signifie tout d'abord que pour chaque cylindre, on effectue une détection distincte de la vitesse de chauffage, c'est-à-dire pour chaque cylindre distinct, on mesure ou on détermine une valeur de détection correspondante de la vitesse de chauffage. Comme chaque valeur de détection de la vitesse de chauffage est associée à une valeur déterminée de l'angle de vilebrequin, on forme pour les différentes valeurs de l'angle de vilebrequin, la valeur moyenne des valeurs de détection mesurées ou déterminées les différents cylindres. Ces valeurs moyennes seront ensuite utilisées comme grandeurs d'entrée du modèle pour la détermination des émissions de matières polluantes. De façon avantageuse, sur le fondement de l'émission déterminée de matières polluantes, on forme au moins une grandeur de réglage servant à réguler le coefficient de recyclage des gaz d'échappement. Cela permet ainsi une régulation du recyclage des gaz d'échappement dans la chambre de combustion en fonction de l'émission actuelle de matières polluantes, par exemple de l'émission actuelle d'oxydes d'azote NOx. On influence ainsi de manière avantageuse les émissions de matières polluantes. Le procédé selon l'invention permet alors une régulation dite en boucle fermée du recyclage des gaz d'échappement. Selon un développement avantageux, sur le fondement de l'émission des oxydes d'azote NOx ou de noir de fumées ainsi déterminée, on forme au moins une grandeur de réglage pour la régulation du post-traitement des gaz d'échappement par l'unité d'exploitation. Le post-traitement des gaz d'échappement peut se faire avec un filtre à particules de moteur Diesel, d'un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx ou un catalyseur SCR.

Si le post-traitement des gaz d'échappement se fait à l'aide d'un filtre à particules Diesel, alors sur le fondement de l'émission de particules obtenue à l'aide du modèle (comme cela a été décrit ci-dessus), on détermine l'instant de la régénération de ce filtre à particules de moteur Diesel. Dans le cas d'un post-traitement des gaz d'échappement à l'aide d'un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx, on détermine l'instant de la régénération du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx sur le fondement de l'émission des oxydes d'azote NOx. Dans le cas d'un post-traitement des gaz d'échappement par un catalyseur SCR, on effectue la régulation sur le fondement de l'émission des oxydes d'azote NOx. Le problème posé par l'invention est également résolu par un appareil de commande du type défini ci-dessus, et qui comporte des moyens pour mettre en oeuvre le procédé. En particulier, l'appareil de commande comporte une unité d'exploitation pour exécuter le procédé de l'invention. L'appareil de commande pourra être programmé de manière appropriée. Le problème de l'invention est également résolu par un programme d'ordinateur programmé pour exécuter le procédé de l'invention. Le programme d'ordinateur représente également l'invention en tant que procédé qu'il exécute. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un mode de réalisation préférentiel d'un moteur à combustion interne pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, et - la figure 2 montre l'évolution d'une vitesse de chauffage au cours d'une combustion. Description d'un mode de réalisation préférentiel La figure 1 montre un mode de réalisation préférentiel d'un moteur à combustion interne 1. Le moteur à combustion interne 1 comporte un appareil de commande 5 pour la régulation et la commande (ou la gestion) du moteur à combustion interne 1. Le moteur à combustion interne 1 comporte en outre une unité de post-traitement des gaz d'échappement 2. Les gaz d'échappement du moteur à combustion interne 1 alimentent l'unité de post-traitement des gaz d'échappement 2 par une conduite 3.

Une unité d'exploitation 4 est reliée au moteur à combustion interne 1 vers l'unité de post-traitement des gaz d'échappement 2. Cette unité d'exploitation se trouve dans l'appareil de commande ou de gestion 5. Le moteur à combustion interne 1 comporte des capteurs ayant globalement la référence 6. Pendant le fonctionnement du moteur à combustion interne 1, ces capteurs saisissent le rapport À entre l'air et le carburant dans les gaz d'échappement, le coefficient de recyclage des gaz d'échappement et l'angle du vilebrequin au début de la combustion AivB. Les valeurs saisies sont transmises à l'appareil de commande 5 et notamment à l'unité d'exploitation 4.

A partir du début de combustion AivB, on détermine un ensemble d'angles de vilebrequin séparés par des étapes équidistantes. On sélectionne par exemple 25 étapes en commençant au début de la combustion et en les séparant chaque fois de 1°. On peut également envisager un grand nombre d'autres subdivisions. En mesurant l'angle de vilebrequin KW au début de la combustion, on obtient la première valeur de la division. Cela permet de décrire la forme de la vitesse de chauffage à l'aide d'un nombre fini de valeurs de l'angle de vilebrequin ; pour chacune des différentes 25 valeurs discrètes de l'angle de vilebrequin, on saisit une valeur de détection Qi de la vitesse de chauffage du moteur à combustion interne 1. L'angle de vilebrequin actuel se détermine par exemple à l'aide d'un capteur d'angle de vilebrequin. A l'aide d'un capteur de pression 7, on saisit en outre la pression d'un certain cylindre. Comme déjà indiqué, on peut également prévoir un ensemble de capteurs de pression de cylindre 7. On détermine alors les valeurs de détection correspondantes Qi des coefficients calorifiques. Cela peut se réaliser par exemple également à l'aide d'un programme approprié exécuté dans l'appareil de commande.

Dans le cas d'un ensemble de capteurs de pression, on peut tout d'abord déterminer pour chaque pression de cylindre, saisie associée à chaque cylindre, une vitesse de chauffage ou une valeur de détection Qi puis, déterminer une valeur moyenne des coefficients calorifiques correspondant aux angles de vilebrequin. On peut ainsi envisager de former tout d'abord une valeur moyenne des pressions de cylindre selon les angles de vilebrequin, puis de déterminer les vitesses de chauffage pour cette valeur moyenne et fournir ces informations au modèle. Les pressions dans les différents cylindres correspondant aux angles de vilebrequin, c'est-à-dire à chaque même angle de vilebrequin par rapport au début de la combustion dans le cylindre respectif. L'unité d'exploitation 4 de l'appareil de commande 5 détermine alors les émissions de matières polluantes à l'aide du modèle enregistré en mémoire dans l'appareil de commande 5 ; il s'agit par exemple de l'émission de noir de fumées et de l'émission d'oxydes d'azote NOx en application de la relation générale : [noir de fumées, NOx] = f (Qi, , AivB, À)

Comme grandeurs d'entrée du modèle, on utilise le coefficient d'air À c'est-à-dire le rapport entre l'air et le carburant, le coefficient de recyclage des gaz d'échappement, l'angle de vilebrequin KW1 au début de la combustion AivB et les valeurs de détection Qi des vitesses de chauffage HZ. Le modèle pour l'émission de noir de fumées et l'émission d'oxydes d'azote NOx est sous la forme d'un polynôme.

Sur le fondement des émissions de noir de fumées et d'oxydes d'azote NOx par le moteur à combustion interne 1 calculées à l'aide du modèle par l'unité d'exploitation 4, celle-ci détermine d'une part les grandeurs de réglage 8 pour la régulation de l'unité de post-traitement des gaz d'échappement 2 et d'autre part les grandeurs de réglage 9 pour la régulation du coefficient de recyclage des gaz d'échappement décrivant la fraction des gaz d'échappement recyclés dans le moteur à combustion interne 1 au niveau de la charge en gaz d'échappement du moteur à combustion interne 1. La grandeur de réglage 9 pour la régulation du coefficient de recyclage des gaz d'échappement agit par exemple de manière appropriée sur une soupape de recyclage des gaz d'échappement. La grandeur de réglage 9 pour le post-traitement des gaz d'échappement agit par exemple comme un post-traitement des gaz d'échappement pour une régénération de l'unité de post-traitement des gaz d'échappement 2.

La figure 2 est une représentation schématique de la courbe de la vitesse de chauffage HZ en fonction des angles de vilebrequin KW, KW1, KWi, KWn au cours de la combustion. L'angle de vilebrequin KW1 au début de la combustion constitue en même temps le repère du point initial de la division en étapes équidistantes avec un intervalle par exemple égal à 10. La subdivision de l'angle de vilebrequin KW se termine par la fin de la combustion portant la référence KWn. A titre d'exemple, pour les 20 ou 25 angles de vilebrequin comptés à partir du début de la combustion, mais éventuellement également pour tous les angles de vilebrequin compris entre le début de la combustion et la fin de la combustion, au cours du fonctionnement du moteur à combustion interne 1, on détermine une valeur de détection Qi des vitesses de chauffage HZ et cette valeur est appliquée comme grandeur d'entrée au modèle servant à déterminer les émissions de noir de fumées et d'oxydes d'azote NOx ; ainsi globalement, on détermine les émissions de matières polluantes en fonction de la vitesse de chauffage et ainsi également en fonction de la pression dans un cylindre. La pression dans un cylindre se détermine par le capteur 7 pour chaque angle de vilebrequin KWi et l'information est transmise à l'unité d'exploitation 4. L'unité d'exploitation 4 détermine alors une vitesse de chauffage associée. Cela peut se faire par exemple à l'aide d'un algorithme approprié permettant de déterminer la vitesse de chauffage en temps réel. Les vitesses de chauffage sont alors appliquées comme grandeurs d'entrée au modèle servant à déterminer les émissions de matières polluantes.20

Claims (1)

REVENDICATIONS

1 °) Procédé de détermination d'une émission de matières polluantes produites par le fonctionnement d'un moteur à combustion interne (1), caractérisé en ce que pendant le fonctionnement du moteur à combustion interne (1) : - pour des angles de vilebrequin (KWi), prédéfinis, on saisit chaque fois au moins une pression de cylindre, - on détermine une vitesse de chauffage (HZ) à partir des valeurs de détection (Qi) associées aux pressions de cylindre saisies, to - on applique les valeurs de détection (Qi) de la vitesse de chauffage (HZ) à un modèle prédéfini comme grandeurs d'entrée, - on saisit l'angle de vilebrequin associé au début de la combustion (AivB) et on l'applique comme valeur d'entrée au modèle, -on détermine un rapport air/ carburant (À) et on l'applique au modèle 15 comme grandeur d'entrée, - on détermine un coefficient de recyclage des gaz d'échappement et on l'applique au modèle comme grandeur d'entrée, et -à l'aide du modèle et en fonction des valeurs d'entrée, on détermine l'émission de matières polluantes. 20 2°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'émission de matières polluantes décrit : - une émission d'oxydes d'azote NOx, 25 - une émission de noir de fumées, ou -une émission d'oxydes d'azote NOx et une émission de noir de fumées. 3°) Procédé selon la revendication 1 ou 2, 30 caractérisé en ce qu' on saisit la pression dans les cylindres pour des angles de vilebrequin équidistants (KWi). 354°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les angles de vilebrequin (KWi) sont répartis selon des intervalles de 1°. 5°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour déterminer la valeur de détection (Qi) de la vitesse de chauffage (HZ), on détermine une valeur moyenne des vitesses de chauffage par rapport un intervalle associé à l'angle de vilebrequin (KW). 6°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on saisit une pression de cylindre pour chacun des 20 à 30 angles de vilebrequin, de préférence pour chacun des 25 angles de vilebrequins, au moins à partir du début de la combustion et on détermine une valeur de détection de la vitesse de chauffage pour chaque angle de vilebrequin. 7°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on réalise le modèle par un polynôme du second ordre ou d'ordre supérieur. 8°) Procédé selon la revendication 7, 25 caractérisé en ce qu' on transforme le polynôme par une transformation de Box-Cox. 9°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' 30 on réalise le modèle avec un réseau neuronal. 10°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on détermine la charge d'une unité de post- traitement des gaz d'échappement (2) à l'aide de l'émission déterminée de matières polluantes. 11°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' le moteur à combustion interne (1) comporte plusieurs cylindres et on applique au modèle uniquement les valeurs moyennes des valeurs de détection (Qi) de la vitesse de chauffage (HZ) associée aux différents cylindres. 12°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que sur le fondement de l'émission obtenue de matières polluantes, on 15 détermine au moins une grandeur de réglage (8) pour réguler le coefficient de recyclage des gaz d'échappement. 13°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que 20 sur le fondement de l'émission déterminée de matières polluantes, on détermine au moins une grandeur de réglage (9) pour réguler l'unité de post-traitement des gaz d'échappement (2). 14°) Procédé selon la revendication 13, 25 caractérisé en ce que la grandeur de réglage (9) décrit un instant de régénération d'un filtre à particules de moteur Diesel ou d'un catalyseur à accumulateur d'oxydes d'azote NOx. 30 15°) Procédé pour commander et réguler le fonctionnement d'un moteur à combustion interne (1) à l'aide d'un appareil de commande (5) selon lequel le moteur à combustion interne (1) est équipé d'une unité de post-traitement des gaz d'échappement (2), et l'appareil de commande comporte une unité d'exploitation (4) et le moteur à combustion interne 35 (1) comprend des moyens (6) pour déterminer le rapport air/carburant 18 (À), le coefficient de recyclage des gaz d'échappement et l'angle de vilebrequin (KW 1) au début de la combustion (AivB), caractérisé en ce qu' à l'aide de l'unité d'exploitation (4), on détermine une émission de matières polluantes selon un procédé de l'une des revendications 1 à 14. 16°) Programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l'exécution des étapes du procédé selon les lo revendications 1 à 14 lorsque ce programme est exécuté sur un ordinateur, notamment sur l'appareil de commande (5) servant à la commande et à la régulation du fonctionnement d'un moteur à combustion interne (1). 15