FR2950654A1 - Procede de commande d'un moteur par regeneration exothermique d'un composant de post-traitement des gaz d'echappement - Google Patents

Abstract

On forme une valeur prévisionnelle de la température du composant (22) en fonction d'une augmentation de température résultant des réactions exothermiques pendant la durée du mode de fonctionnement BA2 du moteur (10) réglée pour la régénération. On compare la valeur prévisionnelle à un seuil supérieur (T_max) et on modifie la commande du moteur (10) en cas de dépassement du seuil (T_max) pour que la valeur prévisionnelle formée en tenant compte de la commande modifiée ne dépasse pas la valeur de seuil (T_max). On forme la valeur prévisionnelle en tenant compte du sens de variation de la température actuelle du composant (22).

Description

1 Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de commande d'un moteur à combustion interne comportant un système de gaz d'échappement avec des composants de post-traitement des gaz d'échappement stockant provisoirement des composants des gaz d'échappement et qui doivent être régénérés, procédé selon lequel - on forme une valeur prévisionnelle de la température des composants de post-traitement de gaz d'échappement en fonction d'une augmentation de température résultant des réactions exothermiques pendant la durée d'un mode de fonctionnement avec régénération du moteur à combustion, - on compare la valeur prévisionnelle à une valeur de seuil supérieure, et - on modifie la commande du moteur à combustion interne en cas de dépassement de la valeur de seuil de façon à ce que la valeur prévisionnelle tenant compte de la modification de la commande ne dépasse pas la valeur de seuil. L'invention concerne également un appareil de commande conçu pour commander un moteur à combustion interne, le moteur comportant un système de gaz d'échappement équipé de composants de post-traitement de gaz d'échappement stockant temporairement des composants du gaz d'échappement et qui doit être régénéré, l'appareil de commande formant une valeur prévisionnelle de la température du composant de post-traitement des gaz d'échappement en fonction d'une augmentation de la température produite sous l'effet des réactions exothermiques au cours de la durée d'application du mode de fonctionnement du moteur à combustion interne réglé pour la régénération, on compare la valeur prévisionnelle à une valeur de seuil supérieur, et on modifie la commande du moteur à combustion en cas de dépassement de la valeur de seuil pour que la valeur prévisionnelle formée en tenant compte de la commande modifiée ne dépasse pas la valeur de seuil.

2 Etat de la technique Les objets évoqués ci-dessus sont connus selon le document DE 101 08 720 Al. Pour le post-traitement des gaz d'échappement de moteurs à combustion interne on utilise de plus en plus des composants de post-traitement des gaz d'échappement tels que des catalyseurs et des filtres intégrés dans la conduite des gaz d'échappement pour convertir les composants à éliminer des gaz d'échappement tels que par exemple des produits nocifs limités et non limités par la réglementation ou encore les stocker de manière provisoire. Des exemples de tels catalyseurs sont les catalyseurs d'oxydation ou catalyseurs SCR (SCR = réduction catalytique sélective). Les exemples de composants de post-traitement des gaz d'échappement avec accumulation sont des filtres et des catalyseurs accumulateurs.

Les filtres et les catalyseurs accumulateurs sont périodiquement régénérés par un mode de fonctionnement régénération selon lequel on convertit la masse de matière accumulée en des composants acceptables des gaz d'échappement. A titre d'exemple il y a la régénération des filtres à particules ou la régénération d'un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx. Les composants de post-traitement de gaz d'échappement stockent provisoirement non seulement les composants des gaz d'échappement que l'on souhaite stocker intentionnellement mais également les composants des gaz d'échappement dont le stockage n'est pas souhaité. C'est ainsi que par exemple un support en céramique zéolithique tel qu'un catalyseur SCR ou un catalyseur d'oxydation peut stocker des quantités relativement importantes d'hydrocarbures imbrûlés. Dans ces cas également il est avantageux d'éliminer ces composants par le mode de fonctionnement en régénération pour aller au-devant d'un empoisonnement des composants. Un autre exemple d'un stockage non voulu est celui du souffre dans un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx dont il faut périodiquement enlever le souffre. Un tel mode de régénération se fait de manière caractéristique avec des gaz d'échappement à température élevée pour

3 des réactions chimiques permettant d'évacuer ou de convertir les produits emmagasinés. Cela est vrai de la même manière pour l'élimination du souffre d'un catalyseur accumulateur ou pour une régénération de filtre à particules.

Dans le cas des moteurs à combustion utilisés en mode non stationnaire comme par exemple dans les véhicules automobiles, il est particulièrement difficile de maintenir constante la température de la veine massique des gaz d'échappement arrivant dans les composants de post-traitement des gaz d'échappement, dans la plage souhaitée. Il est particulièrement critique d'avoir à maintenir de tels composants généralement en dessous d'une température maximale pour éviter d'endommager les composants de manière irréversible. Eviter de tels dommages irréversibles est d'autant plus difficile que le procédé chimique se déroule au voisinage de cette température maximale pour activer les réactions souhaitées. Une difficulté supplémentaire est celle d'un mode de régénération lié à une réaction exothermique au niveau des composants de post-traitement des gaz d'échappement. Dans ce cas d'une part la réaction chimique de conversion de la matière accumulée et d'autre part la réaction chimique des composants des gaz d'échappement du moteur à combustion peuvent intervenir dans le mode de régénération. Un exemple caractéristique de réaction chimique de la matière accumulée est celui de la combustion des particules de noir de fumée dans un filtre à particules. Un exemple caractéristique d'une réaction chimique d'un composant des gaz d'échappement est la réaction des hydrocarbures imbrûlés dans un catalyseur d'oxydation en mode de chauffage. Le document DE 101 08 720 Al évoqué ci-dessus décrit un système de gaz d'échappement dont les composants de post-traitement des gaz d'échappement comportent un filtre à particules stockant temporairement des composants des gaz d'échappement et qui doivent être régénérés. Pour éviter une élévation de température plus que critique du filtre à particules au cours de la régénération on calcule une grandeur TF correspondant à la température atteinte par l'oxydation des particules de noir de fumée accumulées, et qui se ferait au cours de la régénération. Cette grandeur TF est appelée

4 « température prévisible » dans le document DE 101 08 720 Al et elle est comparée à une valeur de seuil. Si la température prévisible dépasse la valeur de seuil, on limite la teneur en oxygène des gaz d'échappement en intervenant sur la commande du moteur à combustion pour éviter que la température du filtre à particules n'atteigne des valeurs dépassant la valeur critique. Le document DE 101 08 720 Al montre ainsi notamment un procédé de commande d'un moteur à combustion comportant un système de gaz d'échappement équipé de composants de post- traitement des gaz d'échappement qui stockent provisoirement des composants des gaz d'échappement et qu'il faut régénérer. Dans ce document, le procédé comporte les caractéristiques suivantes : on forme une valeur prévisible d'une température des composants de post-traitement des gaz d'échappement en fonction d'une montée en température qui s'établit comme conséquence des réactions exothermiques pendant que le moteur à combustion interne fonctionne en régénération. La valeur prévisible est comparée à un tel seuil supérieur et la commande du moteur à combustion interne est modifiée lors du dépassement de la valeur de seuil pour que la valeur prévisible formée en tenant compte de la commande modifiée ne dépasse pas la valeur de seuil. A la fois selon l'invention et dans l'état de la technique selon le document DE 101 08 720 Al, on compare l'écart entre la température actuelle et une température maximale autorisée pour une montée en température prévisible résultant d'une régénération exothermique. Si la montée en température est inférieure à l'écart évoqué, la régénération pourra se dérouler de manière inchangée. Si en revanche la montée en température est supérieure à l'écart, on freine la montée en température en intervenant sur la commande du moteur à combustion. Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet un procédé du type défini ci-dessus caractérisé en ce que on tient compte du sens de variation de la température actuelle des composants de post-traitement des gaz d'échappement, lorsqu'on forme la valeur prévisionnelle. Ainsi, selon ce développement on tient compte de la 5 tendance actuelle de variation de la température des composants qui ne sont pas influencés par les réactions exothermiques et dont l'écart par rapport à la température maximale augmente ou diminue suivant son signe algébrique. La température peut être la température d'entrée des composants de post-traitement des gaz d'échappement. Dans le cas d'une température d'entrée des composants de post-traitement des gaz d'échappement qui diminue en cours de régénération, cela signifie que la veine massique des gaz d'échappement a un effet de refroidissement. En revanche une augmentation de la température d'entrée signifie que la veine massique des gaz d'échappement a un effet de chauffage.

La température peut être une température dans les composants de post-traitement des gaz d'échappement. Du fait des états de fonctionnement principalement non stationnaires, la température actuelle peut différer d'une valeur d'équilibre qui s'établirait comme conséquence des opérations à effet d'équilibrage de conduction thermique et de convection pour une durée prolongée de l'état de fonctionnement actuel. La température actuelle peut ainsi s'écarter de la valeur d'équilibre ou s'en rapprocher. Pour tenir compte de cet effet on suppose que la direction de cet effet de variation de température, résultant de l'histoire antérieure au point de fonctionnement actuel, sera conservée pendant une certaine durée. Ainsi on tient compte de ce que l'histoire antérieure applique un décalage à la courbe de température future, décalage qui augmente ou qui diminue l'écart par rapport à la valeur de seuil. En tenant compte de ce décalage et/ou de l'effet de refroidissement ou de chauffage, on augmente la fiabilité avec laquelle on peut éviter le dépassement de la valeur de seuil sans pour autant avoir à respecter des écarts de sécurité surdimensionnés par rapport à la température de la valeur de seuil. De tels écarts de sécurité augmenteraient la fréquence du non-déclenchement d'une régénération et/ou se traduiraient souvent par un arrêt prématuré des régénérations

6 ce qui diminuerait globalement la qualité du post-traitement des gaz d'échappement. Un développement préférentiel prévoit de former la valeur prévisionnelle en plus, en fonction d'une montée en température qui s'établit après un changement allant du mode de fonctionnement réglé pour la régénération à un autre mode de fonctionnement comme conséquence de réaction exothermique. Ce développement permet de tenir compte des faits de stockage exothermiques. Comme cela sera détaillé ultérieurement, on peut ainsi tenir compte de composants de la veine massique actuelle des gaz d'échappement avec un effet de réduction des réactions exothermiques ou encore de la capacité de stockage des composants de post-traitement des gaz d'échappement. En liaison avec les caractéristiques de l'invention telles que développées ci-dessus, cette réalisation permet une évaluation prévisionnelle relativement précise d'un effet de la régénération sur la température et qui n'apparaît seulement qu'après la régénération. L'invention améliore la conduite du procédé de régénération en ce qu'il permet d'éviter les pointes de température non souhaitables résultant des régénérations exothermiques. Il est avantageux que la suppression des pointes de température réussisse sans avoir à prendre en compte pour cela, d'excursions de température trop importantes vers le bas. Le développement ci-dessus et les développements évoqués ci-après améliorent cet avantage et permettent ainsi de régénérer un composant de post-traitement des gaz d'échappement à une température proche de la température de la valeur supérieure de seuil même dans le cas de réactions exothermiques et en mode de fonctionnement non stationnaire.

La prévision plus précise de la température maximale prévisible permet d'assurer la libération du mode de régénération précisément si l'on s'attend à ce que la régénération se fasse sans dommage thermique des composants. Si après la libération, la régénération est lancée, un développement permet de faire un bilan de tous les composants

7 concernés et qui se traduisent par un mode de régénération avec variation de température, pendant le mode de régénération ou du moins en liaison chronologique avec celui-ci. Ainsi on peut calculer la température maximale prévisible à la fin du mode de régénération. Cela diminue fortement la probabilité d'atteindre ou de dépasser la température critique. Globalement, la commande du mode de régénération, décrite ci-dessus permet de se rapprocher de la température maximale critique et de travailler ainsi plus efficacement. En revanche on évite une libération inutile du mode de régénération qu'il faudrait arrêter à cause d'une température trop élevée avant d'avoir réalisé une régénération suffisante. On peut également éviter un arrêt inutilement anticipé du mode de régénération. La commande décrite dans le cas de la régénération de catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx dans les projets en cours se traduit par une amélioration significative de la sécurité de fonctionnement. Grâce à une meilleure stabilité de la capacité de nettoyage des gaz d'échappement des composants de post-traitement des gaz d'échappement on respecte des exigences même plus strictes que celles de la réglementation relative aux gaz d'échappement.

Dessins 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 l'environnement technique de l'invention, - la figure 2 montre la courbe de température d'un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote au cours d'un processus d'élimination du souffre, - la figure 3 montre un exemple de réalisation de l'invention concernant une régénération déjà en cours, - la figure 4 montre un exemple de réalisation de l'invention concernant une évaluation pour une régénération prévue mais non encore déclenchée. Description de modes de réalisation de l'invention De façon détaillée, la figure 1 montre un moteur à combustion interne 10 équipé d'un système de gaz d'échappement 12,

8 de capteurs 14 détectant les paramètres de fonctionnement du moteur, un montage 16 avec des actionneurs pour influencer les paramètres de fonctionnement du moteur 10 ainsi qu'un appareil de commande 18. Le système des gaz d'échappement 12 dans le mode de réalisation représenté comporte un catalyseur d'oxydation 20, un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx 22 ainsi que chaque fois un capteur de température 24 et un capteur de gaz d'échappement 26 installés entre le catalyseur d'oxydation 20 et le catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote 22.

L'appareil de commande 18 traite les grandeurs caractéristiques du moteur à combustion interne 10 fournies par les capteurs 14 et les capteurs 24 et 26 pour former et fournir des grandeurs de réglages destinées à commander le montage 16 comprenant les actionneurs du moteur à combustion interne 10.

Pour le reste, l'appareil de commande 18 est conçu et notamment il est programmé pour mettre en oeuvre le procédé de l'invention et/ou un ou plusieurs de ses développements, c'est-à-dire assurer la commande du procédé. Les grandeurs caractéristiques ou paramètres de fonctionnement saisis par les capteurs sont par exemple la vitesse de rotation et la charge appliquées au moteur à combustion interne ; la charge dépend par exemple de la demande de couple provenant du conducteur et les signaux du capteur de température 24 et du capteur de gaz d'échappement 26 sous la forme d'un capteur sensible à l'oxygène avec une caractéristique de bande large ; elle permet de réguler différentes valeurs du coefficient lambda. Les grandeurs de réglage sont notamment les grandeurs influençant la masse et/ou la composition de la charge des chambres de combustion du moteur 10 c'est-à-dire en particulier les grandeurs de réglage des doses de carburant telles que la largeur des impulsions d'injection et des grandeurs de réglages des masses d'air ainsi que les signaux influençant l'étranglement et/ou la pression d'alimentation et/ou de recyclage des gaz d'échappement. Pour un moteur à combustion dont le mode de fonctionnement est uniquement déterminé par les demandes de couple,

9 la température des gaz d'échappement, par exemple dans le cas d'un moteur diesel, varie entre 150°C pour un fonctionnement en charge partielle, proche du ralenti, avec de faibles vitesses de rotation, et des valeurs dépassant juste 600°C que l'on atteint seulement à pleine charge aux vitesses de rotation élevées. Pour réaliser par exemple une élimination contrôlée du souffre du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote 22, il faut tenir sa température pendant plusieurs minutes dans une plage supérieure à 600°C et l'élimination du souffre suppose en outre une atmosphère réductrice pour les gaz d'échappement. La figure 2 montre l'évolution de la température d'un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx 22 comportant du platine, et qui subit une régénération en fonction du temps t pour éliminer le souffre. Le moteur à combustion 10 de cet exemple de réalisation est un moteur diesel. Le moteur à combustion 10 fonctionne alternativement selon un premier mode de fonctionnement BAI et un second mode de fonctionnement BA2. Le premier mode de fonctionnement est un mode de chauffage maigre, c'est-à-dire avec un coefficient d'air lambda supérieur à 1 et servant à augmenter la température du catalyseur. Ce mode de fonctionnement de chauffage est réalisé selon un développement par une augmentation produite intentionnellement de la température des gaz d'échappement. L'augmentation de la température des gaz d'échappement s'obtient par exemple en décalant l'injection dans le sens du retard ce qui dégrade le rendement et se traduit ainsi par une augmentation de la température des gaz d'échappement. Le second mode de fonctionnement est un mode de fonctionnement riche correspondant ici à une atmosphère réductrice des gaz d'échappement pour des coefficients d'air lambda inférieurs à 1. L'atmosphère réductrice des gaz d'échappement s'obtient par exemple par une post-injection retardée et dont la masse de carburant n'est pas transformée complètement dans la chambre de combustion. Ainsi, la teneur en CO dans les gaz d'échappement est par exemple de 2 % à 3 % pour une teneur résiduelle en oxygène de par exemple 0,5 %.

10 On remarque trois phases BA2 et au voisinage immédiat des trois phases BA2 il y a trois impulsions de températures 28, 30, 32 qui correspondent à un niveau de température de base de l'ordre de 630°C - 635°C. Le niveau de température de base est maintenu dans le fonctionnement dans les phases BAI. La température maximale autorisée T_max de cet exemple est égal à 700°C. Comme dans les phases BAI, le catalyseur accumulateur stocke de l'oxygène et que les gaz d'échappement contiennent également de l'oxygène résiduel dans les phases BA2, il y aura au cours de ce dernier mode de fonctionnement BA2, une transformation exothermique de l'oxygène accumulé et/ou l'oxygène résiduel des gaz d'échappement avec les composants réducteurs des gaz d'échappement tels que les hydrocarbures imbrûlés H2 et/ou CO. L'augmentation de température qui en résulte se produit pendant le mode de fonctionnement BAI et provisoirement après la commutation vers le mode de fonctionnement BAI. Le degré de l'élévation de température de l'exemple de réalisation présenté correspond globalement a une élévation allant jusqu'à environ 60°C et rapproche la température du catalyseur accumulateur 22 très près de sa température maximale autorisée, égale à 700°C. Un dépassement de cette température accélérerait le vieillissement du catalyseur 22 d'une manière non souhaitable. On peut subdiviser chaque impulsion de température en trois segments. Un premier segment est en corrélation avec la longueur de l'impulsion de fonctionnement en mode riche c'est-à-dire avec la durée au cours de laquelle le moteur à combustion 10 fonctionne respectivement dans le mode de fonctionnement BA2 et qui se caractérise par une augmentation pratiquement linéaire avec une première pente relativement plate. Ensuite on a un second segment dans lequel la température continue d'augmenter avec une pente initiale relativement plus importante pour ensuite atteindre une valeur maximale avec une pente décroissant progressivement. Le second segment commence chaque fois avec une inflexion dans la courbe de température qui marque le passage de la première pente plate à la seconde pente relativement accentuée et se termine chaque fois par le maximum local. La comparaison des trois impulsions de température

11 montre que la participation à la température pour le second segment correspond sensiblement à une valeur constante de l'ordre de 25°C à 30°C alors que la participation à la température du premier segment est proportionnelle à la longueur du premier segment. Chaque maximum se poursuit par un troisième segment au cours duquel la température redescend sensiblement au niveau de température de base. Le comportement de la température dans le premier segment, c'est-à-dire pendant que le moteur à combustion interne 10 fonctionne selon le second mode de fonctionnement BA2 également io appelé mode riche, assure l'élimination par des réactions exothermiques des composants réducteurs des gaz d'échappement tels que CO avec l'oxygène résiduel contenu dans les gaz d'échappement et l'oxygène des emplacements de stockage du catalyseur accumulateur 22. Dans le second segment au cours duquel il règne de 15 nouveau un excédent d'oxygène dans les gaz d'échappement, les emplacements accumulateurs d'oxygène du catalyseur accumulateur 22 reçoivent de nouveau de l'oxygène. Cette opération est également fortement exothermique. Pour un remplissage exothermique de la grande capacité constante d'accumulation de l'oxygène dans le 20 catalyseur accumulateur 22 on arrive à un décalage de température pratiquement constant. Dans le troisième segment, il n'y a pas de procédé exothermique et la température retombe à la valeur de l'équilibre non influencée par des influences exothermiques. 25 Pendant la phase de mode riche BA2, on réalise la régénération souhaitée du catalyseur accumulateur 22 dans une atmosphère réductrice des gaz d'échappement. On a des phases courtes avec une atmosphère réductrice de gaz d'échappement et d'évolution de température qui en résulte, par 30 exemple également dans le cas de brèves phases d'accélération. L'écart entre la température instantanée du catalyseur accumulateur 22 et de sa température maximale autorisée peut être ainsi relativement grand ou relativement petit. L'écart est par exemple petit à proximité du maximum d'une impulsion 28, 30, 32. La première impulsion 28 peut 35 être provoquée par exemple par une phase d'accélération. Si alors à

12 l'instant t = 850 s on déclenche une impulsion de régénération qui correspond à la seconde impulsion de température 30, cela se traduit apparemment par une montée excessive de la température car une augmentation de 50°C de la seconde impulsion 30 à la température de base d'environ 660°C régnant à l'instant t = 850 S, donnerait une température maximale d'environ 710°C et se trouverait ainsi au-dessus de la valeur maximale autorisée égale à 700°C pour la température des pièces. La hauteur des pointes de température augmente avec la durée des phases de fonctionnement en mode riche BA2. Cela apparaît directement à la figure 2. C'est pourquoi il serait avantageux d'évaluer la conséquence mesurable du mode de fonctionnement riche après celui-ci par une prévision faite sur un modèle et de revenir à temps, avant le dépassement prévisible de la température maximale dans le mode de chauffage non critique. Il serait également avantageux de ne passer en mode de régénération que si la durée prévisible du maintien de ce mode de fonctionnement est suffisamment longue pour assurer la conversion souhaitée de la matière accumulée sans arriver à proximité de la température maximale critique.

En référence au schéma fonctionnel de la figure 3 on décrira ci-après un exemple de réalisation de l'invention dans le cas où la régénération est déjà déclenchée. Les blocs correspondent respectivement à des structures de logiciel et/ou de circuit de l'appareil de commande 18 conçu selon l'invention et présentent ainsi à la fois l'invention sous la forme d'un procédé et sous la forme d'un dispositif. L'exemple de réalisation de la figure 3 calcule la température maximale prévisible dans le catalyseur accumulateur au cours d'un mode de régénération en cours. Dans un premier bloc 34 on détermine la température du catalyseur accumulateur 22 régnant à l'instant du déclenchement d'une régénération. La température des composants est saisie à un endroit ou encore elle est modélisée pour un endroit où se produira l'effet le plus complet des réactions exothermiques, c'est-à-dire à l'extrémité du catalyseur. Cette valeur est retenue au début du mode de régénération comme température initiale. Selon un développement, on compense la

13 modélisation en comparant avec le signal du capteur de température 24 de sorte que le modèle n'aura plus qu'à copier l'influence des procédés se déroulant dans le catalyseur. Cette température constitue ainsi la valeur de base pour former la valeur prévisionnelle.

A cette valeur de base on ajoute en continu l'augmentation de température produite par les réactions exothermiques au cours du mode de régénération. Pour cela, pendant la poursuite de la régénération, le bloc 36 forme en permanence l'intégrale de l'élévation de température occasionnée par les réactions exothermiques se déroulant pendant la régénération. Pour le calcul on modélise la quantité de chaleur dégagée au cours du mode de régénération par les réactions exothermiques et on intègre la variation de température qui en résulte. Cela est possible notamment lorsqu'on commute dans le mode de régénération BA2 avec une précision suffisante, ces commutations étant nécessaires seulement pour de courtes périodes par comparaison à l'inertie thermique du catalyseur. Pour la modélisation et l'intégration, l'appareil de commande 18 utilise selon un développement préférentiel, les données enregistrées qui donnent l'image de la teneur en composants réducteurs des gaz d'échappement dans le mode de fonctionnement BA2 selon les paramètres de fonctionnement. La teneur en composants oxydants des gaz d'échappement résulte du signal fourni par le capteur de gaz d'échappement 26. La combinaison 38 additionne la valeur actuelle respective de l'augmentation de température à la valeur de base.

En plus on additionne la variation de température décrite qui se produit après le retour du mode de fonctionnement BA2 dans le mode de fonctionnement BAI. Le bloc 40 modélise le décalage de température prévisible résultant de l'effet d'accumulation après un retour du mode de fonctionnement BA2 dans le mode de fonctionnement BAI. Comme déjà exposé, il s'agit d'un décalage dépendant de la capacité d'accumulation de l'oxygène et qui est ainsi pratiquement constant. Ce décalage est additionné dans la combinaison 42. On tient compte des variations de température liées aux variations du point de fonctionnement du moteur à combustion en ce

14 que l'on fixe la température d'entrée, mesurée ou modélisée dans les composants au début du mode de régénération. On additionne comme valeur supplémentaire la température d'entrée au regard de cette valeur pour tenir compte des influences par convection. La température d'entrée correspond alors à la valeur saisie par le capteur de température 24. Pour tenir compte de ces variations de températures, le bloc 44 est une modélisation des effets dans le sens du refroidissement ou du réchauffement par la veine massique des gaz d'échappement dans le catalyseur accumulateur 22. On détermine en permanence la différence entre la température d'entrée actuelle et la température d'entrée enregistrée dans le bloc 34 à l'instant du début de la régénération par le changement du mode de fonctionnement BA2. Une température d'entrée qui diminue en fonction du temps traduit un effet de refroidissement de la veine massique des gaz d'échappement alors qu'une température croissante en fonction du temps traduit un effet de chauffage. Cet effet est formé respectivement dans le bloc 44 en tenant compte d'une valeur de correction et dans le bloc 46 on applique cette valeur de correction par addition aux autres éléments de la température.

La valeur de la température que l'on obtient en sortie de la combinaison 46 est une valeur prévisible résultant de l'évolution de la température jusqu'alors, en tenant compte des effets d'accumulation exothermiques futurs et des influences par convection de la veine massique des gaz d'échappement. Cette valeur prévisionnelle est comparée dans le bloc 48 à la valeur de seuil T_max fournie par le bloc 50 ; cette valeur est encore inférieure à la température maximale à éviter. Si l'on arrête la valeur de seuil, on aura dans l'étape 52 un arrêt du mode de fonctionnement BA2 à un instant auquel la montée en température fondée sur les effets d'accumulation et qui devrait suivre, n'a pas encore entraîné un dépassement de la valeur maximale autorisée T_max. En d'autres termes : si la valeur prévisible ainsi calculée dépasse la valeur de seuil on arrête le mode de régénération. En tenant compte de tous les apports de chaleur dans le système jusqu'à la sortie du mode de régénération, on ne risque plus de dépasser la température maximale autorisée après l'arrêt.

15 Dans les procédés dans lesquels il faut prolonger le mode de régénération, l'influence de la convection sur l'élévation de température produite par des réactions exothermiques est déterminante. Dans ce cas, un autre développement prévoit que la participation à la température liée à la réaction exothermique contient un terme supplémentaire prenant en compte le dégagement de chaleur par convection. Alors que la figure 3 concerne une décision relative à l'arrêt d'une phase BA2 déjà en cours, la figure 4 montre un exemple de réalisation correspondant au cas où une décision concernant le déclenchement d'un passage du mode de fonctionnement BAI au mode de fonctionnement BA2, c'est-à-dire concernant le déclenchement du passage d'un mode de chauffage dans une atmosphère de gaz d'échappement oxydant dans un mode riche avec atmosphère réductrice des gaz d'échappement. Dans le bloc 54 on saisit en permanence la température du catalyseur accumulateur 22 par la saisie du signal du capteur de température 24. Dans l'étape 56 on calcule une augmentation prévisible de la température en se fondant sur une régénération en cours dans le mode de fonctionnement BA2, dans l'hypothèse d'une durée minimale prédéterminée de la phase de mode riche pour calculer la régénération. La durée minimale est dimensionnée de préférence pour qu'en plus du prélèvement d'oxygène dans le catalyseur accumulateur 22 on a également un prélèvement de quantités significatives de souffre accumulé. Un tel prélèvement de souffre se produit seulement avec un certain retard par rapport au prélèvement d'oxygène ce qui est confirmé en ce que de courtes phases de fonctionnement en mode riche qu'il faut arrêter pour des raisons de température, ne sont pas économiques à cause de la consommation de carburant liée au mode riche.

Cette durée minimale est en corrélation avec une valeur minimale de l'augmentation de température qui en résulte. Cette valeur minimale fictive prévisible à l'instant actuel est additionnée au point de combinaison 58 à la valeur de base fournie par le bloc 54. Dans l'étape 60, on modélise l'augmentation de température prévisible, liée au retour du mode de fonctionnement BA2 dans le mode de fonctionnement BAI

16 à cause des effets d'accumulation. Dans ces conditions le bloc 60 correspond au bloc 40 de la figure 3. Dans le bloc 62 on effectue une combinaison par addition à cet élément de température aux autres éléments de température.

Dans le bloc 64 on détermine le sens de variation de la température actuelle du catalyseur accumulateur 22. Selon un développement préférentiel, pour cela on forme et on exploite la dérivée en fonction du temps de la température actuelle du catalyseur accumulateur. La température actuelle est de préférence une valeur tenant compte des effets exothermiques et qui se calcule de façon analogue aux apports de température des blocs 36 et 40 de la figure 3. Cela permet de tenir compte des apports de température qui résultent des états de fonctionnement non stationnaires et qui ne sont pas anciens et pour lesquels on a eu des apports de température exothermiques et/ou par convection. La température actuelle revient ensuite à une valeur d'équilibre ce qui peut signifier un apport positif ou négatif dans la formation de la valeur prévisionnelle. La combinaison 66 combine cet apport aux autres apports de température. La somme des apports fournis par les blocs 54, 56, 60, 64 constitue la valeur prévisionnelle du maximum de la température dans une régénération prévue mais non encore déclenchée. Dans le bloc 68 on compare la valeur prévisionnelle à une valeur maximale T_max fournie par le bloc 70. Ce n'est que si la valeur maximale T_max n'est pas dépassée que la régénération sera libérée dans le bloc 72.

Dans l'exemple de réalisation de la figure 4, selon l'état de fonctionnement actuel du moteur à combustion, on calcule la quantité de chaleur qui sera libérée pendant le mode de régénération par les réactions exothermiques dans un intervalle de temps minimum nécessaire pour arriver à la régénération voulue. Pour calculer la température prévisible des composants à la fin de cette durée minimale on tient en outre compte de la variation de température liée à la variation passée de l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne c'est-à-dire du mode de fonctionnement non stationnaire. Cela consiste à tenir compte de la dérivée en fonction du temps de la température instantanée. En outre on tient compte de l'apport à la

17 variation de température résultant du changement d'état de fonctionnement passant du mode de fonctionnement instantané au mode de régénération et du changement du mode de régénération en retour dans le mode de fonctionnement instantané. Si la valeur prévisionnelle qui en résulte est inférieure à une température maximale autorisée, le mode de régénération sera demandé/libéré. La présente invention a été décrite très largement en référence à un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOX comme composant de post-traitement des gaz d'échappement. Mais il est évident que l'invention s'applique également en combinaison avec d'autres composants de post-traitement des gaz d'échappement pour lesquels on rencontre les effets de température en totalité ou en partie comme ceux décrits à l'aide de la figure 2. C'est ainsi que l'on rencontre tous les effets dans des catalyseurs à trois voies et/ou des catalyseurs d'oxydation possédant une capacité d'accumulation de l'oxygène et qui doivent être de temps en temps nettoyés de leur souffre. Une partie des effets se produit également dans le cas des filtres à particules de noir de fumées. Toutefois ceux-ci n'ont pas d'augmentation de température prononcée après le retour de la phase à atmosphère réductrice de gaz d'échappement jusqu'à la phase à atmosphère oxydante des gaz d'échappement car les filtres à particules n'ont pas de capacité importante pour stocker de l'oxygène.25 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 10 moteur à combustion interne 12 système de gaz d'échappement 14 capteur 16 montage d'actionneur 20 catalyseur d'oxydation 22 catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOX 24 capteur de température 26 capteur de gaz d'échappement 18 appareil de commande BAI premier mode de fonctionnement BA2 second mode de fonctionnement 28 impulsion de température 30 impulsion de température 32 impulsion de température20

Claims (1)

1. REVENDICATIONS1 °) Procédé de commande d'un moteur à combustion interne (10) comportant un système de gaz d'échappement (12) avec des composants de post-traitement des gaz d'échappement (22) stockant provisoirement des composants des gaz d'échappement et qui doivent être régénérés, procédé selon lequel - on forme une valeur prévisionnelle de la température des composants de post-traitement de gaz d'échappement (22) en fonction d'une augmentation de température résultant des réactions exothermiques pendant la durée d'un mode de fonctionnement avec régénération (BA2) du moteur à combustion (1 0) - on compare la valeur prévisionnelle à une valeur supérieure de seuil (T_max) et - on modifie la commande du moteur à combustion interne (10) en cas de dépassement de la valeur de seuil (T_max) de façon à ce que la valeur prévisionnelle tenant compte de la modification de la commande ne dépasse pas la valeur de seuil (T_max), procédé caractérisé en ce que on tient compte du sens de variation de la température actuelle des composants de post-traitement de gaz d'échappement (22) pour former la valeur prévisionnelle. 2°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on forme la valeur prévisionnelle en tenant compte en plus d'une augmentation de température produite par des réactions exothermiques après un changement consistant à passer du mode de fonctionnement en régénération (BA2) à un autre mode de fonctionnement (BAI). 3°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on forme la valeur prévisionnelle avant de déclencher une régénération et on ne déclenche pas le changement prévu de mode de 20 fonctionnement du moteur (10) à des fins de régénération en cas de dépassement de la valeur de seuil (T_max). 4°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on forme la valeur prévisionnelle pendant une régénération (BA2) en cours, et la mesure de limitation consiste à arrêter la régénération en cours par un changement de mode de fonctionnement. 5°) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que pour tenir compte du sens de variation et de la vitesse de variation on utilise la dérivée en fonction du temps et de la température actuelle du composant de post-traitement des gaz d'échappement. 6°) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que pour tenir compte du sens de variation et de la vitesse de variation on utilise la différence entre la température d'entrée actuelle du composant de post-traitement des gaz d'échappement et la température d'entrée du composant de post-traitement des gaz d'échappement à l'instant du déclenchement de la réaction. 7°) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on suppose une durée minimale du mode de fonctionnement (BA2) réglée pour la régénération et on forme l'augmentation de température correspondant à cette durée minimale. 8°) Appareil de commande (18) conçu pour commander un moteur à combustion interne (10), le moteur (10) comportant un système de gaz d'échappement (12) équipé de composants de post-traitement de gaz d'échappement (22) 21 stockant temporairement des composants du gaz d'échappement et qui doivent être régénérés, l'appareil de commande (18) formant une valeur prévisionnelle de la température du composant de post-traitement des gaz d'échappement (22) en fonction d'une augmentation de la température produite par des réactions exothermiques pendant la durée d'application du mode de fonctionnement (BA2) du moteur à combustion interne (10) réglé pour la régénération, on compare la valeur prévisionnelle à une valeur de seuil supérieure (T_max) et on modifie la commande du moteur à combustion (10) en cas de dépassement de la valeur de seuil (T_max) pour que la valeur prévisionnelle formée en tenant compte de la commande modifiée ne dépasse pas la valeur de seuil (T_max), appareil de commande (18), caractérisé en ce qu' il est conçu pour tenir compte du sens de variation de la température actuelle du composant de post-traitement des gaz d'échappement (22) pour former la valeur prévisionnelle. 9°) Appareil de commande (18) selon la revendication 8, caractérisé en ce qu' il est conçu pour commander le déroulement du procédé selon l'une des revendications 2 à 7.25