FR3032745A1 - Procede et dispositif de commande de la quantite d'agent reducteur a injecter dans la conduite des gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne - Google Patents

Abstract

« Procédé et dispositif de commande de la quantité d'agent réducteur à injecter dans la conduite des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne » Procédé et dispositif de commande de la dose d'agent réducteur injectée par un système de dosage dans la conduite des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne en amont d'un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx dans les gaz d'échappement par le système de dosage. Une installation de commande détermine la dose de consigne nécessaire en agent réducteur et la dose réelle d'agent réducteur dosée effectivement et on compare la dose réelle injectée à la dose de consigne injectée d'agent réducteur. Selon le procédé on détermine une grandeur de correction à partir de la comparaison de la dose réelle et de la dose de consigne et on règle la quantité à injecter en tenant compte de la grandeur de correction.

Description

1 Domaine de l'invention La présente invention a pour objet un procédé de com- mande de la quantité d'agent réducteur à injecter par un système de dosage dans la conduite des gaz d'échappement d'un moteur à combus- tion interne en amont d'un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote, dans les gaz d'échappement, par le système de dosage d'une installation de commande déterminant la dose de consigne nécessaire en agent réducteur et la dose réelle d'agent réducteur dosée effectivement et on compare la dose réelle injectée à la dose de consigne injectée d'agent réducteur. L'invention a également pour objet un système de dosage d'une installation de post-traitement de gaz d'échappement pour commander la quantité d'agent réducteur à injecter, qui est dosée dans la conduite des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne en amont d'un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx contenus dans les gaz d'échappement, ce système comportant au moins une installation de commande, une conduite d'agent réducteur et un dispositif d'injection, consistant à déterminer la dose de consigne nécessaire d'agent réducteur et la dose réelle dosée effectivement de l'agent réduc- teur et à comparer la dose réelle à la dose de consigne de l'agent réduc- teur. Etat de la technique Les systèmes de post-traitement des gaz d'échappement de moteurs à combustion fonctionnant en mode maigre comportent des composants pour réduire les oxydes d'azote (NOx) pour respecter les limites de plus en plus strictes concernant la teneur en oxydes d'azote NOx. Une solution consiste à utiliser un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote qui, pendant le mode de fonctionnement en mode maigre, accumule provisoirement et en continu des oxydes d'azote pour les éliminer des gaz d'échappement. Pour la régénération, on règle un environnement réducteur dans les gaz d'échappement pour réduire les oxydes d'azote accumulés et dégager l'accumulateur pour un nouveau cycle d'accumulation. L'environnement réducteur peut se réaliser soit en réglant le moteur à combustion interne sur le mode de combustion riche du combustible, soit en dosant du carburant comme agent réduc- 3032745 2 teur dans les gaz d'échappement. Cette dernière solution a l'avantage de rendre la régénération du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx très largement indépendante du fonctionnement du moteur. De tels systèmes nécessitent un moyen de dosage particulier qui permet de 5 régler aussi précisément que possible la quantité de carburant à injec- ter dans les gaz d'échappement. Pour garantir un ajout non perturbé d'agent réducteur dans la conduite des gaz d'échappement, le document DE 601 05 917 T2 décrit un dispositif de diagnostique pour saisir diffé- 10 rents défauts d'un dispositif d'alimentation en agent réducteur et ser- vant à injecter un agent réducteur dans le catalyseur d'oxydes d'azote NOx équipant le système des gaz d'échappement. Le procédé consiste à saisir la pression de l'agent réducteur alimentant l'unité d'injection et qui, en combinaison avec la durée d'injection, donne la quantité de car- 15 burant à injecter. De plus, on saisit l'état effectif des gaz d'échappement, par exemple à l'aide de la concentration d'oxygène dans les gaz d'échappement. La quantité d'agent réducteur obtenue à partir de la pression peut être associée par des relations connues, à des valeurs de consigne déterminées de l'état des gaz d'échappement. Ces va- 20 leurs de consigne sont comparées aux valeurs effectives de l'état des gaz d'échappement et en cas d'écart, on conclut à un défaut du dispositif d'alimentation en agent réducteur. Mais le document ne décrit pas de moyen détaillé pour éliminer les écarts. Le document DE 60 2004 000 285 T2 décrit un procédé 25 de saisie d'un défaut de saisie d'agent réducteur fondé sur le rapport air/carburant. Ainsi, on détermine la quantité effective de carburant fournie comme agent réducteur en l'évaluant à l'aide du taux de variation du rapport air/carburant. Cette quantité évaluée est comparée à la quantité de consigne d'agent réducteur. En cas d'écart des deux va- 30 leurs, on saisit un défaut d'alimentation. La compensation du défaut d'alimentation n'est pas décrite dans ce document. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un pro- cédé et un système de dosage de la quantité d'agent réducteur à injecter 35 dans la conduite des gaz d'échappement avec une précision poussée.

3032745 3 Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de com- mande du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'on détermine une grandeur de correction à partir de la comparaison de la dose réelle et de 5 la dose de consigne et on règle la quantité à injecter en tenant compte de la grandeur de correction. L'invention a également pour objet un système de dosage du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comporte une unité de comparaison qui détermine une grandeur de correction à partir de la 10 comparaison de la dose réelle et de la dose de consigne et un dispositif de réglage de la quantité injectée en tenant compte de la grandeur de correction. Selon le procédé de l'invention, à partir de la comparai- son entre la quantité réellement dosée et la quantité de consigne, on 15 forme une grandeur de correction et à partir de celle-ci, on règle la quantité à injecter. Le système de dosage, comme indiqué ci-dessus, com- porte une unité de comparaison qui compare la dose réelle et la dose de consigne pour former une grandeur de correction. Le système de dosage 20 comporte également un dispositif de réglage qui règle la quantité injec- tée en tenant compte de cette grandeur de correction. Le procédé et le système de dosage selon l'invention per- mettent de compenser différents facteurs d'influence intervenant dans la quantité à injecter (ou dose à injecter), par le réglage, ce qui améliore 25 la précision du dosage. La fonction de réglage (encore appelée fonction de régulation) est avantageusement réalisée au moins en partie par l'installation de commande qui peut en outre assurer d'autres fonctions de commande et/ou de réglage. Les influences agissant sur la quantité à injecter peuvent être par exemple les influences de l'environnement 30 telles que la température ambiante, le type de carburant (viscosité et/ou densité) et par exemple variation de ces paramètres en fonction de la température et/ou pression d'alimentation. De plus, les influences peuvent influencer certains composants du système de dosage et ainsi sur la quantité injectée. Il peut s'agir par exemple des tolérances de fabrica- 3032745 4 tion et de précision, des effets du vieillissement, l'encrassage ou autre paramètre de ce type. Selon l'invention, il n'est pas indispensable de connaître les sources des influences perturbatrices, par exemple s'il s'agit de la 5 somme des écarts de plusieurs composants se traduisant par des im- précisions de mesure liées à des conditions de fabrication et/ou de vieillissement. La connaissance de la ou les sources peut néanmoins être avantageuse. La grandeur de correction peut résulter par exemple de la comparaison entre la valeur de consigne et la valeur réelle donnant un 10 écart de la grandeur de réglage en fonction de la relation calculée et/ ou de la combinaison à partir d'un tableau. La grandeur de réglage est ainsi, par exemple la quantité à injecter ou une grandeur liée à celle-ci. La grandeur de correction règle la grandeur de régulation de la quantité injectée (ou quantité à injecter). La règle de calcul peut varier, par 15 exemple, selon la stratégie de régulation et/ou la grandeur de réglage. On pourrait envisager en plus une extrapolation des grandeurs de correction sous certaines influences. La régulation selon l'invention permet une réduction appropriée des émissions pendant toute la durée de vie d'un véhicule automobile.

20 De façon préférentielle, selon l'invention, la dose réelle d'agent réducteur se détermine en fonction de la variation de volume de l'accumulateur de pression d'une unité accumulateur-pompe du système de dosage. Une telle détermination de la dose réelle est par conséquent possible, notamment dans un système de dosage comportant un 25 accumulateur de pression dans une unité accumulateur-pompe. La dose réelle peut se déterminer indépendamment de l'état des gaz d'échappement. En variante ou en plus, on peut déterminer la dose réelle en fonction du taux de conversion fourni par le capteur d'oxydes d'azote NOx installé en aval du catalyseur accumulateur d'oxydes 30 d'azote NOx. Le capteur d'oxydes d'azote NOx peut notamment déceler un sous-dosage d'agent réducteur à l'aide de l'installation de commande, car dans ce cas il n'y aura pas un taux de conversion suffisant des oxydes d'azote NOx dans les gaz d'échappement de sorte que l'on y détectera des oxydes d'azote NOx. On peut également envisager une 35 combinaison du taux de conversion fourni par le capteur d'oxydes 3032745 5 d'azote NOx et d'un ou plusieurs autres procédés pour déterminer la dose réelle. Si l'on détermine la dose réelle d'agent réducteur en fonc- tion de la variation du volume de l'accumulateur, une variante avanta- 5 geuse de l'invention consiste à déterminer la variation de volume de l'accumulateur de pression à partir de la pression initiale et de la pression finale sur la période de prélèvement. La période de prélèvement correspond par exemple à la durée d'une ou plusieurs opérations d'injection et elle se détermine avantageusement par l'installation de 10 commande. Pour déterminer la pression, on utilise de préférence un capteur de pression installé sur l'accumulateur de pression de l'unité accumulateur-pompe. C'est ainsi que l'on peut, par exemple utiliser un accumulateur à ressort comme accumulateur de pression qui permet d'obtenir le volume injecté à partir du volume connu de l'accumulateur 15 de pression et de la constante du ressort de l'accumulateur de pression en tenant compte des forces de frottement du guidage du piston. De façon avantageuse, à partir de la différence obtenue, on calcule le décalage du capteur de pression pour obtenir ainsi une mesure de pression plus précise que si l'on utilisait la pression absolue.

20 En variante ou en plus, par exemple pour des contrôles, on prévoit de déterminer la variation du volume de l'accumulateur à partir de la position de translation du piston de l'accumulateur en fonction de la pression. En installant un capteur inductif ou capacitif sur l'accumulateur de pression, on peut déterminer sans contact, la course 25 du piston et sa variation au cours de l'opération d'injection et ainsi ob- tenir le volume injecté. Cela permet de ne pas utiliser les mesures fournies par un capteur de pression, ce qui garantit la procédure, par exemple le contrôle d'une quantité à injecter obtenue à l'aide d'un capteur de pression.

30 On obtient d'une manière particulièrement simple, la dose de consigne en la déterminant à partir d'un champ de caractéristiques enregistrées dans l'installation de commande et dépendant de la vitesse de rotation et du couple. De façon avantageuse, on obtient de façon expérimentale ce champ de caractéristiques au préalable par des 35 essais et on l'enregistre dans l'installation de commande. On peut éga- 3032745 6 lement envisager qu'avec le procédé de l'invention et le système de dosage, en plus ou en variante, on dose du carburant dans la conduite des gaz d'échappement pour régénérer le filtre de particules diesel. Pour cela, on détermine un champ de caractéristiques particulier et on 5 l'enregistre dans l'installation de commande. De façon préférentielle, le dosage de la quantité à injecter se fait en prédéfinissant la différence de pression dans l'accumulateur de pression du système de dosage. Pour cela, on convertit la dose de consigne requise en une variation de volume de l'accumulateur et celle- 10 ci est convertie à son tour en une différence de pression en tenant compte de la constante de ressort du frottement et autres paramètres. En fonction de la pression initiale donnée, on pourra alors choisir une période de prélèvement pour que la soupape reste ouverte jusqu'à ce qu'une certaine pression finale correspondant à la différence de pres- 15 sion prédéfinie se soit réglée dans l'accumulateur. Comme autre possi- bilité, on peut déterminer la pression initiale dans l'accumulateur de pression (par exemple en utilisant un champ de caractéristiques, calculé ou enregistré) et la différence de pression requise sur une période de prélèvement constante. Cette pression initiale déterminée est ensuite 20 réglée dans l'accumulateur de pression et à partir de là, avec le capteur de pression et l'installation de commande, on dose l'agent réducteur dans la conduite des gaz d'échappement pendant la durée de prélèvement constante. En variante, pour prédéfinir la différence de pression avantageusement on dose la quantité à injecter en prédéfinissant la du- 25 rée d'ouverture du dispositif d'injection du système de dosage. Le dispo- sitif d'injection comporte un injecteur électromagnétique. D'une manière particulièrement simple, on enregistre la durée de commande en fonction de la pression d'injection dans un champ de caractéristiques déterminé de manière empirique et qui sont nécessaires pour avoir une 30 certaine quantité à injecter. En connaissant les données spécifiques de l'agent réducteur et/ou en les supposant, on peut calculer la durée de commande du dispositif d'injection. Pour avoir une montée en pression suffisamment rapide dans l'accumulateur de pression et fournir la dose de consigne requise, 35 il est avantageux de conduire la commande de la pompe de l'unité ac- 3032745 7 cumulateur-pompe pour que le piston de la pompe atteigne sa position de fin de course arrière par une course active. Cela est notamment vrai si la pompe est avantageusement une pompe à électroaimant de translation. La position de fin de course arrière constitue le point de butée 5 mécanique (encore appelé point MSP). Lorsqu'on atteint la position de fin de course arrière, la pompe peut transférer la quantité maximale possible par course active dans l'accumulateur de pression. Une autre possibilité pour avoir une montée en pression rapide dans l'accumulateur de pression consiste à augmenter la fréquence de corn- u) mande de la pompe. La pompe effectue ainsi plus de courses par une unité de temps et peut remplir plus rapidement l'accumulateur. Pour garantir que le piston de pompe arrive dans sa posi- tion arrière de fin de course, on le surveille de préférence par une analyse du signal de courant et/ou une analyse du signal de pression. Pour 15 l'analyse du signal de courant, on enregistre l'évolution du courant in- duit par le mouvement du piston de pompe et à partir de cette courbe on tire des conclusions concernant la vitesse du piston et notamment la vitesse rapportée au point MSP. En variante ou en plus, on peut enregistrer le signal de pression. Pour cela, on détecte le point MSP en fonc- 20 tion de l'oscillation dans la courbe de pression. Pour éviter la surcharge de l'installation de commande utilisée pour le dosage, on commande les opérations de la pompe par l'installation de commande pour que ces opérations ne chevauchent pas dans le temps, les opérations de dosage. Pour le reste, les opérations de 25 pompage peuvent se commander indépendamment des opérations de dosage. En particulier, dans le cas d'un système qui n'est pas sans fuite, on peut également pomper périodiquement sans événement de dosage pour maintenir une certaine pression dans l'accumulateur. Une commande avantageuse du dispositif d'injection con- 30 siste à alimenter la soupape du dispositif d'injection pendant la durée de commande de la soupape avec un courant d'ouverture et ensuite avec un courant de maintient, réduit d'au moins 10% par rapport au courant d'ouverture. Cette soupape est notamment une électrovanne et sa durée de commande est mise en corrélation avec la durée d'ouverture 35 selon un coefficient ou correspondant à cette durée d'ouverture. Le cou- 3032745 8 rant d'ouverture important se traduit par l'ouverture rapide de la soupape. Si, sous l'effet des conditions de l'environnement la soupape n'est pas complètement ouverte, on peut intégrer une amplification supplémentaire, par exemple, par une alimentation en tension, séparée, (par 5 exemple, un condensateur dans l'unité de commande de la soupape). Cette alimentation séparée applique sur une courte période, par exemple de 2-4 ms, une tension plus élevée se traduisant par une montée plus rapide du courant et ainsi une ouverture plus rapide de la soupape. Selon le développement de l'amplification, en fonction de la 10 tension d'amplification, on peut également avoir des courants d'ouverture plus importants. Le courant de maintien tient la soupape ouverte. A la suite, pendant la durée de commande de la soupape, on applique de préférence une tension négative, par exemple la tension négative de la batterie pour une désaimantation plus rapide de la bobine 15 électromagnétique de la soupape et ainsi une fermeture plus rapide. Pour la régulation de la quantité injectée, en cas d'écart entre la valeur réelle et la valeur de consigne, on adapte de préférence la quantité injectée en fonction de la variation de la durée d'ouverture du dispositif d'injection. En variante, on adapte la quantité injectée en 20 fonction de la variation de la pression, notamment de la pression initiale dans l'accumulateur de pression. Cette solution est particulièrement avantageuse dans le cas d'un système de dosage comportant une unité accumulateur-pompe car alors la pression en amont du dispositif d'injection est indépendante de la pression systématique d'un autre sys- 25 tème, par exemple subordonné, du véhicule par lequel on règle la pompe en fonction du système. On peut également envisager une combinaison des deux moyens, ce qui rend toutefois la régulation coûteuse. Des modes de réalisation avantageux de la régulation consistent à enregistrer la grandeur de correction de l'installation de 30 commande et/ou former différentes grandeurs de correction selon les conditions d'environnement et les enregistrer dans l'installation de commande. C'est ainsi que pour déterminer selon l'invention d'une grandeur de correction, on peut simplement utiliser celle-ci et corriger la dose de consigne à l'aide de la grandeur de correction. Une régulation 35 particulièrement précise s'obtient si on enregistre différentes grandeurs 3032745 9 de correction, en fonction des différents états de fonctionnement ou zones d'état de fonctionnement du moteur à combustion interne, par exemple en fonction de la vitesse de rotation ou du couple. Cette détermination d'une grandeur de correction selon le procédé de l'invention 5 peut également se faire, par exemple en vérifiant à chaque opération de dosage et en compensant par une surscription avec des grandeurs de correction obtenues et en cas de variation, par exemple sous l'effet du vieillissement des composants du système de dosage ou du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx.

10 Cela permet une régulation expert. On peut également fournir les grandeurs de correction au moins à certains intervalles ou en fonction d'événements, tels que par exemple une révision. Si, dans un cycle d'injection il n'y a pas de comparaison valeur réelle / valeur de consigne et formation consécutive d'une grandeur de correction, la ré- 15 gulation peut néanmoins prendre des grandeurs de correction déjà en- registrées et effectuer une correction de la dose de consigne. En fonction de l'enregistrement d'une ou plusieurs grandeurs de correction, on peut également envisager, par la comparaison entre la valeur réelle et la valeur de consigne, d'évaluer l'écart et si celui-ci est par exemple encore 20 dans une certaine plage de tolérance, on peut émettre un message de défaut qui indique un défaut du système. En tant que tel, il peut par exemple en résulter que la soupape de la quantité injectée se bloque et qu'il n'est plus possible de réguler la quantité à injecter. D'une manière particulièrement avantageuse, le procédé 25 selon l'invention s'applique à un système de dosage comportant une unité accumulateur-pompe avec une pompe et un accumulateur de pression. De façon préférentielle, le système de dosage a en outre des composants tels que par exemple un clapet anti-retour ou plusieurs capteurs de pression.

30 Dessins La présente invention sera décrite ci-après, à l'aide d'exemples de procédés et de systèmes de commande de la quantité d'agent réducteur à injecter dans un système de gaz d'échappement représentés dans les dessins annexés dans lesquels : 3032745 10 la figure 1 montre un schéma d'un système de dosage selon l'invention pour la mise en oeuvre du procédé intégré dans un système global, la figure 2 est un schéma par blocs montrant la fourniture de la 5 quantité à injecter sans régulation, les figures 3a, 3b montrent un schéma par blocs d'une régulation selon l'invention (figure 3a) par exemple représentant de manière plus simplifiée l'évolution de la pression dans le cas d'une régulation à pression variable (figure 3b), 10 la figure 4 montre les courbes du signal de pression et de courant d'une pompe d'une unité accumulateur-pression pour déterminer la position de fin de course enregistrée du piston de pompe, la figure 5 montre les courbes de tension de commande et de courant d'une soupape d'un dispositif d'injection pour une stratégie de 15 commander particulière, et la figure 6 montre la courbe du signal de courant d'une vanne du dispositif d'injection selon la durée de commande. Description de modes de réalisation du procédé et du système de commande selon l'invention 20 La figure 1 montre schématiquement un système de do- sage 3 selon l'invention pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention et son intégration dans le système global d'un véhicule automobile. Pour cela on a représenté d'autres sous-systèmes tels que le circuit basse pression 1 du carburant comportant un réservoir de carburant 25 10 et un moteur à combustion interne 2 ; le moteur à combustion in- terne 2 selon le présent exemple est un moteur diesel. Le circuit basse pression 1 est en aval du système de dosage 3. En aval du moteur à combustion interne 2, il y a un système de gaz d'échappement 4 avec une conduite de gaz d'échappement 40 qui transfère les gaz 30 d'échappement dégagés par le moteur à combustion interne 2 à travers une installation de post-traitement des gaz d'échappement 44. L'installation de post-traitement des gaz d'échappement 44 comporte un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx, 44.1 et en aval de celui-ci, un filtre à particules diesel 44.2 (DPF). D'autres composants sont 35 représentés pour être installés dans l'installation de post-traitement des 3032745 11 gaz d'échappement 44 ainsi qu'un catalyseur d'oxydation. On peut également envisager un système global avec un moteur à essence fonctionnant en mode maigre et une installation de post-traitement des gaz d'échappement 44 qui peut également comporter un catalyseur accu- 5 mulateur d'oxydes d'azote NOx 44.1. La conduite des gaz d'échappement 40 comporte différents capteurs, tels que des capteurs de température 42, un capteur d'oxydes d'azote NOx 43 pour la détection des oxydes d'azote contenus dans les gaz d'échappement en aval du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx 44.1 et un capteur de 10 différence de pression 41 associé au filtre à particules DFP 44.2. D'autres capteurs peuvent être prévus, par exemple au moins une sonde lambda. Une unité de commande 8 est en plus associée au système global ; cette unité de commande est reliée au composant électronique du système par l'intermédiaire de lignes de transmission de 15 signaux. La structure du système de dosage 3 correspond pour ses composants essentiels, au système de dosage du document DE 10 2012 204 385 A 1 de la demanderesse. Le système de dosage 3 sert à doser du carburant (dans le présent exemple il s'agit de gazole) 20 comme agent réducteur dans les gaz d'échappement en amont du cata- lyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx 44.1 pour le dispositif d'injection 35. Egalement, on utilise l'agent réducteur pour régénérer le filtre à particules DPF 44.2. Pour le dosage, le dispositif d'injection 35 du système de dosage 3 comporte, par exemple un injecteur orienté vers 25 la conduite des gaz d'échappement 40 et qui est une soupape électro- magnétique ou une soupape comparable (par exemple une soupape piézoélectrique) avec une soupape qui, dans ce cas, est par exemple une soupape électromagnétique 35.1. L'injecteur électromagnétique permet une pulvérisation très fine de l'agent réducteur et ainsi une bonne ré- 30 partition dans le gaz d'échappement. Pour l'injection de l'agent réduc- teur, par le dispositif d'injection 35, il faut une pression plus élevée qui est au moins supérieure à la pression des gaz d'échappement et permet de doser une quantité suffisante d'agent réducteur, au niveau de la soupape dans la conduite des gaz d'échappement, pour sa pulvérisa- 35 tion. Les pressions sont, dans ce cas, supérieures à 10 bars, par 3032745 12 exemple 30 bars. La pression annoncée est fournie par l'unité de commande de pompe 30 reliée par une conduite de réduction de pression 34 au dispositif d'injection 35. L'unité accumulateur-pompe 30 est logé dans un boîtier 5 31 et comporte un accumulateur de pression 33 ainsi qu'une pompe 32 installée en amont de l'accumulateur de pression 33 dans la conduite d'agent réducteur 34. La pompe 32 est notamment une pompe électromagnétique à translation qui relève la pression du carburant prélevé dans le circuit basse-pression 1 à une pression élevée, nécessaire à 10 l'utilisation de l'agent réducteur. La pression de l'agent réducteur est réglée indépendamment de la pression totale. L'agent réducteur arrive dans l'accumulateur de pression 33 qui est ici un accumulateur à ressort à travers une soupape anti-retour 34.1. On pourrait également utiliser d'autres systèmes d'accumulateur de pression, par exemple un 15 accumulateur hydraulique. L'accumulateur de pression 33 maintient un niveau de pression de l'agent réducteur grâce à un piston 33.1 muni d'un ressort de piston 33.2. Un capteur de pression 33.3 est en outre associé à l'accumulateur de pression 33. Ce capteur mesure la pression de l'accumulateur et la transmet à l'installation de commande 36 du 20 système de dosage 3. Si le niveau de pression est en-dessous d'une va- leur de consigne déterminée, la pompe 32 permet de charger l'accumulateur de pression 33, c'est-à-dire d'augmenter sa pression. La pompe 32, l'accumulateur de pression 33 et le dispositif d'injection 35 ainsi que, le cas échéant d'autres composants du système de dosage 3 25 sont reliés à l'installation de commande 36 par une liaison de transmis- sion de données. L'installation de commande 36 est de préférence intégrée dans l'unité de commande 8 principale et comporte en outre un dispositif de réglage de régulation 58 avec une unité de comparaison 37. La figure 2 montre schématiquement une commande de 30 la quantité qu'il faut injecter, tout d'abord en régulation comme cela se fait de manière préférentielle par l'installation de commande 36. Comme grandeurs d'entrée, on dispose, par exemple, de la pression initiale 53 actuelle dans l'accumulateur, pression transmise par le capteur de pression 33.3 ainsi que de la dose de consigne 51 d'agent réducteur à 35 fournir aux gaz d'échappement. La dose de consigne 51 est obtenue à 3032745 13 partir d'un champ de caractéristiques dépendant de la vitesse de rotation et du couple, et qui est enregistré dans l'installation de commande 36. Ces et/ou le cas échéant d'autres grandeurs sont fournies à un moyen 54 qui détermine les grandeurs de réglage. Le moyen détermi- 5 nant les grandeurs de réglage 54 comportent par exemple des champs de caractéristiques empiriques et/ou des règles de calcul pour déterminer une grandeur de réglage 55 appropriée et obtenir la dose de consigne 51 requise. Le dispositif d'injection 35 est commandé de manière correspondante pour injecter la dose réelle 52 dans la conduite des gaz 10 d'échappement. On peut également envisager d'autres stratégies de commande, différentes, par exemple des stratégies avec une commande en fonction du temps ou de la pression. Dans le cas d'une stratégie avec une commande en fonction du temps, on commande la quantité à injec- 15 ter par la durée de la commande 76 (voir figures 5 et 6) comme gran- deur de réglage 55 du dispositif d'injection 35 pour ouvrir l'électrovanne 35.1 en fonction de la pression d'accumulateur, notamment de la pression initiale 53. On détermine la durée de commande 76 qui est nécessaire pour avoir une certaine quantité à injecter, en fonction de la 20 pression initiale 53 et du champ de caractéristiques obtenu de manière empirique. On pourrait également envisager un calcul. Dans le cas d'une stratégie avec une commande de pres- sion, cette commande se fait de préférence avec la différence de pression 61 (voir figure 3b) comme grandeur de réglage 55, cette différence résul- 25 tant de la pression initiale 53 et de la pression finale régnant dans l'accumulateur de pression 33 (après une période de prélèvement). La dose de consigne 51 requise est convertie en une différence de pression 61. On ouvre la soupape et dès que l'on atteint la pression finale pour former la différence de pression 61 souhaitée, on la referme. Pour cela, 30 il faut surveiller l'évolution de la pression pendant la période d'injection de préférence à l'aide de l'installation de commande 36. Selon la pression initiale 53 et/ou selon l'influence par les grandeurs d'influence dans cette stratégie, on aura des durées d'ouverture différentes de la soupape. On peut envisager l'émission d'un défaut dans le cas d'une 35 différence de pression 61, souhaitée, mais qui ne s'établit pas pendant 3032745 14 la durée maximale (prédéterminée). Par exemple, dans ce cas, il peut s'agir d'un défaut tel que le grippage ou le blocage de la soupape. Si la durée d'ouverture est maintenue constante, la commande de la quantité à injecter pourrait s'établir en utilisant la pression initiale 53 comme 5 grandeur de réglage 55. En modifiant la pression initiale 53 dans l'accumulateur de pression 33 on fait varier la quantité à injecter pour une durée d'ouverture de soupape constante de sorte que de cette manière on obtient des doses de consigne 51, différentes, dépendant de l'état de fonctionnement du moteur et ainsi des différences de pression 10 61, cohérentes pour une durée d'ouverture constante. La variation de la différence de pression 61 par l'augmentation de la pression initiale 53 est explicitée à la figure 3b. La possibilité de commander en se référant à la différence de pression 61 est notamment possible avec le système de dosage 3 comportant l'accumulateur de pression 33 et la pompe 32 15 propre au système et qui permet une commande découplée par rapport à la pression systématique subordonnée. La figure 3a est un schéma par blocs d'une régulation se- lon l'invention de la quantité à injecter à l'aide de l'installation de commande 36. La régulation est assurée par le dispositif de régulation 58 20 qui, de préférence, fait partie de l'installation de commande 36 ou est intégrée à celle-ci. Pour cela, on détermine tout d'abord une grandeur de réglage 55 comme à la figure 2. La grandeur de réglage 55 obtenue peut alors être transférée à un organe de régulation 58.1 qui constate si une grandeur de correction A dépendant également des conditions de 25 fonctionnement a déjà été déterminée. Dans ce cas, on prend de préfé- rence la grandeur de correction A dans la mémoire de grandeur de correction 57 qui comporte par exemple un tableau ou un champ de caractéristiques. La grandeur de réglage 55 est alors corrigée par la grandeur de correction A et la grandeur de réglage corrigée 55 est impo- 30 sée au dispositif d'injection 35. Ensuite, on détermine la dose réelle- ment injectée 52 par une procédure A, B ou C qui peut également combiner plusieurs procédés, par exemple pour vérifier. On peut également envisager d'autres procédures. Dans la procédure A on détermine la variation de volume 35 dans l'accumulateur de pression 33 à partir de la différence de pression 3032745 15 61 (différence entre la pression initiale et la pression finale pendant la période de prélèvement) et qui correspond à la dose réelle 52. Pour la procédure B, on détermine la variation de volume de l'accumulateur par la position de translation du piston 33.1 de 5 l'accumulateur indépendamment de la pression. Pour cela, on utilise un capteur inductif et/ou capacitif équipant l'accumulateur de pression 33 pour déterminer sans contact, la course pour une pression et ainsi le volume injecté. Dans le procédé C on détermine la dose réelle 52 en fonc- 10 tion du taux de conversion par un capteur d'oxydes d'azote NOx 43 ins- tallé en aval du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote 44.1. Comme pour les différentes procédures, la dose réelle 52 est calculée à partir de grandeurs différentes, il peut être intéressant de les effectuer au moins de temps en temps de façon partiellement redondante pour que ces pro- 15 cédures se plausibilisent les unes par rapport aux autres. On pourrait également envisager une mesure directe du débit, par exemple par MFC, mais cela nécessiterait des composants supplémentaires. La dose réelle 52 obtenue de cette manière est appliquée à l'unité de comparaison 37 pour une comparaison 50 entre la valeur de 20 consigne et la valeur réelle. Si l'on constate un écart, l'organe de régula- tion 58.1 adapte la grandeur de correction K ou la détermine de nouveau s'il n'y a pas déjà de grandeur de correction K. Pour cette détermination, on peut également utiliser la grandeur de réglage 55 déterminée à l'origine et qui n'est pas corrigée, pour l'appliquer le cas 25 échéant à l'organe de réglage 58.1 La grandeur de correction K est enre- gistrée dans la mémoire de grandeur de correction 57 dans laquelle elle peut déjà surscrire une grandeur de correction K précédemment enregistrée. On a ainsi une régulation expert, s'adaptant en permanence. Pour contrôler, on peut, le cas échéant, appliquer également la gran- 30 deur de réglage réelle 56 à l'organe de réglage 58.1. Dans le cas de la régulation présentée à la figure 3a, on peut également appliquer différentes stratégies comme par exemple celle correspondant aux stratégies de commande décrites en relation avec la figure 2. C'est ainsi que pour une régulation commandée en 35 fonction du temps, on peut avoir, par exemple une grandeur de réglage 3032745 16 55 corrigée pour la durée de commande 76 et la grandeur de correction K reliée à la durée de commande 76. Dans le cas d'une régulation commandée par la pression avec une durée d'ouverture constante, la grandeur de réglage 55 se corrige avec la grandeur de correction K de la 5 pression initiale avec une durée d'ouverture variable pour la différence de pression 61. La figure 3b est une représentation avec un axe de pres- sion 59 et un axe de temps 60 représentant l'effet d'une variation de la pression initiale 53 corrigée par une grandeur de correction K pour 10 avoir une pression initiale 53'. Si l'on règle celle-ci on aura une diffé- rence de pression 61' augmentée par rapport à la différence de pression 61 sur la même période. Dans le cas d'une régulation commandée en pression il peut être avantageux de plausibiliser la valeur de la pression. Si par exemple, la valeur du capteur de pression 33.3 est en de- 15 hors de la plage de mesure, un diagnostique permet un contrôle de défaut signalant alors un défaut. Pour la régulation selon l'invention, la pompe 32 doit remplir l'accumulateur de pression 33 suffisamment rapidement pour disposer du niveau de pression requis pour l'injection suivante, mais aussi du volume requis à la demande. On aura établi la 20 pression le plus rapidement si, pour chaque course, la pompe 32 atteint sa position de fin de course arrière pour le piston de pompe, c'est-à-dire atteint le point d'arrêt mécanique MSP. Ainsi, la pompe 32 demande la quantité maximale possible par course pour la renvoyer dans l'accumulateur de pression 33. En plus, en augmentant la fréquence de 25 la pompe on établira plus rapidement la pression. Les informations rela- tives découlent du signal de pression et du signal de courant détecté à haute fréquence de la pompe 32 comme le montre la figure 4. Le signal de pression de la pompe 32 est représenté dans le diagramme du haut avec l'axe de pression 59 en fonction du temps 60 permettant de voir le 30 niveau de pression établi par la pompe 32. Le diagramme inférieur cor- respond au signal du courant de pompe 66 en fonction de l'axe du temps 60. Le niveau du signal de courant dans le cycle d'injection de pompe 62 a un tracé caractéristique. On distingue notamment la branche pendant la durée de commande de la pompe 63 et la course de 35 retour 64 du piston de pompe. A partir du signal de pression et de cou- 3032745 17 rant on peut tirer des conclusions quant à la vitesse du piston et à sa position. Un procédé comme celui apparaissant pour le signal de courant de MSP est, par exemple, décrit dans la demande de brevet non publiée préalablement DE 10 2014 223 066 de la demanderesse. Le 5 point MSP se détecte en outre par l'oscillation du signal de pression comme cela apparaît dans le diagramme du haut à la figure 4. Pour détecter l'oscillation on peut utiliser un masque de bits selon lequel, pour le comportement en pression on fixe différentes bits qui correspondent chacun à une condition (par exemple les points d'inversion de la courbe 10 de pression). Si toutes les conditions sont satisfaites, on compare le masque de bits à un masque MSP défini préalablement. En cas de concordance, cela correspond à la détection MSP plus précisément de la position extrême 65 arrière. Pour un contrôle de plausibilité réciproque, on peut utiliser les deux procédés.

15 Si l'analyse du signal de courant et/ ou de pression per- met de constater que l'on n'a pas atteint le point MSP, côté commande on peut augmenter la durée de commande de la pompe et/ou la tension de commande. Augmenter la durée de commande de la pompe se traduit en ce que la pompe 32 doit exécuter la course maximale même aux 20 pressions les plus élevées (plus la pression est élevée dans l'accumulateur et plus lente sera la vitesse du piston). Augmenter la tension permet d'accélérer la montée de l'intensité et d'atteindre ainsi plus rapidement le niveau MSP. Une mesure supplémentaire pour une monté rapide de la pression consiste à augmenter la fréquence de la 25 pompe. Pour commander le dispositif d'injection dans la régulation selon l'invention, il est avantageux d'utiliser une commande dite de pic et de maintien. Une courbe de tension et de courant correspondante, données à titre d'exemple sont présentées à la figure 5. Le dia- 30 gramme du haut montre la tension de soupape 70 et le diagramme du bas montre le courant de soupape 71 en fonction de l'axe du temps 60. On a représenté chaque fois une durée de commande de soupape 76 qui est également subdivisée en une durée d'ouverture 74 avec fourniture d'un courant d'ouverture 72 et une durée de courant de maintien 75 35 pendant laquelle on applique un courant de maintien 73. Le niveau du 3032745 18 courant d'ouverture 75 se traduit par l'ouverture rapide de la soupape. Le courant de maintien réduit de plus de 50% dans cet exemple détaillé, suffit pour maintenir la soupape ouverte. On obtient un tel tracé pour le courant de soupape 71 par le cadencement correspondant de la tension, 5 par exemple par une modulation de largeur d'impulsion (voir dia- gramme supérieur). A la fin de la commande de la soupape, on applique la tension négative de la batterie pour une désaimantation rapide de la bobine et ainsi une fermeture rapide de la soupape. Pour la régulation, il faut en outre tenir compte de ce que 10 la durée de commande de soupape 76 ne correspond pas exactement à sa durée d'ouverture. Cela est présenté de manière explicite à la figure 6 par le signal de courant de soupape 77 en fonction de l'axe du temps 60. La figure explicite que la durée d'ouverture 78 de la soupape, pendant laquelle la soupape s'ouvre au moins sensiblement complètement, 15 est plus courte que la durée de commande 76 de la soupape. Cette in- fluence peut être corrigée par des coefficients, par exemple enregistrés dans un champ de caractéristiques de l'installation de commande 36. Le procédé selon l'invention avec la régulation utilisant une grandeur de correction K convient notamment pour son application 20 au système de dosage 3 qui comporte l'unité de stockage / pompage 30 décrite ci-dessus. Un tel système de dosage 3 offre de multiples stratégies de régulation, notamment par l'utilisation possible et/ou l'adaptation de la pression et/ou de la différence de pression 61. Cela se rapporte à la fois aux grandeurs de réglage et aussi à la possibilité de 25 déterminer la dose réelle 52. Les différents procédés possibles peuvent être exécutés de manière redondante pour un contrôle de plausibilité réciproque. Cela permet d'obtenir une précision élevée de la quantité à injecter en agent réducteur.

30 3032745 19 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 1 Circuit basse pression 2 Moteur à combustion interne 5 3 Système de dosage 4 Système de gaz d'échappement 10 Réservoir de carburant 30 Unité accumulateur-pompe 31 Boîtier 10 32 Pompe 33 Accumulateur haute-pression 33.1 Piston 33.2 Ressort de piston 33.3 Capteur de pression 15 34 Conduite d'agent réducteur 34.1 Clapet anti-retour 35 Dispositif d'injection / installation d'injection 35.1 Soupape électromagnétique 36 Installation de commande du système de dosage 3 20 37 Unité de comparaison Conduite de gaz d'échappement 41 Capteur de pression différentielle 42 Capteur de température 43 Capteur d'oxydes d'azote NOx 25 44 Installation de post-traitement des gaz d'échappement 44.1 Catalyseur accumulateur d'oxydes NOx 44.2 Filtre à particules / catalyseur DPF 50 Comparateur valeur réelle / valeur de consigne 51 Quantité de dosage réel / dose de consigne 30 52 Dosage réel avec la conduite de gaz d'échappement 53 Pression initiale 54 Moyen de détermination de la grandeur de consigne 55 Dispositif d'actionnement / Grandeur de réglage corrigée 57 Mémoire des grandeurs de correction 35 58 Dispositif de réglage 3032745 20 59 Axe de la pression 60 Axe du temps 61 Différence de pression 62 Cycle pompe-injection 5 63 Durée de commande de la pompe 64 Course de retour du piston réglable 66 Courant dans la pompe 70 Tension de la soupape 71 Courant de la soupape 10 72 Courant d'ouverture 74 Durée d'application du courant d'ouverture 75 Durée de courant de maintien 76 Durée de commande de la soupape 77 Signal de courant de la soupape 15 78 Durée d'ouverture de la soupape K Grandeur de correction 20

Claims (3)

1. REVENDICATIONS1°) Procédé de commande de la dose d'agent réducteur injectée par un système de dosage (3) dans la conduite des gaz d'échappement (4) d'un moteur à combustion interne (2) en amont d'un catalyseur accumula- teur d'oxydes d'azote NOx (44.1) dans les gaz d'échappement par le sys- tème de dosage (3) avec - une installation de commande (36) déterminant la dose de consigne nécessaire (51) en agent réducteur et la dose réelle (52) d'agent réducteur dosée effectivement et selon lequel - on compare la dose réelle injectée (52) à la dose de consigne (51) d'agent réducteur, procédé caractérisé en ce que - on détermine une grandeur de correction (K) à partir de la compa- raison de la dose réelle et de la dose de consigne, et - on règle la quantité à injecter en tenant compte de la grandeur de correction (K).
2. 2°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on détermine la dose réelle (52) d'agent réducteur en fonction de la va- riation de volume d'accumulation dans un accumulateur de pression (33) d'une unité accumulateur-pompe (30) du système de dosage (3) et/ou en fonction d'un taux de conversion déterminé par un capteur d'oxydes d'azote NOx (43) installé en aval du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx (44.1).
3. 3°) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu' on détermine la variation de volume d'accumulation dans l'accumulateur de pression (33) par la différence de pression (61) formée entre la pression initiale (53) et la pression finale de la période d'extraction et/ ou par la position de translation du piston d'accumulateur (33.1) en fonction de la pression. 3032745 22 4°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on détermine ou on a déterminé la dose de consigne (51) dans un champ de caractéristiques enregistré dans l'installation de commande 5 (36) et qui dépend de la vitesse de rotation et du couple. 5°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dosage de la quantité à injecter se fait en prédéfinissant une diffé- 10 rence de pression (61) dans l'accumulateur de pression (33) du système de dosage (3) ou une durée d'ouverture d'un dispositif d'injection (35) du système de dosage (3). 6°) Procédé selon la revendication 2, 15 caractérisé en ce que la commande d'une pompe (32) de l'unité d'accumulation-pompe (30) se conduit pour que le piston de la pompe (32) atteigne la position de fin de course arrière pour une course active. 20 7°) Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu' on surveille le fait que le piston de pompe atteint la position de fin de course arrière par une analyse du signal de courant et/ ou une analyse du signal de pression. 25 8°) Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu' on commande les opérations de pompage de la pompe (32) par l'installation de commande (36) pour que ces opérations ne se chevau- 30 chent pas en durée avec les opérations de dosage. 9°) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu' on alimente une soupape du dispositif d'injection (35) pendant la durée 35 de commande de soupape (76) avec un courant d'ouverture (72) et en- 3032745 23 suite avec un courant de maintien (73) réduit d'au moins 10% par rapport au courant d'ouverture (72). 10°) Procédé selon la revendication 5, 5 caractérisé en ce qu' on adapte la quantité à injecter en fonction de la variation de la durée d'ouverture (78) du dispositif d'injection (35) et/ou en fonction de la variation de la pression dans l'accumulateur de pression (33). 10 11°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on enregistre la grandeur de correction (K) dans l'installation de commande (36) et/ou on forme différentes grandeurs de correction (K) selon les conditions de l'environnement et on les enregistre dans l'installation 15 de commande (36). 12°) Système de dosage (3) d'une installation de post-traitement de gaz d'échappement (44) pour commander la quantité d'agent réducteur à injecter, qui est dosée dans la conduite des gaz d'échappement (4) d'un 20 moteur à combustion interne (2) en amont d'un catalyseur accumula- teur d'oxydes d'azote NOx (44.1) dans les gaz d'échappement, comportant au moins une installation de commande (36), une conduite d'agent réducteur (34) et un dispositif d'injection (35), selon lequel on détermine la dose de consigne nécessaire (51) d'agent 25 réducteur et la dose réelle dosée effectivement (52) de l'agent réducteur et on compare la dose réelle (52) à la dose de consigne (51) de l'agent réducteur, système caractérisé en ce qu'il comporte une unité de comparaison (37) qui détermine une grandeur de correc- 30 tion (K) à partir de la comparaison de la dose réelle et de la dose de con- signe, et - un dispositif de réglage (58) règle la quantité injectée en tenant compte de la grandeur de correction (K). 35 3032745 24 13°) Système de dosage (3) selon la revendication 12, caractérisé en ce qu' il comporte une unité accumulateur-pompe (30) comportant une pompe (32) et un accumulateur de pression (33). 5 14°) Système de dosage (3) selon la revendication 13, caractérisé en ce qu' on détermine la dose réelle (52) d'agent réducteur en fonction de la variation de volume de l'accumulateur de pression (33) de l'unité accumu- 10 lateur-pompe (30) du système de dosage (3) sur une période de prélèvement déterminée par l'installation de commande (36) et/ou en fonction d'un capteur d'oxydes d'azote NOx (43) installé en aval du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx (44.1) en combinaison avec le taux de conversion déterminé par l'installation de commande (36). 15 15°) Système de dosage (3) selon la revendication 14, caractérisé en ce qu' on détermine la variation de volume de l'accumulateur de pression (33) par la différence de pression (61) entre la pression initiale (53) et la 20 pression finale sur la période d'extraction ou par la position de transla- tion du piston accumulateur (33.1) en fonction de la pression. 25