EP1831523A1 - Procede et systeme de commande d'un moteur diesel a richesse 1 - Google Patents

Procede et systeme de commande d'un moteur diesel a richesse 1

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EP1831523A1
EP1831523A1 EP05824661A EP05824661A EP1831523A1 EP 1831523 A1 EP1831523 A1 EP 1831523A1 EP 05824661 A EP05824661 A EP 05824661A EP 05824661 A EP05824661 A EP 05824661A EP 1831523 A1 EP1831523 A1 EP 1831523A1
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EP
European Patent Office
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intake manifold
pressure
engine
exhaust gas
control
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05824661A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Jacques Besnard
Jérôme GUILLET
Laurent Philippe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Renault SAS filed Critical Renault SAS
Publication of EP1831523A1 publication Critical patent/EP1831523A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/027—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/0275—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus the exhaust gas treating apparatus being a NOx trap or adsorbent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • F02D41/0055—Special engine operating conditions, e.g. for regeneration of exhaust gas treatment apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0406—Intake manifold pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0406—Intake manifold pressure
    • F02D2200/0408—Estimation of intake manifold pressure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the invention relates to a method and a system for controlling a diesel engine having in its exhaust line a nitrogen oxide trap gas aftertreatment system.
  • the invention aims more precisely the control of such a motor for a rich operation greater than 1.
  • Post-treatment systems are typically designed to reduce pollutant emission levels (such as nitrogen oxides (NOx), unburnt (HC), carbon monoxide (CO), particulates) in the gases. exhaust system of an internal combustion engine.
  • pollutant emission levels such as nitrogen oxides (NOx), unburnt (HC), carbon monoxide (CO), particulates
  • post-treatment systems operate in a discontinuous or alternative manner in that they alternate pollutant storage phases and trap regeneration phases (that is to say, conversion of stored pollutants into non-polluting substances).
  • nitrogen oxide trap also called NOx trap by the skilled person
  • NOx trap For a nitrogen oxide trap (also called NOx trap by the skilled person) to function properly and to limit the NOx emissions of a diesel engine, it is necessary to be able to ensure, alternately wealth greater than 1. This is actually to reduce the amount of nitrogen oxides adsorbed by the trap during operation of the engine lean mixture.
  • the quantity of reducing species (HC, CO, H 2 ) with respect to the quantity of oxidizing species (O 2 ) must be increased in the exhaust line of the engine diesel, upstream of the trap.
  • a technique conventionally used to make it possible to provide such a richness operation greater than 1, consists on the one hand in regulating the air flow admitted into the engine (use of an intake air flap) and on the other hand. on the other hand to inject into the cylinders of the engine an additional amount of fuel at the end of the cycle (injection commonly referred to as post-injection).
  • FIG. 1 shows the temperature of the exhaust gases, upstream of the turbine, as a function of the average effective pressure (PME) during a lean mixture operation (M P curve) and during a operating in mixture with richness 1 (curve M RI ).
  • PME average effective pressure
  • FIG. 2 shows the effect on the temperature and the smoke level at the exhaust of the control elements according to each of the two techniques mentioned above.
  • the implementation of the first technique (called conventional technique) is accompanied by an exhaust temperature of the order of 800 ° C (see histogram T A ), and a smoke level (histogram F A ) of the order of 3.5 FSN (FSN is the acronym for the English expression Filter Smoke Number designating the dimensionless index defining quantitatively the smoke emissions).
  • the implementation of the second technique (by reducing the postinjection) effectively reduces the exhaust temperature (decrease of the order of 40 ° C, to reach about 760 ° C, see histogram T B ), but is accompanied by an increase in the level of fumes (about 5
  • the invention aims to provide a method and a system for controlling a diesel engine that can meet this need.
  • the invention thus proposes, according to a first aspect, a control system of a diesel engine operating at a greater than 1, the engine comprising a nitrogen oxide trap disposed in its exhaust line and a circuit exhaust gas recirculation system comprising means for regulating the quantity of the exhaust gases injected into the intake manifold of the engine, the system being characterized in that it comprises means for controlling said regulation means adapted to Exhaust Gas Temperature Control
  • the regulation means are controlled by the control means as a function of the pressure of the gases in the intake manifold;
  • the intake circuit comprises an intake flap for regulating the intake air flow, characterized in that the control means take into account the pressure of the gases in the intake manifold, downstream of said flap admission;
  • the control means are controlled by the control means as a function of a control of the pressure of the gas in the intake manifold; - It comprises means for determining said control measure by calculating the difference between a pressure setpoint value in the intake manifold, and a significant value of the actual pressure in the intake manifold; said significant value of the actual pressure is determined by a pressure sensor disposed in the intake manifold;
  • the invention also relates to a vehicle comprising a system according to the first aspect of the invention.
  • the invention proposes a method of controlling a diesel engine in operation with a richness greater than 1 comprising a nitrogen oxide trap disposed in its exhaust line as well as a recirculation circuit for the exhaust gases.
  • exhaust system characterized in that the amount of exhaust gas injected into the engine intake manifold is suitably regulated to control the temperature of the exhaust gas.
  • Some preferred, but not limiting, aspects of this method are the following: the regulation of the quantity of the exhaust gas injected into the intake manifold of the engine is regulated as a function of the pressure of the gases in the intake manifold ;
  • the regulation of the quantity of the exhaust gases injected into the intake manifold of the engine is regulated as a function of a measure of control of the pressure of the gases in the intake manifold;
  • control measurement is determined by calculating the difference between a pressure setpoint value in the intake manifold and a significant value of the actual pressure in the intake manifold;
  • said significant value of the real pressure is obtained by means of a pressure sensor disposed in the intake manifold;
  • said significant value of the real pressure is estimated as a function of the engine operating point.
  • FIG. 3 represents the variation of the exhaust temperature as a function of the recirculation rate of the exhaust gases
  • FIG. 4 illustrates, in a manner similar to FIG. 2, the effects of the piloting proposed by the invention on the temperature and the level of exhaust fumes, compared with the respective conventional piloting and reduction of the post-injection.
  • FIG. 5 shows a system according to a possible embodiment of the invention.
  • FIG. 5 there is shown a system 1 according to a possible embodiment of the invention for controlling a diesel engine 18 for equipping a vehicle such as an automobile.
  • This system 1 is more particularly adapted to control the motor 18 in operation with a richness greater than 1.
  • the engine comprises an intake circuit 2 for supplying the engine 18 with air, a pressurized fuel circuit (not shown), and an exhaust line 3 for the gases.
  • the system comprises an engine control computer 14.
  • the injection of fuel into the engine cylinders is provided by injectors (not shown) opening into the combustion chambers and driven by the computer 14 from the fuel circuit.
  • the exhaust gas discharged into the exhaust line 3 passes through a post-processing device 10 of the nitrogen oxide trap (NOX trap) type.
  • NOX trap nitrogen oxide trap
  • a turbocharger comprises a compressor 4 disposed on the intake circuit 2 and a turbine 5 disposed on the exhaust line 5. Between the compressor 4 and the engine 18, the intake circuit 2 comprises a heat exchanger 6 for cooling the compressed air at the outlet of the compressor and thus increase its density, an air intake flap 13 controlled by the computer 14, and a pressure sensor in the intake manifold 17 connected to the computer 14.
  • the engine also comprises an exhaust gas recirculation circuit 7 (also called EGR circuit according to the acronym of the English expression Exhaust Gas Recirculation) for reintroducing exhaust gases into the intake circuit 2.
  • EGR circuit also called EGR circuit according to the acronym of the English expression Exhaust Gas Recirculation
  • the EGR circuit is connected on the one hand to the exhaust line 3, upstream of the turbine 5, and on the other hand to the intake circuit 12, at the intake manifold, downstream of the flap. air intake 13.
  • the EGR circuit 7 comprises means for regulating the quantity of the exhaust gas injected into the intake manifold of the engine 18, typically in the form of a valve 15 whose opening is controlled by the computer 14.
  • a flowmeter air 12 is mounted in the intake circuit 2, upstream of the compressor 4 of the turbocharger, to provide the computer 14 information relating to the actual flow rate of the intake air supplying the engine 1 8.
  • a temperature sensor 16 is mounted in the exhaust circuit 3, upstream of the turbine 5 of the turbocharger, to provide the computer 14 with information relating to the temperature of the exhaust gas.
  • the computer 14 comprises, in a conventional manner, a microprocessor or central unit, memory zones, analog / digital converters and various input and output interfaces.
  • the microprocessor of the computer comprises electronic circuits and appropriate software for processing the signals from the various sensors, deduce the engine conditions and generate the appropriate control signals to the various actuators controlled such as injectors.
  • injectors controlled such as injectors.
  • the action on the fuel injection post, controlled by the computer 14, is typically slaved by an error between a setpoint of richness of the exhaust gas, supplied to the computer 14, and a real wealth information of the exhaust gas (from for example a probe 1 1 disposed upstream of the trap NOx trap, for example a probe called UEGO according to the acronym of the expression Universal Exhaust Gas Oxygen).
  • control the temperature of the exhaust gas by controlling the regulating means 15 (typically EGR valve) of the quantity of the exhaust gas injected into the intake manifold of the engine. by recirculation in the exhaust gas recirculation circuit 7.
  • the regulating means 15 typically EGR valve
  • the use of the recirculation circuit actually makes it possible to increase the mass of air admitted into the cylinder of the engine 18.
  • the energy balance is more favorable to the technique according to the invention using the EGR circuit 7.
  • This energy balance is actually found distributed over a mass of gas (air and exhaust gas) introduced into the larger cylinder, and therefore results in a decrease in the exhaust gas temperature.
  • FIG. 3 shows the variation of the temperature of the exhaust gases as a function of the exhaust gas recirculation rate (or EGR rate) in the circuit 7. It can be seen that the temperature of the gases at the exhaust gas Exhaust decreases when this rate is increased (that is, when piloting the regulating means to inject a larger amount of exhaust gas into the engine intake manifold).
  • the regulation means (EGR valve 15) of the quantity of exhaust gas are controlled by the computer 14, for example by means of a control law derived from a table mapping the rate of EGR to be applied in order to comply with a target temperature of the exhaust gas, depending on the different operating points of the engine in richness greater than 1.
  • the EGR rate control means are controlled as a function of the gas pressure in the intake circuit 2, downstream of the air intake flap 13, and in particular the pressure of the gases in the intake manifold.
  • the calculator 14 comprises for this purpose means for carrying out a measure of control of the pressure at the intake, and for controlling, according to this control measure, the regulation means 15.
  • the computer 14 can perform said control measure by calculating the difference between a pressure setpoint value in the intake manifold, and a significant value of the actual pressure in the intake manifold.
  • said significant value of the real pressure can be determined by means of a pressure sensor 17 disposed in the intake circuit 2, downstream of the air intake flap 13.
  • said significant value of the real pressure can be determined by performing, with the aid of an estimator, an estimate of the actual pressure in the circuit 2 downstream of the flap 13 as a function of the point of engine operation.
  • the piloting according to the invention of the EGR regulating means makes it possible to substantially reduce the temperature of the exhaust gases and thus to obtain a much more acceptable temperature-smoke compromise.
  • control of the temperature of the exhaust gases makes it possible to guarantee the integrity of the components arranged in the exhaust line.
  • FIGS. 4 and 4 show the implementation of the invention on the temperature and the level of smoke at the exhaust, compared with the conventional and the conventional control respectively. injection discussed previously.
  • the implementation of the invention effectively makes it possible to reduce (even more) the exhaust temperature (decrease of the order of 50 ° C. to reach about 750 ° C. see TC histogram), but also to reduce the level fumes (about 2.5 FSN, FC histogram).
  • control described can be easily modified by those skilled in the art, in particular so that the control law for controlling the control means is derived from a table mapped according to other parameters that the pressure on admission.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de commande d'un moteur diesel en fonctionnement à richesse supérieure à 1 comprenant un piège à oxydes d'azote disposé dans sa ligne d'échappement ainsi qu'un circuit de recirculation des gaz d'échappement, caractérisé en ce que la quantité des gaz d'échappement injectée dans le collecteur d'admission du moteur est régulée de manière adaptée pour maîtriser la température des gaz d'échappement L'invention concerne également un système pour la mise en oeuvre du procédé, ainsi qu'un véhicule comportant un tel système.

Description

PROCEDE ET SYSTEME DE COMMANDE D'UN MOTEUR DIESEL A
RICHESSE 1
L'invention concerne un procédé et un système pour commander un moteur diesel disposant dans sa ligne d'échappement d'un système de post-traitement des gaz de type piège à oxyde d'azote.
L'invention vise plus précisément la commande d'un tel moteur pour un fonctionnement en richesse supérieure à 1.
Des systèmes de post-traitement sont typiquement prévus pour diminuer les niveaux d'émission de polluants (tels que les oxydes d'azote (NOx), les imbrûlés (HC), le monoxyde de carbone (CO), les particules) dans les gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne.
Ces systèmes de post-traitement fonctionnent de manière discontinue ou alternative en ce qu'ils alternent des phases de stockage des polluants et des phases de régénération des pièges (c'est-à-dire de conversion des polluants stockés en substances non polluantes).
Pour qu'un piège à oxydes d'azote (également dénommé NOx trap par l'homme du métier) puisse fonctionner correctement et limiter les émissions de NOx d'un moteur diesel, il est nécessaire de pouvoir assurer, de manière alternée un fonctionnement à richesse supérieure à 1 . Il s'agit effectivement de réduire la quantité d'oxydes d'azote adsorbée par le piège lors du fonctionnement du moteur en mélange pauvre.
Afin d'assurer un fonctionnement à richesse supérieure à 1 , la quantité d'espèces réductrices (HC, CO, H2) par rapport à la quantité d'espèces oxydantes (O2) doit être augmentée dans la ligne d'échappement du moteur diesel, en amont du piège.
Une technique classiquement utilisée pour permettre d'assurer un tel fonctionnement en richesse supérieure à 1 , consiste d'une part à réguler le débit d'air admis dans le moteur (utilisation d'un volet d'air à l'admission) et d'autre part à injecter dans les cylindres du moteur une quantité supplémentaire de carburant en fin de cycle (injection communément désignée par post-injection).
Mais, lors des phases de régénération, l'augmentation de la richesse pour atteindre une richesse cible et maintenir les performances du moteur (qui comme on vient de la voir est réalisée en combinant une limitation de la masse d'air introduite avec une augmentation de la charge en carburant par post injection) se traduit par une augmentation très importante de la température des gaz d'échappement.
On a représenté sur la figure 1 , la température des gaz d'échappement, en amont de la turbine, en fonction de la pression moyenne effective (PME) lors d'un fonctionnement en mélange pauvre (courbe MP) et lors d'un fonctionnement en mélange à richesse 1 (courbe MRI). Comme cela est apparent sur cette figure, on observe une température des gaz d'échappement nettement plus importante lors d'un fonctionnement en richesse supérieure à 1 que lors d'un fonctionnement en mélange pauvre.
Or cette augmentation trop importante de la température à l'échappement peut venir compromettre l'intégrité des composants disposés dans la ligne d'échappement (tels que turbocompresseur, collecteur, piège catalyseur, etc.).
Afin de limiter cette augmentation de la température, il a été proposé de diminuer la quantité de carburant injecté lors de la post injection, et de compenser l'écart de richesse en ajustant le débit d'air frais admis via le volet d'admission.
La diminution de la quantité de carburant post-injecté conduit cependant à un figeage thermique des réactions de post-oxydation dans les cylindres du moteur. Une telle solution présente alors l'inconvénient d'augmenter la quantité de fumées à l'échappement.
On a représenté sur la figure 2 l'effet sur la température et le niveau de fumées à l'échappement des pilotages selon chacune des deux techniques mentionnées ci-dessus. La mise en oeuvre de la première technique (dite technique classique) s'accompagne d'une température à l'échappement de l'ordre de 800°C (voir histogramme TA), et un niveau de fumées (histogramme FA) de l'ordre de 3,5 FSN (FSN étant l'acronyme de l'expression anglo-saxonne Filter Smoke Number désignant l'indice sans dimension définissant quantitativement les émissions de fumées).
La mise en œuvre de la seconde technique (par réduction de la postinjection) permet effectivement de réduire la température d'échappement (diminution de l'ordre de 40°C, pour atteindre environ 760°C ; voir histogramme TB), mais s'accompagne d'une augmentation du niveau de fumées (environ 5
FSN ; histogramme F6).
Du fait de l'augmentation du niveau de fumées à l'échappement, la solution consistant à diminuer la post-injection pour limiter la température à l'échappement n'est donc pas satisfaisante.
Il existe donc un besoin pour une commande de moteur diesel en fonctionnement à richesse supérieure à 1 qui permette de réduire la température des gaz à l'échappement, sans pour autant venir augmenter le niveau de fumées à l'échappement. L'invention vise à proposer un procédé et un système pour la commande d'un moteur diesel qui puisse répondre à ce besoin.
L'invention propose ainsi, selon un premier aspect, un système de commande d'un moteur diesel en fonctionnement à richesse supérieure à 1 , le moteur comprenant un piège à oxydes d'azote disposé dans sa ligne d'échappement ainsi qu'un circuit de recirculation des gaz d'échappement comportant des moyens de régulation de la quantité des gaz d'échappement injectée dans le collecteur d'admission du moteur, le système étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de pilotage desdits moyens de régulation adaptés pour contrôler la température des gaz d'échappement Certains aspects préférés, mais non limitatifs, de ce système sont les suivants :
- pour maîtriser la température des gaz d'échappement, les moyens de régulation sont pilotés par les moyens de pilotage en fonction de la pression des gaz dans le collecteur d'admission ; - le circuit d'admission comporte un volet d'admission pour réguler le débit d'air à l'admission, caractérisé en ce que les moyens de pilotage prennent en compte la pression des gaz dans le collecteur d'admission, en aval dudit volet d'admission ;
- les moyens de régulation sont pilotés par les moyens de pilotage en fonction d'une mesure de contrôle de la pression des gaz dans le collecteur d'admission ; - il comporte des moyens pour déterminer ladite mesure de contrôle en calculant l'écart entre une valeur de consigne de pression dans le collecteur d'admission, et une valeur significative de la pression réelle dans le collecteur d'admission ; - ladite valeur significative de la pression réelle est déterminée par un capteur de pression disposé dans le collecteur d'admission ;
- ladite valeur significative de la pression réelle est déterminée par un estimateur de la pression réelle, en fonction du point de fonctionnement moteur. L'invention concerne également un véhicule comportant un système selon le premier aspect de l'invention.
Selon un deuxième aspect, l'invention propose un procédé de commande d'un moteur diesel en fonctionnement à richesse supérieure à 1 comprenant un piège à oxydes d'azote disposé dans sa ligne d'échappement ainsi qu'un circuit de recirculation des gaz d'échappement, caractérisé en ce que la quantité des gaz d'échappement injectée dans le collecteur d'admission du moteur est régulée de manière adaptée pour maîtriser la température des gaz d'échappement.
Certains aspects préférés, mais non limitatifs, de ce procédé sont les suivants : - la régulation de la quantité des gaz d'échappement injectée dans le collecteur d'admission du moteur est régulée en fonction de la pression des gaz dans le collecteur d'admission ;
- la régulation de la quantité des gaz d'échappement injectée dans le collecteur d'admission du moteur est régulée en fonction d'une mesure de contrôle de la pression des gaz dans le collecteur d'admission ;
- on détermine ladite mesure de contrôle en calculant l'écart entre une valeur de consigne de pression dans le collecteur d'admission, et une valeur significative de la pression réelle dans le collecteur d'admission ;
- ladite valeur significative de la pression réelle est obtenue à l'aide d'un capteur de pression disposé dans le collecteur d'admission ;
- ladite valeur significative de la pression réelle est estimée en fonction du point de fonctionnement moteur.
D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de formes de réalisation préférées de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés.
Sur ces dessins, outre les figures 1 et 2 déjà discutées précédemment : - la figure 3 représente la variation de la température à l'échappement en fonction du taux de recirculation des gaz d'échappement ;
- la figure 4 illustre, de manière similaire à la figure 2, les effets du pilotage proposé par l'invention sur la température et le niveau de fumées à l'échappement, comparativement aux pilotages respectivement classique et par réduction de la post-injection.
- la figure 5 représente un système selon un mode de réalisation possible de l'invention.
En référence à la figure 5, on a représenté un système 1 selon un mode de réalisation possible de l'invention pour la commande d'un moteur diesel 18 destiné à équiper un véhicule tel qu'une automobile. Ce système 1 est plus particulièrement adapté pour assurer la commande du moteur 18 en fonctionnement à richesse supérieure à 1.
Le moteur comprend un circuit d'admission 2 assurant l'alimentation du moteur 18 en air, un circuit de carburant sous pression (non représenté), et une ligne d'échappement 3 des gaz.
Le système comprend un calculateur 14 de contrôle moteur L'injection du carburant dans les cylindres du moteur est assurée par des injecteurs (non représentés) débouchant dans les chambres de combustion et pilotés par le calculateur 14 à partir du circuit de carburant.
En sortie du moteur 18, les gaz d'échappement évacués dans la ligne d'échappement 3 traversent un dispositif de post-traitement 10 du type piège à oxydes d'azote (NOX trap).
Un turbocompresseur comprend un compresseur 4 disposé sur le circuit d'admission 2 et une turbine 5 disposée sur la ligne d'échappement 5. Entre le compresseur 4 et le moteur 18, le circuit d'admission 2 comprend un échangeur thermique 6 permettant de refroidir l'air comprimé à la sortie du compresseur et d'accroître ainsi sa masse volumique, un volet d'admission d'air 13 commandé par le calculateur 14, et un capteur de pression dans le collecteur d'admission 17 relié au calculateur 14.
Le moteur comporte également un circuit 7 de recirculation des gaz d'échappement (également dénommé circuit EGR selon l'acronyme de l'expression anglo-saxonne Exhaust Gas Recirculation) permettant de réintroduire des gaz d'échappement dans le circuit d'admission 2.
Le circuit EGR est connecté d'une part à la ligne d'échappement 3, en amont de la turbine 5, et d'autre part au circuit d'admission 12, au niveau du collecteur d'admission, en aval du volet d'admission d'air 13.
Le circuit EGR 7 comporte des moyens de régulation de la quantité des gaz d'échappement injectée dans le collecteur d'admission du moteur 18, typiquement sous la forme d'une vanne 15 dont l'ouverture est pilotée par le calculateur 14. Un debitmètre d'air 12 est monté dans le circuit d'admission 2, en amont du compresseur 4 du turbocompresseur, pour fournir au calculateur 14 des informations relatives au débit réel de l'air d'admission alimentant le moteur 1 8.
Un capteur de température 16 est monté dans le circuit d'échappement 3, en amont de la turbine 5 du turbocompresseur, pour fournir au calculateur 14 des informations relatives à la température des gaz d'échappement.
Le calculateur 14 comprend, de façon classique, un microprocesseur ou unité centrale, des zones mémoires, des convertisseurs analogiques/numériques et différentes interfaces d'entrée et de sortie. Le microprocesseur du calculateur comprend des circuits électroniques et les logiciels appropriés pour traiter les signaux en provenances des différents capteurs, en déduire les états du moteur et générer les signaux de commande appropriés à destination des différents actionneurs pilotés tels que les injecteurs. Dans le cadre de l'invention, afin de réaliser les phases riches pour un fonctionnement à richesse supérieure à 1 , on met classiquement en oeuvre, comme cela a été mentionné précédemment, un ajustement du débit d'air à l'admission et une injection d'une quantité supplémentaire de carburant en fin de cycle (post-injection). L'action sur le volet d'air 13 à l'admission, commandée par le calculateur
14, est ainsi typiquement asservie par une erreur entre une consigne de débit d'air, calculée en fonction du point de fonctionnement moteur et fournie au calculateur 14, et une information débit d'air réel (obtenue par exemple à l'aide du débitmètre d'air 12 à l'admission ou encore à l'aide d'un estimateur de débit d'air en fonction du point de fonctionnement moteur).
L'action sur la post injection de carburant, commandée par le calculateur 14, est typiquement asservie par une erreur entre une consigne de richesse des gaz d'échappement, fournie au calculateur 14, et une information richesse réelle des gaz d'échappement (provenant par exemple d'une sonde 1 1 disposée en amont du piège NOx trap, par exemple une sonde dite UEGO selon l'acronyme de l'expression anglo-saxonne Universal Exhaust Gas Oxygen).
Par ailleurs, on prévoit dans le cadre de l'invention de contrôler la température des gaz d'échappement en pilotant les moyens de régulation 15 (typiquement vanne EGR) de la quantité des gaz d'échappement injectée dans le collecteur d'admission du moteur par recirculation dans le circuit 7 de recirculation des gaz d'échappement.
L'utilisation du circuit de recirculation permet effectivement d'augmenter la masse d'air admise dans le cylindre du moteur 18. Ainsi, à iso-énergie apportée (et aux écarts de consommation près vis-à-vis de la technique classique pour un fonctionnement à richesse supérieure à 1 ), le bilan énergétique est plus favorable à la technique selon l'invention utilisant le circuit EGR 7. Ce bilan énergétique se retrouve effectivement réparti sur une masse de gaz (air et gaz d'échappement) introduite dans le cylindre plus importante, et résulte donc en une diminution de la température des gaz à l'échappement.
On a représenté sur la figure 3 la variation de la température des gaz à l'échappement en fonction du taux de recirculation des gaz d'échappement (ou taux d'EGR) dans le circuit 7. On constate que la température des gaz à l'échappement diminue lorsque ce taux est augmenté (c'est-à-dire lorsque l'on pilote les moyens de régulation 15 pour injecter une quantité plus importante de gaz d'échappement dans le collecteur d'admission du moteur).
Les moyens de régulation (vanne EGR 15) de la quantité de gaz d'échappement sont pilotés par le calculateur 14, par exemple au moyen d'une loi de commande issue d'une table cartographiant le taux d'EGR à appliquer pour respecter une température cible des gaz d'échappement, en fonction des différents points de fonctionnement du moteur en richesse supérieure à 1. Selon un mode de réalisation possible de l'invention, les moyens de régulation du taux d'EGR sont pilotés en fonction de la pression des gaz dans le circuit d'admission 2, en aval du volet d'admission d'air 13, et notamment de la pression des gaz dans le collecteur d'admission. Le calculateur 14 comporte à cet effet des moyens pour réaliser une mesure de contrôle de la pression à l'admission, et pour piloter, en fonction de cette mesure de contrôle, les moyens de régulation 15.
Le calculateur 14 peut réaliser ladite mesure de contrôle en calculant l'écart entre une valeur de consigne de pression dans le collecteur d'admission, et une valeur significative de la pression réelle dans le collecteur d'admission.
Selon un premier mode de réalisation possible, ladite valeur significative de la pression réelle peut être déterminée à l'aide d'un capteur de pression 17 disposé dans le circuit d'admission 2, en aval du volet 13 d'admission d'air.
Selon un deuxième mode de réalisation possible, ladite valeur significative de la pression réelle peut être déterminée en réalisant, à l'aide d'un estimateur, une estimation de la pression réelle dans le circuit 2 en aval du volet 13 en fonction du point de fonctionnement moteur.
Le pilotage selon l'invention des moyens de régulation de l'EGR permet de diminuer sensiblement la température des gaz à l'échappement et ainsi d'obtenir un compromis température-fumée beaucoup plus acceptable.
La maîtrise de la température des gaz d'échappement permet en particulier de garantir l'intégrité des composants agencés dans la ligne d'échappement.
De manière similaire à la figure 2, on a représenté sur la figure 4 les de la mise en œuvre de l'invention sur la température et le niveau de fumées à l'échappement, comparativement aux pilotages respectivement classique et par réduction de la post-injection discutés précédemment.
La mise en œuvre de l'invention permet effectivement de réduire (encore plus) la température d'échappement (diminution de l'ordre de 50°C, pour atteindre environ 750°C ; voir histogramme TC), mais également de réduire le niveau de fumées (environ 2,5 FSN ; histogramme FC).
Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux formes de réalisation décrites et représentées, mais l'homme du métier saura y apporter de nombreuses variantes ou modifications. En particulier, on comprend que le pilotage décrit peut être aisément modifié par l'homme du métier, en particulier pour que la loi de commande permettant le pilotage des moyens de régulation soit issue d'une table cartographiée en fonction d'autres paramètres que la pression à l'admission.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système (1 ) de commande d'un moteur diesel (18) en fonctionnement à richesse supérieure à 1 , le moteur comprenant un piège à oxydes d'azote (10) disposé dans sa ligne d'échappement (3) ainsi qu'un circuit de recirculation (7) des gaz d'échappement comportant des moyens de régulation (15) de la quantité des gaz d'échappement injectée dans le collecteur d'admission du moteur, le système étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de pilotage (14) desdits moyens de régulation adaptés pour contrôler la température des gaz d'échappement.
2. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que pour maîtriser la température des gaz d'échappement, les moyens de régulation sont pilotés par les moyens de pilotage en fonction de la pression des gaz dans le collecteur d'admission.
3. Système selon la revendication précédente dans lequel le circuit d'admission (2) comporte un volet d'admission (13) pour réguler le débit d'air à l'admission, caractérisé en ce que les moyens de pilotage prennent en compte la pression des gaz dans le collecteur d'admission, en aval dudit volet d'admission.
4. Système selon l'une des deux revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de régulation sont pilotés par les moyens de pilotage en fonction d'une mesure de contrôle de la pression des gaz dans le collecteur d'admission.
5. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour déterminer ladite mesure de contrôle en calculant l'écart entre une valeur de consigne de pression dans le collecteur d'admission, et une valeur significative de la pression réelle dans le collecteur d'admission.
6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite valeur significative de la pression réelle est déterminée par un capteur (17) de pression disposé dans le collecteur d'admission.
7. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce ladite valeur significative de la pression réelle est déterminée par un estimateur de la pression réelle, en fonction du point de fonctionnement moteur.
8. Véhicule, notamment véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un système selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.
9. Procédé de commande d'un moteur diesel (18) en fonctionnement à richesse supérieure à 1 comprenant un piège à oxydes d'azote (10) disposé dans sa ligne d'échappement (3) ainsi qu'un circuit de recirculation (7) des gaz d'échappement, caractérisé en ce que la quantité des gaz d'échappement injectée dans le collecteur d'admission du moteur est régulée de manière adaptée pour maîtriser la température des gaz d'échappement.
10. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la régulation de la quantité des gaz d'échappement injectée dans le collecteur d'admission du moteur est régulée en fonction de la pression des gaz dans le collecteur d'admission.
1 1. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'on détermine ladite mesure de contrôle en calculant l'écart entre une valeur de consigne de pression dans le collecteur d'admission, et une valeur significative de la pression réelle dans le collecteur d'admission.
12. Procédé selon la revendication 1 1 , caractérisé en ce que ladite valeur significative de la pression réelle est obtenue à l'aide d'un capteur (17) de pression disposé dans le collecteur d'admission.
13. Procédé selon la revendication 11 , caractérisé en ce ladite valeur significative de la pression réelle est estimée en fonction du point de fonctionnement moteur.
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