FR2782124A1 - Dispositif de commande d'injection de carburant pour moteur a combustion interne - Google Patents

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Abstract

Dans un dispositif de commande d'injection de carburant destiné à un moteur diesel (1) qui réalise une post-injection de carburant à partir d'une vanne d'injection de carburant (31 à 34) jusque dans un cylindre correspondant (11 à 14) pendant un temps de détente après une injection principale de carburant à partir de l'injecteur du carburant (31 à 34) jusque dans le cylindre (11 à 14) aux environs du point mort haut de compression, une unité de commande électronique (100) détermine, en tant qu'instant de post-injection, un instant auquel la température dans le cylindre (11 à 14) devient une température cible en faisant référence au point mort haut de compression conformément à la condition de fonctionnement du moteur diesel 1. L'unité de commande électronique (100) réalise une post-injection à l'instant de post-injection ainsi déterminé.

Description

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La présente invention se rapporte à un dispositif de commande d'injection de carburant destiné à un moteur à combustion interne.
Des catalyseurs de NOx de mélange pauvre sont souvent utilisés afin de réduire la concentration NOx (oxydes d'azote) dans les gaz d'échappement provenant des moteurs à combustion interne qui réalisent une combustion dans des conditions de mélange pauvre, par exemple, des moteurs diesel ou bien des moteurs à essence à combustion pauvre. Les catalyseurs de Nox de mélange pauvre se divisent principalement en des catalyseurs de NOx du type à réduction sélective, et des catalyseurs de NOx du type à réduction par occlusion.
Les catalyseurs du type à réduction sélective sont des catalyseurs qui réduisent ou décomposent les NOx en présence d'hydrocarbures (HC) dans une atmosphère à oxygène en excès, comprenant des catalyseurs obtenus en chargeant de la zéolite avec un métal de transition, tel que du cuivre (Cu) ou analogue, par l'intermédiaire d'un échange d'ions, des catalyseurs obtenus en chargeant de la zéolite ou de l'alumine avec un métal précieux, et analogue.
Pour qu'un catalyseur NOx du type à réduction sélective commande les émissions de NOx à un niveau désiré, il est nécessaire qu'une quantité appropriée d'hydrocarbures HC soit présente autour du catalyseur. Cependant, la quantité des hydrocarbures dans l'émission d'échappement est très faible pendant un fonctionnement normal des moteurs à combustion interne mentionné ci-dessus, de sorte qu'une quantité appropriée d'hydrocarbures HC doit être fournie au catalyseur de NOx du type à réduction sélective de manière à obtenir une réduction correcte de la quantité des NOx pendant un fonctionnement normal du moteur.
Les catalyseurs de NOx du type à réduction par occlusion sont des catalyseurs qui absorbent les NOx lorsque le rapport air-carburant de l'émission d'échappement circulant vers ceux-ci (émission d'échappement d'entrée) se trouve d'un côté pauvre, et qui libèrent des NOx lorsque la concentration en oxygène dans l'émission d'échappement d'entrée diminue. Fe façon caractéristique, des catalyseurs de NOx du type à réduction par occlusion sont préparés en chargeant un support d'alumine, par exemple, avec un métal précieux, tel que du platine (Pt) ou
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analogue et avec au moins une substance sélectionnée à partir de métaux alcalins comprenant du potassium (K), du sodium (Na), du lithium (Li), du césium (Cs) et analogue, et des alcalino- terreux comprenant du baryum (Ba), du calcium (Ca) et analogue, et des terres rares comprenant du lanthane (La), de l'yttrium (Y) et analogue.
Si un tel catalyseur de NOx du type à réduction par occlusion est disposé dans le système d'échappement d'un moteur à combustion interne qui réalise une combustion avec un mélange pauvre, le catalyseur de NOx du type à réduction par occlusion absorbe les NOx dans l'émission d'échappement pendant le fonctionnement normal du moteur car le rapport air-carburant pendant le fonctionnement normal du moteur se trouve du côté pauvre. Cependant, si l'introduction de l'émission de combustion de mélange pauvre vers le catalyseur de NOx du type à réduction par occlusion est poursuivie, la capacité d'absorption de NOx du catalyseur atteint finalement une saturation, de sorte que le catalyseur ne peut plus absorber davantage de NOx et, de ce fait, des NOx s'échappent. De ce fait, avant que la capacité d'absorption de NOx du catalyseur se trouve saturée, les NOx absorbés dans le catalyseur de NOx du type à réduction par occlusion doivent être réduits en N02 et libérés à partir du catalyseur afin de récupérer la capacité d'absorption de NOx, en basculant le rapport air-carburant de l'émission d'échappement circulant vers le catalyseur (émission d'échappement d'entrée) vers un côté riche de façon que la concentration en oxygène devienne extrêmement basse, à un instant prédéterminé précédent la saturation de la capacité d'absorption de NOx.
La post-injection de carburant est l'un des procédés permettant de fournir des HC à un catalyseur de NOx du type à réduction sélective ou bien de fournir une émission d'échappement riche en carburant à un catalyseur de NOx du type à réduction par occlusion. Dans le procédé de post-injection, après une injection de carburant principale à partir d'une soupape d'injection de carburant jusque dans un cylindre prédéterminé d'un moteur à combustion interne, une certaine quantité de carburant est injectée (post-injection) à partir de l'injecteur de carburant jusque dans le cylindre pendant le temps de détente ou d'échappement, de manière à décaler le rapport air-carburant de l'émission d'échappement vers le côté
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riche en carburant. Les hydrocarbures introduits par la post- injection sont reformés en hydrocarbures plus légers par la chaleur produite par la combustion dans le cylindre. Les hydrocarbures plus légers sont fournis, en même temps que le gaz de combustion, à un catalyseur de NOx du type à réduction sélective ou bien à un catalyseur de NOx du type à réduction par occlusion.
Le but de la post-injection de carburant dans un moteur à combustion interne n'est pas limité à la conservation de la capacité de réduction de la concentration en NOx d'un catalyseur de NOx de mélange pauvre disposé dans le système d'échappement.
Dans certains cas, une post-injection est exécutée afin d'augmenter la pression de charge d'un turbocompresseur, ou bien afin d'améliorer l'efficacité de réchauffage du catalyseur.
La demande de brevet japonais mise à la disposition du public n HEI 10-47 146 décrit une technologie destinée à optimiser le reformage des hydrocarbures introduits par la post- injection de carburant, en retardant progressivement l'instant de la post-injection conformément à des augmentations de la température d'un catalyseur de NOx du type à réduction sélective.
Cependant, si la température dans le cylindre est basse à l'instant des introductions de post-injection, les hydrocarbures dans le carburant post-injecté ne peuvent pas être reformés en hydrocarbures plus légers, de sorte que les hydrocarbures relativement lourds sont fournis aux catalyseurs de NOx du type à réduction sélective, et provoquent donc une diminution du taux de réduction de la concentration en NOx. En outre, des températures basses à l'intérieur des cylindres augmentent la possibilité de ce qu'une projection de carburant post-injecté atteigne une surface de paroi de l'alésage de cylindre, et peut provoquer un problème de dilution d'huile du moteur. A l'inverse, si la température à l'intérieur du cylindre est élevée à l'instant de la post-injection, le carburant post- injecté est susceptible de brûler, en donnant ainsi naissance à un problème en ce qu'une quantité suffisante d'hydrocarbures ne peut pas être fournie au catalyseur de NOx du type à réduction sélective et, de ce fait, le taux de réduction de la concentration en NOx diminue.
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Le défaut mentionné ci-dessus du reformage des hydrocarbures fournis par une post-injection de carburant ou bien la combustion du carburant post-injecté pose également un problème dans un cas ou un catalyseur de NOx du type à réduction par occlusion est disposé dans le système d'échappement. Le problème de dilution de l'huile du moteur peut apparaître en conjonction avec une post-injection indépendamment du but de la post- injection.
En conséquence, c'est un but de la présente invention d'éviter les problèmes associés à la post-injection, y compris le problème de la dilution de l'huile du moteur et analogue, en commandant le calage dans le temps de la post-injection de façon qu'une post-injection soit réalisée à une température intérieure de cylindre optimum.
Le but ci-dessus est atteint grâce aux combinaisons des caractéristiques de la revendication principale et des sous- revendications qui décrivent des modes de réalisation avantageux supplémentaires de l'invention.
Pour atteindre les buts mentionnés ci-dessus et d'autres, l'invention adopte les conceptions suivantes. Conformément à un premier aspect de l'invention, on procure un dispositif de commande d'injection de carburant destiné à un moteur à combustion interne qui réalise une post-injection de carburant à partir d'un moyen d'injection de carburant jusque dans un cylindre pendant un temps de détente après une injection principale de carburant à partir du moyen d'injection de carburant jusque dans le cylindre aux environs du point mort haut de compression. Le dispositif de commande d'injection de carburant est caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de détermination de l'instant de post-injection destiné à déterminer, en tant qu'instant de post-injection, un instant auquel la température dans le cylindre devient une température cible, en faisant référence au point mort haut de compression conformément à une condition de fonctionnement du moteur à combustion interne, dans lequel le dispositif de commande d'injection de carburant réalise la post-injection à l'instant de post-injection déterminé par le moyen de détermination d'instant de post-injection.
Dans le dispositif de commande d'injection de carburant destiné à un moteur à combustion interne du premier aspect de
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l'invention, le moyen de détermination d'instant de post- injection détermine un instant de post-injection en faisant référence au point mort haut de compression conformément à la condition de fonctionnement du moteur. Comme l'instant de post- injection est déterminé de façon que la température dans le cylindre devienne la température cible à cet instant, la post- injection est réalisée lorsque la température dans le cylindre devient la température cible.
Conformément à un second aspect de l'invention, on procure un dispositif de commande d'injection de carburant destiné à un moteur à combustion interne qui réalise une post-injection de carburant à partir du moyen d'injection de carburant dans un cylindre pendant un temps de détente après l'injection principale de carburant à partir du moyen d'injection de carburant jusque dans le cylindre aux environs du point mort haut de compression, le dispositif de commande d'injection de carburant étant caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de détermination d'instant de post-injection destiné à déterminer, en tant qu'instant de post-injection, un instant auquel la température dans le cylindre devient une température cible, en faisant référence à un instant de début de l'injection principale conformément à une condition de fonctionnement du moteur à combustion interne, dans lequel le dispositif de commande à injection de carburant réalise une post-injection à l'instant de post-injection déterminé par le moyen de détermination d'instant de post-injection.
Dans le dispositif de commande d'injection de carburant destiné à un moteur à combustion interne du second aspect de l'invention, le moyen de détermination d'instant de post- injection détermine un instant de post-injection en faisant référence à l'instant de début de l'injection principale conformément à la condition de fonctionnement du moteur. Comme l'instant de la post-injection est déterminé de façon que la température dans le cylindre devienne la température cible à cet instant, une post-injection est réalisée lorsque la température dans le cylindre devient la température cible.
Dans les premier et second aspects de l'invention, la température cible peut être une température telle dans le cylindre que le carburant post-injecté ne brûle pas, et qu'une pulvérisation de carburant post-injecté n'atteigne pas une
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surface de paroi d'alésage du cylindre. Il en résulte qu'une dilution de l'huile moteur associée à la post-injection sera empêchée. Le carburant post-injecté ne brûlera pas mais sera fourni de façon fiable au système d'échappement.
Conjointement aux premier et second aspects de l'invention, le but de l'exécution d'une post-injection varie. Par exemple, le but de la post-injection peut être de conserver ou de restaurer les performances de réduction de la concentration en NOx d'un catalyseur de NOx de mélange pauvre disposé dans le système d'échappement, ou bien d'augmenter la pression d'alimentation d'un turbocompresseur, ou bien d'améliorer l'efficacité de réchauffage du catalyseur, bien que ces buts soient simplement des exemples. L'invention est applicable indépendamment du but de la post-injection.
Dans les premier et second aspects de l'invention, le moteur à combustion interne peut être, par exemple, un moteur diesel à injection directe, un moteur à essence à injection directe et analogue.
Suivant un aspect avantageux de l'invention, la température cible est déterminée de façon que les hydrocarbures dans le carburant post-injecté soient reformés en hydrocarbures plus légers.
Ce résumé de l'invention ne décrit pas nécessairement toutes les caractéristiques nécessaires, et l'invention peut également résider dans une sous-combinaison de ces caractéristiques décrites.
Les buts ci-dessus et d'autres buts, caractéristiques et avantages de la présente invention deviendront évidents à partir de la description suivante de modes de réalisation préférés en faisant référence aux dessins annexés, sur lesquels des références numériques identiques sont utilisées pour représenter des éléments identiques et dans lesquels :
La figure 1 est une illustration simplifiée de la conception d'un mode de réalisation du dispositif de commande d'injection de carburant destiné à un moteur à combustion interne de l'invention, et
La figure 2 est un organigramme illustrant un exemple de la procédure de commande de l'instant de post-injection exécutée par le mode de réalisation.
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Un mode de réalisation préféré du dispositif de commande d'injection de carburant destiné à un moteur à combustion interne de l'invention sera décrit en détail ci-après en faisant référence aux dessins annexés. Dans ce mode de réalisation, le dispositif de commande d'injection de carburant de l'invention est appliqué à un moteur diesel de véhicule.
La figure 1 illustre la conception globale d'un moteur diesel à injection directe équipé d'un dispositif de commande d'injection de carburant conforme à l'invention. En se référant à la figure 1, un moteur 1 est un moteur diesel à quatre cylindres. De l'air frais est introduit jusque dans les chambres de combustion des premier à quatrième cylindres 11, 12,13, 14, par l'intermédiaire d'une conduite d'admission 2, d'un collecteur d'admission 20, et de conduites d'embranchement d'admission 21,22, 23,24 s'embranchant à partir du collecteur d'admission 20. Sur le trajet de la conduite d'admission 2 sont disposés un débitmètre d'air 3, un compresseur 5 d'un turbocompresseur 4, un refroidisseur intermédiaire 6, et une soupape d'étranglement d'admission 7. La soupape d'étranglement d'admission 7 est commandée par une unité de commande électronique (ECU) 100 commandant le moteur conformément à la condition de fonctionnement du moteur 1.
Le moteur 1 est muni d'un capteur de température d'eau de moteur 57 qui fournit en sortie un signal de sortie correspondant à la température de l'eau de refroidissement du moteur 1, à l'unité de commande électronique 100.
Le collecteur d'admission 20 est muni d'un capteur de température de collecteur d'admission 51 qui fournit en sortie un signal de sortie correspondant à la température de l'air d'admission dans le collecteur d'admission dans le collecteur d'admission 20, à l'unité de commande électronique 100. Le capteur de température du collecteur d'admission 51 est disposé en aval de la soupape d'étranglement d'admission 7, plus particulièrement, au niveau d'une position suffisamment éloignée d'une partie de liaison avec une conduite de recirculation de gaz d'échappement (EGR) 47, de façon que la température de l'air mélangé de façon suffisante avec le gaz de recirculation EGR puisse être mesurée en tant que température d'air d'admission.
Le moteur 1 comporte des vannes d'injection de carburant (dispositif d'injection de carburant) 31,32, 33,34 destinées à
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injecter du carburant jusque dans les cylindres 11 à 14, respectivement. Du carburant provenant d'un dispositif d'alimentation en carburant 52 est emmagasiné temporairement à une pression prédéterminée dans une rampe de carburant commune 53, et ensuite fourni à partir de celle-ci aux vannes d'injection de carburant 31 à 34.
La rampe commune 53 est munie d'un capteur de pression de rampe commune 54, qui fournit en sortie un signal de sortie correspondant à la pression de carburant dans la rampe commune 53 (pression de rampe commune), à l'unité de commande électronique 100.
Les vannes d'injection de carburant 31 à 34 sont commandées par l'unité ECU 100 de façon que les vannes d'injection de carburant 31 à 34 exécutent une injection principale de carburant dans les cylindres correspondant à un instant proche du point mort haut de compression, et de sorte qu'une vanne d'injection de carburant prédéterminée réalise une post- injection de carburant jusque dans le cylindre correspondant pendant sa course de détente. Les hydrocarbures introduits grâce à la post-injection de carburant sont fournis à un catalyseur de NOx du type à réduction sélective 10a décrit ci-dessous.
L'instant d'ouverture et la durée d'ouverture de vanne des vannes d'injection de carburant 31 à 34 en vue d'une injection principale et d'une post-injection, sont commandés par l'unité ECU 100 conformément à la condition de fonctionnement du moteur 1. L'unité de commande ECU 100 détermine lequel des cylindres n 1 à n 4, 11 à 14 doit recevoir une post-injection.
Le gaz d'échappement est déchargé à partir des chambres de combustion des cylindres 11 à 14 jusque dans un collecteur d'échappement 40 par l'intermédiaire de conduites d'embranchement d'échappement 41,42, 43,44 disposées en correspondance avec les cylindres 11 à 14.
Après avoir circulé jusque dans le collecteur d'échappement 40, le gaz d'échappement est déchargé dans l'atmosphère par l'intermédiaire d'une conduite d'échappement de jonction 8. Une turbine 9 du turbocompresseur 4 et un pot catalytique 10 sont disposés sur une partie du trajet de la conduite d'échappement de jonction 8. Le gaz d'échappement entraîne la turbine 9, et entraîne de ce fait le compresseur 5 couplé à la turbine 9, en turbocompressant l'air d'admission.
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Le pot catalytique 10 contient un catalyseur NOx du type à réduction sélective 10a. Le catalyseur de NOx du type à réduction sélective 10a réduit ou décompose les NOx en présence d'hydrocarbures (HC) dans une atmosphère à oxygène en excès. Le catalyseur de NOx du type à réduction sélective 10a peut être, par exemple, un catalyseur préparé en chargeant de la zéolite avec un métal de transition, tel que du cuivre (Cu) ou analogue, par l'intermédiaire d'un échange d'ions, ou bien un catalyseur préparé en chargeant de la zéolite ou de l'alumine avec un métal précieux, ou analogue.
Un capteur de température de gaz d'entrée 55 et un capteur de température de gaz de sortie 56 sont disposés près de l'entrée et de la sortie du pot catalytique 10 dans la conduite d'échappement de jonction 8. Le capteur de température de gaz d'entrée 55 fournit en sortie un signal de sortie correspondant à la température du gaz d'échappement circulant jusque dans le pot catalytique 10, à l'unité de commande électronique 100. Le capteur de température de gaz de sortie 56 fournit en sortie un signal de sortie correspondant à la température du gaz d'échappement circulant hors du pot catalytique 10, à l'unité de commande 100. Sur la base des signaux provenant du capteur de température de gaz d'entrée 55 et du capteur de température de gaz de sortie 56, l'unité de commande ECU 100 calcule une température de catalyseur du pot catalytique 10.
Par l'intermédiaire de la conduite de recirculation du gaz d'échappement 47 s'embranchant à partir de la conduite d'embranchement d'échappement 44 s'étendant, par exemple, à partir du cylindre n 4,14 ou d'un autre cylindre quelconque ou bien de plus d'un cylindre, une partie du gaz d'échappement provenant du cylindre n 4,14 peut être renvoyée, en tant que gaz EGR (de recirculation de gaz d'échappement) vers le collecteur d'admission 20. Une vanne d'EGR du type à pression négative 49 est disposée sur le trajet de la conduite d'EGR 47.
Une pression négative de la conduite d'échappement est introduite dans une chambre à diaphragme de la vanne d'EGR 49 par l'intermédiaire d'une conduite de liaison (non représentée).
L'ouverture de la vanne d'EGR 49 est commandée de façon à commander le débit de gaz de recirculation du gaz d'échappement EGR conformément à la condition de fonctionnement du moteur 1.
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L'unité de commande électronique 100 est formée d'un ordinateur numérique comportant une mémoire morte (ROM), une mémoire vive (RAM), une unité de traitement centrale (UC), un port d'entrée et un port de sortie qui sont interconnectés par un bus bidirectionnel. L'unité de commande 100 exécute des opérations fondamentales de commande du moteur comprenant l'opération de commande de la quantité d'injection de carburant, et analogue. Dans ce mode de réalisation, l'unité de commande électronique 100 exécute également une opération de commande de post-injection afin de fournir des hydrocarbures au pot catalytique 10.
Pour les opérations de commande, le port d'entrée de l'unité de commande 100 reçoit en entrée un signal provenant d'un capteur d'enfoncement de pédale d'accélérateur 71, ainsi qu'un signal provenant d'un capteur d'angle de vilebrequin 72. Le capteur d'enfoncement de pédale d'accélérateur 71 fournit en sortie une tension de sortie proportionnelle à l'enfoncement de la pédale d' accélérateur à l' unité de commande 100. Sur la base du signal provenant du capteur d'enfoncement de pédale d'accélérateur 71, l'unité de commande 100 calcule une charge du moteur. Le capteur d'angle de vilebrequin 72 fournit en sortie une impulsion de sortie pour chaque angle de rotation prédéterminé du vilebrequin, à l'unité de commande 100. Sur la base des impulsions provenant du capteur d'angle de vilebrequin 72, l'unité de commande 100 calcule un régime du moteur. Sur la base de la charge du moteur et du régime du moteur, l'unité de commande 100 détermine une condition de fonctionnement du moteur.
Le fonctionnement du dispositif de commande d'injection de carburant de ce mode de réalisation sera décrit.
L'unité de commande 100 ouvre les vannes d'injection de carburant 31 à 34 à des instants prédéterminés pour des intervalles de temps prédéterminés, de manière à réaliser une injection principale de quantités prédéterminées de carburant jusque dans le cylindre 11 à 14 conformément à la condition de fonctionnement du moteur 1. Après que le carburant injecté jusque dans les cylindres 11 à 14 grâce à l'injection principale, a subi une explosion ou une combustion, du gaz d'échappement et déchargé jusque dans l'atmosphère par l'intermédiaire des conduites d'embranchement d'échappement 41 à
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44, du collecteur d'échappement 40, de la conduite d'échappement de jonction 8 et du pot catalytique 10.
En outre, conformément à la condition de fonctionnement du moteur 1, l'unité de commande 100 calcule une quantité de carburant devant être post-injectée, c'est-à-dire une quantité de carburant correspondant à une quantité d'agent réducteur nécessaire au pot catalytique 10 pour éliminer pratiquement les NOx dans le gaz d'échappement produit par l'explosion du carburant fourni grâce à l'injection principale, et ouvre de façon correspondante la vanne d'injection de carburant correspondant à un cylindre prédéterminé, à un instant d'ouverture de vanne prédéterminé pendant une durée prédéterminée durant la course de détente du cylindre, en réalisant ainsi la post-injection de la quantité calculée de carburant. Les hydrocarbures contenus dans la quantité post- injectée de carburant sont reformés en hydrocarbures plus légers par la chaleur produite par la combustion, et les hydrocarbures plus légers sont fournis en même temps que les gaz d'échappement au pot catalytique 10 par l'intermédiaire du passage d'échappement, comme décrit ci-dessus. Il en résulte que les NOx dans le gaz d'échappement sont réduits en N2, H20, C20 sur le catalyseur NOx du type à réduction sélective 10a du pot catalytique 10, et N2, H20, C20 sont déchargés jusque dans l'atmosphère.
Comme décrit ci-dessus en liaison avec la technique apparentée, si la température intérieure de cylindre est excessivement élevée à l'instant de la post-injection, le carburant post-injecté brûle, de sorte qu'une quantité requise d'hydrocarbures ne peut pas être fournie au pot catalytique 10 et, de ce fait, le taux de réduction de la concentration en NOx diminue. A l'inverse, si la température intérieure de cylindre est trop basse lorsque du carburant est post-injecté, les hydrocarbures dans le carburant post-injecté ne peuvent pas être reformés en hydrocarbures plus légers, de sorte que les hydrocarbures relativement lourds sont fournis au catalyseur de NOx du type à réduction sélective, et provoquent de ce fait une diminution du taux de réduction de la concentration en NOx. En outre, des températures intérieures de cylindres basses augmentent la probabilité d'une pulvérisation de carburant post- injecté traversant le gaz de combustion à l'intérieur du
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cylindre, c'est-à-dire, la probabilité d'une pulvérisation de carburant post-injecté atteignant une surface de paroi d'alésage de cylindre, et peut poser le problème d'une dilution de l'huile moteur.
De ce fait, une post-injection doit être réalisée de façon sélective lorsque la température intérieure de cylindre est à un niveau tel qu'il n'existe pratiquement aucune possibilité pour qu'une pulvérisation de carburant post-injecté atteigne la surface de paroi d'alésage de cylindre et telle que les hydrocarbures dans le carburant post-injecté puissent être reformés en hydrocarbures plus légers.
Dans ce dispositif de commande d'injection de carburant, de ce fait, l' unité de commande électronique 100 commande la post- injection en calculant un instant de post-injection conformément à la condition de fonctionnement du moteur 1, de sorte qu'une post-injection soit réalisée lorsque la température intérieure de cylindre est devenue optimum pour une post-injection. Dans ce mode de réalisation, une température intérieure de cylindre optimum pour une post-injection, c'est-à-dire une température intérieure de cylindre telle qu'une pulvérisation de carburant de post-injection n'atteindra pas la surface de paroi du cylindre et que les hydrocarbures dans le carburant post-injecté seront reformés en hydrocarbures plus légers, est déterminée à l'avance par l'intermédiaire d'expérimentations sur le moteur 1.
Avant la description de la procédure d'une commande d'instant de post-injection, on décrira la relation entre la température intérieure de cylindre et la position du piston (angle de vilebrequin).
Si un moteur fonctionne à un régime du moteur ene, une température d'eau du moteur gthw, et une température de collecteur d'admission gthi, et avec une quantité d'injection principale de carburant eqfin (quantité de carburant fournie par une injection principale) et une quantité d'air d'admission ega, alors une quantité de chaleur fournie Qinj est exprimée par l'équation suivante : Qinj = eqfin x masse volumique de carburant x rendement calorifique du carburant
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Dans le cas d'une compression adiabatique, la température intérieure du cylindre Tpo à l'instant de la post-injection est exprimée comme suit : Tpo = (gthi x #(#-1) + Qinj/(ega x Cv) (Vtdc/Vpo) (#-1) dans laquelle s est le rapport de compression, K est le rapport des chaleurs spécifiques, Cv est la chaleur spécifique à volume constant, Vpo est le volume du cylindre à l'instant de post- injection, et Vtdc est le volume du cylindre au point mort haut (PMH).
Dans un moteur réel, cependant, une perte dans l'eau de refroidissement se produit, de sorte que Tpo est inférieure à la valeur donnée par l'équation ci-dessus.
En supposant que la combustion est réalisée à volume parfaitement constant, la température intérieure du cylindre Ttdc au point mort haut (PMH) est exprimée comme suit : Ttdc = Qinj / (ega x Cv) + gthi x #(#-1)
Cependant, la perte dans l'eau de refroidissement Qw est proportionnelle à (Ttdc - gthw) et inversement proportionnelle au régime du moteur ene. De ce fait, la perte dans l'eau de refroidissement Qw peut être déterminée grâce à une mappe unidimensionnelle définie par l'expression suivante : ((Qinj/(ega x Cv) + gthi x #(#-1) - gthw/ene (1)
En prenant en compte la perte dans l'eau de refroidissement Qw, la température intérieure du cylindre Tpo à l'instant de la post-injection est exprimée par : Tpo = (gthi x #(#-1) + (Qinj - Qw) / (ega x Cv) ) (Vtdc/Vpo) ( K-1)
De ce fait, le volume du cylindre Vpo à l'instant de la post-injection est exprimé par : Vpo = (gthi(1/#-1)) x s + (Qinj - Qw) / (ega x Cv))(1/(#-1)) x Vtdc/Tpo
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L'angle de vilebrequin eainjpo à l'instant de la post- injection, mesuré par rapport au point mort haut (PMH) est exprimé par : eainjpo = cos-1 (1 + 2/(# - 1) - Vpo/(# x r2 x L)) où R est le diamètre d'alésage du cylindre, et L est la course.
De ce fait, si une température intérieure de cylindre optimum Tpo est préétablie, il devient possible de déterminer un instant de post-injection optimum conformément à la condition de fonctionnement du moteur.
Bien qu'un instant de post-injection puisse être établi par l'intermédiaire d'une procédure comme ci-dessus, un moteur réel rencontre un retard car une combustion à volume constant parfaite ne se produit pas en réalité. L'effet d'un retard peut être éliminé en commandant un intervalle eaintpo entre la fin d'une durée d'injection principale et le début de la durée de la post-injection suivante. L'intervalle de post-injection eaintpo présente une corrélation avec l'expression suivante, comme pour l'angle de vilebrequin eainjpo à l'instant de la post-injection.
(gthi(1/(#-1)) x s + ((Qinj) - Qw)/(ega x Cv))(1/(#-1)) (2)
De ce fait, l'intervalle de post-injection eaintpo peut être déterminé sur la base d'une mappe unidimensionnelle avec la valeur de l'expression mentionnée ci-dessus.
L'angle de vilebrequin eainjpo à l'instant de post-injection mesuré par rapport au point mort haut (PMH) peut être déterminé en faisant référence à l'instant de l'injection principale comme suit : eainjpo = eainj + etqf + eaintpo où eainj est l'instant de l'injection principale, et etqf est la durée de l'injection principale.
Un exemple de la procédure de commande de l'instant de post- injection sera décrit en faisant référence à la figure 2.
A l'étape 101, l'unité de commande 100 lit le régime du moteur ene, la quantité d'injection de carburant principale eqfin, la température de l'eau du moteur gthw, la température du
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collecteur d'admission gthi, la quantité d'air d'admission ega, et la température du catalyseur tcat.
Ensuite, à l'étape 102, l'unité de commande 100 détermine une pression de rampe commune cible epcr, un instant d'injection principale eainj, et une durée d'injection principale etqf conformément à la condition de fonctionnement du moteur 1.
A l'étape 103, l'unité de commande 100 calcule une quantité de chaleur fournie Qinj à partir de l'équation suivante : Qinj = eqfin x masse volumique de carburant x rendement calorifique du carburant
Ensuite, à l'étape 104, l'unité de commande 100 applique l'expression (1), et obtient une perte dans l'eau de refroidissement Qw correspondant au résultat de l'expression (1) à partir d'une mappe de perte dans l'eau de refroidissement. La mappe de perte dans l'eau de refroidissement est une mappe unidimensionnelle fondée sur une relation entre la perte dans l'eau de refroidissement Qw et la valeur de l'expression (1) déterminée par l'intermédiaire d'une expérimentation sur le moteur 1. La mappe de perte dans l'eau de refroidissement est mémorisée au préalable dans la mémoire morte ROM de l'unité de commande électronique 100.
A l'étape 105, l'unité de commande électronique 100 applique l'expression (2), et obtient un intervalle de post-injection eaintpo correspondant au résultat de l'expression (2) à partir d'une mappe d'intervalle. La mappe d'intervalle est une mappe unidimensionnelle fondée sur une relation entre l'intervalle de post-injection eaintpo et la valeur de l'expression (2) déterminée par l'intermédiaire d'une expérimentation sur le moteur 1. La mappe d'intervalle est mémorisée au préalable dans la mémoire morte ROM de l'unité de commande 100.
A l'étape 106, l'unité de commande 100 calcule un instant de post-injection eainjpo à partir de l'équation suivante : eainjpo = eainj + etqf + eaintpo
A l'étape 107, l'unité de commande 100 obtient une quantité de carburant devant être injectée par une post-injection, à partir d'une mappe de quantité de post-injection, sur la base de
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la température du catalyseur tcat et de la quantité d'air d'admission ega. La mappe de quantité de post-injection est une mappe bidimensionnelle exprimant une relation entre la température du catalyseur tcat et la quantité d'air d'admission ega. La mappe de post-injection est mémorisée au préalable dans la mémoire morte ROM de l'unité de commande 100.
A l'étape 108, l'unité de commande 100 réalise une post- injection sur la base de l'instant de post-injection déterminé à l'étape 106 et de la quantité de post-injection déterminée à l'étape 107.
Par l'intermédiaire de la commande décrite ci-dessus de l'instant de la post-injection, conformément à la condition de fonctionnement du moteur 1, le dispositif de commande d'injection de carburant est capable d'exécuter une post- injection de façon sélective lorsque la température intérieure du cylindre est optimum pour une post-injection. Il en résulte que les hydrocarbures HC dans le carburant post-injecté seront reformés en hydrocarbures plus légers, de sorte que des hydrocarbures plus légers peuvent être fournis au catalyseur de NOx du type à réduction sélective 10a. Le taux de réduction de la concentration en NOx est ainsi amélioré. En outre, comme la post-injection est exécutée à une température intérieure de cylindre optimum, une pulvérisation de carburant de post- injection n'atteindra pas la surface de paroi d'alésage de cylindre. De ce fait, une dilution de l'huile du moteur, associée à la post-injection, peut être empêchée.
Dans ce mode de réalisation, l'unité de commande électronique 100 (ECU) constitue un dispositif de détermination de l'instant de la post-injection.

Claims (4)

REVENDICATIONS
1. Dispositif de commande d'injection de carburant destiné à un moteur à combustion interne qui réalise une post-injection de carburant à partir d'un moyen d'injection de carburant (31, 32, 33,34) jusque dans un cylindre (11,12, 13,14) pendant un temps de détente après une injection principale de carburant à partir du moyen d'injection de carburant jusque dans le cylindre aux environs d'un point mort haut de la compression, le dispositif de commande d'injection de carburant étant caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de détermination de l'instant de post-injection (100) destiné à déterminer, en tant qu'instant de post-injection, un instant auquel la température dans le cylindre (11,12, 13,14) devient une température cible, en faisant référence au point mort haut de compression conformément à une condition de fonctionnement du moteur à combustion interne, dans lequel le dispositif de commande d'injection de carburant réalise une post-injection à l'instant de post-injection déterminé par le moyen de détermination d'instant de post-injection (100).
2. Dispositif de commande d'injection de carburant destiné à un moteur à combustion interne qui réalise une post-injection de carburant à partir d'un moyen d'injection de carburant (31,32, 33,34) jusque dans un cylindre (11,12, 13,14) pendant un temps de détente après une injection principale de carburant à partir du moyen d'injection de carburant jusque dans le cylindre aux environs d'un point mort haut de compression, le dispositif de commande d'injection de carburant étant caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de détermination d'instant de postinjection (100) destiné à déterminer, en tant qu'instant de post-injection, un instant auquel la température dans le cylindre (11,12, 13,14) devient une température cible, en faisant référence à un point de début d'injection principale conformément à une condition de fonctionnement du moteur à combustion interne, dans lequel le dispositif de commande d'injection de carburant réalise une post-injection à l'instant de post-injection déterminé par le moyen de détermination d'instant de post-injection (100).
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3. Dispositif de commande d'injection de carburant destiné à un moteur à combustion interne selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la température cible est une température telle dans le cylindre que du carburant post-injecté ne brûle pas, et qu'une pulvérisation de carburant de post-injection n'atteint pas une surface de paroi d'alésage du cylindre.
4. Dispositif de commande d'injection de carburant destiné à un moteur à combustion interne selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la température cible est déterminée de façon que les hydrocarbures (HC) dans le carburant post-injecté soient reformés en hydrocarbures plus légers.
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