FR2806753A1 - Purificateur des gaz d'echappement pour moteur a combustion interne - Google Patents

Purificateur des gaz d'echappement pour moteur a combustion interne Download PDF

Info

Publication number
FR2806753A1
FR2806753A1 FR0104120A FR0104120A FR2806753A1 FR 2806753 A1 FR2806753 A1 FR 2806753A1 FR 0104120 A FR0104120 A FR 0104120A FR 0104120 A FR0104120 A FR 0104120A FR 2806753 A1 FR2806753 A1 FR 2806753A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
oxygen
active oxygen
exhaust gas
amount
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR0104120A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2806753B1 (fr
Inventor
Shinya Hirota
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of FR2806753A1 publication Critical patent/FR2806753A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2806753B1 publication Critical patent/FR2806753B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0027—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions
    • B01D46/0036—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions by adsorption or absorption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/66—Regeneration of the filtering material or filter elements inside the filter
    • B01D46/80—Chemical processes for the removal of the retained particles, e.g. by burning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409—Nitrogen oxides
    • B01D53/9431—Processes characterised by a specific device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/022—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous
    • F01N3/0222—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous the structure being monolithic, e.g. honeycombs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/0233—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles periodically cleaning filter by blowing a gas through the filter in a direction opposite to exhaust flow, e.g. exposing filter to engine air intake
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/0235—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using exhaust gas throttling means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/025—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust
    • F01N3/0253—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust adding fuel to exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/031—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters having means for by-passing filters, e.g. when clogged or during cold engine start
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/033—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
    • F01N3/035—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0814—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents combined with catalytic converters, e.g. NOx absorption/storage reduction catalysts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0821—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents combined with particulate filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2093—Periodically blowing a gas through the converter, e.g. in a direction opposite to exhaust gas flow or by reversing exhaust gas flow direction
    • 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
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
    • F02D41/3035—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the premixed charge compression-ignition mode
    • 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
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3076—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion with special conditions for selecting a mode of combustion, e.g. for starting, for diagnosing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/16—Oxygen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/03—Adding substances to exhaust gases the substance being hydrocarbons, e.g. engine fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0645—Details related to the fuel injector or the fuel spray
    • F02B23/0669—Details related to the fuel injector or the fuel spray having multiple fuel spray jets per injector nozzle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04—Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406—Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F2001/244—Arrangement of valve stems in cylinder heads
    • F02F2001/247—Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated in parallel with the cylinder axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/09—Constructional details, e.g. structural combinations of EGR systems and supercharger systems; Arrangement of the EGR and supercharger systems with respect to the engine
    • F02M26/10—Constructional details, e.g. structural combinations of EGR systems and supercharger systems; Arrangement of the EGR and supercharger systems with respect to the engine having means to increase the pressure difference between the exhaust and intake system, e.g. venturis, variable geometry turbines, check valves using pressure pulsations or throttles in the air intake or exhaust system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23—Layout, e.g. schematics
    • F02M26/28—Layout, e.g. schematics with liquid-cooled heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/33—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage controlling the temperature of the recirculated gases

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

Le purificateur des gaz d'échappement comporte une structure dans laquelle un agent d'absorption d'oxygène/ de décharge d'oxygène actif (61) est disposé dans un filtre à particules (22). Dans ce purificateur, si la capacité de décharge de l'oxygène actif a été détériorée, les gaz d'échappement sont maintenus à une température élevée et le rapport air/ carburant est rendu riche de façon à reconstituer la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/ de décharge d'oxygène actif (61). En reconstituant la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/ de décharge d'oxygène actif (61), il devient possible d'enlever les particules par l'intermédiaire de l'oxydation en utilisant l'oxygène actif déchargé depuis l'agent d'absorption d'oxygène/ de décharge d'oxygène actif (61) sans générer de flamme lumineuse avant que les particules soient empilées sur le filtre à particules (22) et de décharger l'oxygène actif pour enlever les particules par l'intermédiaire de l'oxydation.

Description

PURIFICATEUR DES GAZ D'ECHAPPEMENT POUR MOTEUR A COMBUSTION
INTERNE
La présente invention concerne un purificateur des gaz
d'échappement pour moteur à combustion interne.
On connaît de manière classique un purificateur des gaz d'échappement pour moteur à combustion interne dans lequel un filtre à particules pour enlever les particules dans les gaz d'échappement évacués depuis une chambre de combustion est disposé dans le passage d'échappement du moteur. Le brevet japonais publié N HEI 7-106290 décrit ce type de
purificateur des gaz d'échappement.
Toutefois, le brevet japonais publié N HEI 7-106290 ne décrit pas un catalyseur supporté sur un filtre à particules qui absorbe et retient l'oxygène s'il existe une quantité excessive d'oxygène aux alentours. Le brevet publié japonais N HEI 7-106290 ne décrit pas si le catalyseur supporté sur le filtre à particules décharge l'oxygène retenu sous la forme d'oxygène actif si la concentration de l'oxygène ambiant a diminué. De ce fait, dans le purificateur des gaz
d'échappement décrit dans le brevet japonais publié N HEI 7-
106290, il est impossible d'absorber et de retenir l'oxygène s'il existe une quantité excessive d'oxygène ambiant et de décharger d'oxygène retenu sous la forme d'oxygène actif si la concentration de l'oxygène ambiant a diminué. En conséquence, dans le purificateur des gaz d'échappement décrit dans le brevet et japonais publié N HE I 7-106 290, il est impossible de maintenir les gaz d'échappement à une température élevée ou de rendre le rapport air/carburant des gaz d'échappement riche même si la capacité de décharge
d'oxygène actif s'est détériorée.
Dans un moteur diesel, un filtre à particules est disposé dans un passage d'échappement des gaz d'échappement du moteur de façon à enlever les particules incluses dans les gaz d'échappement. Les particules dans les gaz d'échappement sont temporairement collectées sur le filtre à particules et ensuite brûlées par l'intermédiaire de l'allumage, avec pour effet que le filtre à particules est régénéré. Toutefois, les particules collectées sur le filtre à particules ne sont pas brûlées par l'intermédiaire de l'allumage à moins qu'il n'atteigne une température qui est approximativement égale ou supérieure à 600 C. D'autre part, la température des gaz d'échappement dans un moteur diesel est de beaucoup inférieure à 600 C. Par suite, il est difficile de brûler les particules collectées dans le filtre à particules par l'intermédiaire de l'allumage en utilisant la chaleur des gaz d'échappement. Si NO2 est amené à réagir avec les particules collectées dans le filtre à particules, il est possible de les brûler par l'intermédiaire de l'allumage même à une température relativement basse (NO2+ C02NO2 + CO -+ NO + CO2 + 2NO2 + C -+ 2NO + CO2). Toutefois, la plupart des oxydes d'azote inclus dans les gaz d'échappement sont NO. Ainsi, afin de brûler les particules par l'allumage en utilisant la réaction avec NO2, NO doit être transformé en NO2. Ainsi, même à une température relativement basse, les particules collectées dans le filtre à particules peuvent être brûlées par l'intermédiaire de l'allumage. Un absorbant NOx qui absorbe NO dans les gaz d'échappement si la température des gaz d'échappement est inférieure à une certaine température telle que 350 C et décharge le NO absorbé sous la forme de NO2 si la température des gaz d'échappement dépasse 350 C est connu. Cet absorbant de NOx est composé par exemple d'un métal noble, tel que du platine Pt et au moins un matériau choisi parmi les métaux alcalins tel que le potassium K, le sodium Na et le césium Ca, des éléments de terre alcaline tel que le baryum Ba et le calcium Ca et des éléments de terre rare tels que le lanthanum La et yttrium Y. Dans le cas o un tel absorbant de NOx est utilisé, si la température des gaz d'échappement devient plus élevée que 350 C, NO est déchargé depuis l'absorbant de NOx et oxydé sous forme de NO2 par le platine Pt. Ainsi, il devient beaucoup plus facile de brûler les particules collectées sur
le filtre à particules par l'intermédiaire de l'allumage.
Toutefois, l'effet de transformer NO en NO2 par le catalyseur d'oxydation est fonction de la température des gaz d'échappement. Cette transformation est seulement obtenue à l'intérieur d'une certaine plage de température des gaz d'échappement. En conséquence, si la température des gaz d'échappement s'écarte de cette plage de température, l'effet de transformation de NO en NO2 n'est plus obtenu. Il devient ainsi impossible de brûler les particules collectées sur le filtre à particules par l'allumage. Même dans le cas o l'absorbant de NOx est utilisé, NO est déchargé depuis l'absorbant NO seulement lorsque la température des gaz d'échappement est à l'intérieur d'une certaine plage de température s'étalant depuis 350 C. Incidemment, la quantité
de NO déchargé depuis l'absorbant de NOx est limitée.
Ainsi, un catalyseur d'oxydation est disposé dans un passage des gaz d'échappement en amont d'un filtre à particules et un absorbant de NOx est supporté sur le filtre à particules. Si le moteur prend son état de fonctionnement à charge intermédiaire o l'effet de transformation de NO en NO2 est obtenu par le catalyseur d'oxydation et/ou NO est déchargé depuis l'absorbant de NOx et transformé en NO2, ces molécules de NO2 sont utilisées pour brûler les particules collectées sur le filtre à particules par l'intermédiaire de l'allumage. Si le moteur prend son état de fonctionnement à charger élevée o la génération de ces molécules NO2 ne peut pas être attendue, les particules collectées sur le filtre à particules sont brûlées par l'allumage en élevant la température des gaz d'échappement à 600 C ou à une température plus élevée que 600 C. Un moteur diesel qui est construit de sorte que la température des gaz d'échappement est élevée pour générer NO2 pendant un fonctionnement à faible charge dans lequel la génération des molécules de NO2 ne peut pas être attendue, dans lequel l'huile légère et l'air secondaire sont délivrés au passage d'échappement lorsque la charge est extrêmement faible et dans lequel la température des gaz d'échappement est basse, et dans lequel les particules collectées sur le filtre à particules sont brûlées par l'intermédiaire de l'allumage par la chaleur de la combustion de l'huile légère, est connu (voir la demande
de brevet japonais N HEI 8-338229).
On considère ainsi que le filtre à particules collecte les particules dans les gaz d'échappement. En conséquence, il nous a fallu trouver comment brûler par l'intermédiaire de l'allumage les particules collectées sur le filtre à particules, à savoir les particules empilées couche par couche sur le filtre à particules. En d'autres termes, une fois que les particules se sont empilées couche par couche sur le filtre à particules, il devient difficile de les brûler par l'intermédiaire de l'allumage. Dans ce cas, une température élevée égale à ou supérieure à 600 C est nécessaire pour brûler les particules empilées par l'intermédiaire de l'allumage. Par suite, c'est le point principal de savoir comment créer une température élevée égale ou supérieure à 600 C. Par ailleurs, comme on l'a précédemment décrit, si les particules empilées sur le filtre à particules sont amenées à réagir avec NO2, les particules sont brûlées par l'intermédiaire de l'allumage même à une température relativement basse. En conséquence, dans ce cas, les particules empilées sur le filtre à particules peuvent être brûlées par l'intermédiaire de l'allumage sans avoir à
créer une température élevée égale à ou supérieure à 600 C.
Toutefois, puisque la plage de fonctionnement capable de générer NO2 est limitée, il est impossible de brûler les particules par l'intermédiaire de l'allumage à une température relativement basse dans toutes les plages de fonctionnement. Dans tous les cas, c'est le point important de savoir comment brûler par l'allumage les particules empilées couches par couche sur le filtre à particules sur l'hypothèse que le filtre à particules est conçu pour
collecter les particules.
Toutefois, comme résultat des études détaillées du comportement des particules, on s'est aperçu que les particules ne sont pas collectées sur le filtre à particules dans certaines conditions et que les particules sont oxydées en un court instant dès qu'elles adhèrent au filtre à particules. En d'autres termes, on s'est aperçu que si les particules peuvent être oxydées sans être empilées couche par couche sur le filtre à particules, presque la totalité des particules dans les gaz d'échappement peuvent être enlevées
sans être collectées par le filtre à particules.
En outre, comme résultat des études détaillées du comportement des particules, on s'est aperçu que si le filtre à particules supporte un agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif qui retient l'oxygène s'il existe une quantité excessive d'oxygène ambiant et qui décharge l'oxygène retenu sous la forme d'oxygène actif si la concentration d'oxygène ambiant diminue, la capacité à enlever les particules par l'intermédiaire de l'oxydation est
significativement accrue grâce à l'oxygène actif déchargé.
Comme résultat d'autres études, on s'est aperçu que l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif ne déchargera pas probablement l'oxygène actif même après une diminution de la concentration de l'oxygène ambiant si sa performance a été détériorée due aux composés spécifiques inclus dans les gaz d'échappement et que la capacité à oxyder les particules ne peut pas être accrue de manière significative. De même, dans le cas o le filtre à particules absorbe le NOx, l'oxygène actif est produit tandis que le NOx réagit avec l'oxygène. L'oxygène actif sert également à
enlever les particules par l'intermédiaire de l'oxydation.
Aux vues des problèmes précédemment mentionnés, c'est un but de l'invention de proposer un purificateur des gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne capable d'oxyder des particules par l'oxygène actif et de reconstituer la capacité de décharge de l'oxygène actif après
sa détérioration.
Dans un purificateur des gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne selon un premier aspect de l'invention, un filtre à particules pour enlever les particules dans les gaz d'échappement déchargées depuis une chambre de 'combustion est disposé dans un passage des gaz d'échappement du moteur. Le filtre à particules supporte un agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif qui absorbe et retient l'oxygène s'il existe une quantité excessive d'oxygène ambiant et décharge l'oxygène retenu sous la forme d'oxygène actif si la concentration de l'oxygène ambiant diminue. Si la capacité de décharge de l'oxygène actif se détériore ou afin d'empêcher que la capacité de décharge de l'oxygène actif puisse se détériorer, les gaz d'échappement ou le filtre à particules est maintenu à une température élevée et le rapport air/carburant des gaz
d'échappement est rendu riche.
Dans le purificateur des gaz d'échappement selon le premier aspect de l'invention, l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif supporté sur le filtre à particules absorbe et retient l'oxygène sous la forme d'oxygène actif si la concentration de l'oxygène ambiant diminue. Ainsi, à l'opposé du cas de la technique apparentée dans laquelle les particules sont enlevées tout en générant des flammes lumineuses après que les particules se soient empilées couche par couche sur le filtre à particules, les particules peuvent être enlevées par l'intermédiaire de l'oxydation sans générer de flamme lumineuse grâace à l'oxygène actif déchargé depuis l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif avant que les particules ne soient empilées couche par couche sur le filtre
à particules.
Dans le purificateur des gaz d'échappement de l'invention, les gaz d'échappement sont maintenus à une température élevée et le rapport air/carburant des gaz d'échappement est rendu riche si la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif se détériore. Par suie, il devient possible de reconstituer la capacité de décharge de l'oxygène actif requise pour décharger l'oxygène actif en enlevant les
particules par l'intermédiaire de l'oxydation.
Dans le premier aspect de l'invention, si la valeur cumulée de la quantité de consommation de carburant pendant un fonctionnement avec un rapport air/carburant pauvre a dépassé une valeur prédéterminée, il peut être jugé que la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif s'est détériorée. Dans le premier aspect de l'invention, si la quantité de soufre déchargé pendant le fonctionnement au rapport air/carburant pauvre a dépassé une valeur prédéterminée, il peut être jugé que la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif
s'est détériorée.
La teneur en soufre, qui influence de manière défavorable la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif, diffère entre les différents carburants. En conséquence, en jugeant si oui ou non la quantité de décharge du soufre pendant le fonctionnement au rapport air/carburant pauvre a dépassé la valeur prédéterminée, il devient possible de juger plus précisément si oui ou non la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif s'est détériorée, en comparaison avec le cas o il est jugé si oui ou non la valeur cumulée de la quantité de consommation de carburant pendant le fonctionnement au rapport air/carburant pauvre demandant l'absorption de
l'oxygène a dépassé la valeur prédéterminée.
Il peut être possible d'employer un moteur à combustion interne dans lequel la quantité de génération de suie augmente et atteint sa crête à mesure que la quantité de gaz inactif délivré à la chambre de combustion est accrue et dans lequel la température du carburant et du gaz ambiant au moment de la combustion dans la chambre de combustion devient inférieure à une température pour la production de suie et presque aucune suie n'est générée si la quantité de gaz
inactif délivré à la chambre de combustion est encore accrue.
Les gaz d'échappement peuvent être maintenus à une température élevée et le rapport air/carburant des gaz d'échappement peut être rendu riche par l'intermédiaire de la combustion dans laquelle la quantité de gaz inactif délivré à la chambre de combustion est supérieure à une quantité de gaz inactif correspondant à une quantité de génération crête de suie et dans laquelle presque aucune suie n'est générée, de façon à reconstituer la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif. Dans ce cas, par l'intermédiaire de la combustion dans laquelle la quantité de gaz inactif délivré à la chambre de combustion est plus grande qu'une quantité de gaz inactif correspondant à une quantité de génération crête de suie et dans laquelle presque aucune suie n'est générée, les gaz d'échappement sont maintenus à une température élevée et le rapport air/carburant des gaz d'échappement est rendu riche de façon à reconstituer la capacité de décharge d'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif. En conséquence, il devient possible de reconstituer la capacité de décharge d'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif tout en empêchant la quantité de génération de suie de devenir égale à une quantité proche de sa crête due au gaz d'échappement qui sont
à une température élevée et à un rapport air/carburant riche.
En outre, les gaz d'échappement peuvent être empêchés de s'écouler dans le filtre à particules si le moteur à combustion interne est dans une condition de fonctionnement qui ne permette pas la combustion dans laquelle presque
aucune suie n'est générée.
Si il est impossible de réaliser la combustion dans laquelle presque aucune suie n'est générée, les gaz d'échappement atteignent une température basse ou le rapport air/carburait des gaz d'échappement devient pauvre. A mesure que les gaz d'échappement étant à faible température et ayant un rapport air/carburant pauvre s'écoulent dans le filtre à particules, la capacité d'absorption d'oxygène de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif se détériore encore sans être reconstituée. Ainsi, en empêchant les gaz d'échappement de s'écouler dans le filtre à particules, il devient possible d'empêcher que la capacité d'absorption de l'oxygène de l'agent d'absorption
d'oxygène/de décharge d'oxygène actif soit encore détériorée.
L'une des raisons de la détérioration de la capacité d'absorption de l'oxygène de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif est l'empoisonnement
par le soufre.
Un filtre à particules d'un purificateur des gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne selon un autre aspect de l'invention support un agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif qui absorbe et retient l'oxygène s'il existe une quantité excessive d'oxygène ambiant et qui décharge l'oxygène retenu sous la forme d'oxygène actif si la concentration d'oxygène diminue. Dans le purificateur des gaz d'échappement de l'invention, si le moteur à combustion interne est dans une condition de fonctionnement qui ne peut pas reconstituer la capacité de décharge d'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif après sa détérioration, les gaz d'échappement sont empêchés de s'écouler dans le filtre à particules. En conformité avec cet aspect, l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif supporté sur le filtre à particules absorbe et retient l'oxygène s'il existe une quantité excessive d'oxygène ambiant et décharge l'oxygène retenu sous la forme d'oxygène actif si la concentration de l'oxygène ambiant s'est détériorée. Ainsi, à l'opposé du cas de la technique apparentée dans laquelle les particules sont enlevées tot en générant des flammes lumineuses après que les particules aient été empilées couche par couche sur le filtre à particules, les particules peuvent être enlevées par l'intermédiaire de l'oxydation sans générer de flamme lumineuse par l'oxygène actif déchargé depuis l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif avant que les particules ne soient empilées couche par couche sur le
filtre à particules.
De plus, si le moteur à combustion interne est dans une condition de fonctionnement o il ne peut pas reconstituer la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif, les gaz d'échappement sont empêchés de s'écouler dans le filtre à particules. Ainsi, bien que la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif ne puisse pas être reconstituée, il devient possible d'empêcher que la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif soit encore détériorée du fait que les gaz d'échappement sont autorisés à s'écouler dans le filtre à particules en essayant de reconstituer la capacité de l1 décharge d'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de
décharge d'oxygène actif.
La figure 1 représente un purificateur des gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne du type allumage par compression en conformité avec un premier mode
de réalisation de l'invention.
La figure 2 représente la structure d'un filtre à
particules 22.
La figure 3 est une vue agrandie de la surface d'une couche présente sur le porteur formée sur la face périphérique interne du passage d'entrée des gaz
d'échappement 50.
La figure 4 montre comment une particule est oxydée.
La figure 5 montre les quantités G des particules qui peuvent être enlevées par l'intermédiaire de l'oxydation par
temps unitaire sans générer de flamme lumineuse.
La figure 6 représente un exemple des programmes de
commande de fonctionnement du moteur.
La figure 7 est un organigramme représentant un procédé de reconstitution de la capacité de décharge d'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61 en conformité avec des premier et second modes de
réalisation de l'invention.
La figure 8 est un organigramme montrant un procédé de reconstitution de la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61 en conformité avec un troisième mode de réalisation de l'invention. La figure 9 est un organigramme montrant un procédé de reconstitution de la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61 en conformité avec un quatrième mode de réalisation de l'invention. La figure 10 représente les quantités de génération de
fumée et de NOx et analogues.
La figure 11 représente des pressions de combustion.
La figure 12 représente les molécules de carburant.
La figure 13 représente la relation entre les quantités
de génération de fumée et les taux d'EGR.
La figure 14 représente la relation entre les quantités
d'injection de carburant et les quantités de mélange gazeux.
Les figures 15A, 15B représentent les températures des
gaz dans une chambre de combustion et analogues.
La figure 16 représente une première plage de
fonctionnement I' et une seconde plage de fonctionnement II'.
La figure 17 représente les sorties d'un capteur de
rapport air/carburant.
La figure 18 représente les ouvertures d'une soupape
d'étranglement et analogues.
Les figures 19A, 19B représentent des rapports air/carburant dans la première plage de fonctionnement I' et analogues. Les figure 20A,20B représentent des graphiques des
ouvertures cibles de la soupape d'étranglement et analogues.
Les figure 21A, 21B représentent des rapports air/carburant dans la seconde plage de fonctionnement II' et analogues. Les figures 22A, 22B représentent des graphiques des
ouvertures cibles de la soupape d'étranglement et analogues.
La figure 23 représente un graphique des quantités
d'injection de carburant.
La figure 24 est un organigramme pour commander le
fonctionnement du moteur.
La figure 25 est un organigramme montrant un procédé de reconstitution de la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61 en conformité avec un cinquième mode de réalisation de
l'invention.
Les figures 26A, 26B sont des vues agrandies d'un filtre
à particules.
Les figures 27A, 27B et 27C représentent la relation entre les positions de commutation d'une soupape de commutation des gaz d'échappement et les directions
d'écoulement des gaz d'échappement.
La figure 28 est un organigramme montrant un procédé de reconstitution de la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61 en conformité avec un sixième mode de réalisation de l'invention. La figure 29 est un organigramme montrant un procédé de reconstitution de la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61 en conformité avec un septième mode de réalisation de l'invention. La figure 1 montre un purificateur des gaz d'échappement employé dans des moteurs à combustion interne du type à allumage par compression en conformité avec un premier mode de réalisation de l'invention. L'invention est également applicable à un moteur à combustion interne du type à allumage par bougie. En se référant à la figure 1, un moteur à combustion interne comporte un corps de moteur 1, un bloc cylindre 2, une tête de cylindre 3, un piston 4, une chambre de combustion 5, une soupape d'injection de carburant électriquement commandée 6, une soupape d'admission 7, un orifice d'admission 8, une soupape d'échappement 9 et un orifice d'évacuation 10. L'orifice d'admission 8 est raccordée à un réservoir sous pression 12 par l'intermédiaire d'une branche d'admission correspondante 11 et le réservoir sous pression 12 est raccordé à un compresseur 15 d'un turbo compresseur d'échappement 14 par l'intermédiaire d'un conduit d'admission 13. Une soupape d'étranglement 17, qui est entraînée par un moteur pas à pas 16, est disposée dans le conduit d'admission 13. En outre, une unité de refroidissement 18 pour refroidir l'air d'admission s'écoulant à travers le conduit d'admission 13 est disposée autour du conduit d'admission 13. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1, l'agent de refroidissement du moteur est introduit dans l'unité de refroidissement 18 et refroidit l'air d'admission. Par ailleurs, l'orifice d'échappement 10 est raccordé à une turbine d'échappement 21, du turbo compresseur d'échappement 14 par l'intermédiaire d'un manifold d'échappement 19 et d'un tuyau d'échappement 20. Un orifice de sortie de la turbine d'échappement 21 est raccordé à un boîtier 23 dans lequel est incorporé un filtre
à particules 22.
Le manifold d'échappement 19 et le réservoir sous pression 12 sont raccordés l'un à l'autre par l'intermédiaire d'un passage de recirculation des gaz d'échappement 24 (qu'on appellera par la suite EGR) et une soupape de commande EGR commandée électriquement 25 est disposée dans le passage EGR 24. Une unité de refroidissement 26 pour refroidir les gaz EGR s'écoulant à travers le passage EGR 24 est disposée autour du passage EGR 24. Dans le mode de réalisation de l'invention représenté à la figure 1, l'agent de refroidissement du moteur est introduit dans l'unité de refroidissement 26 et refroidit les gaz EGR. Par ailleurs, chaque soupape d'injection de carburant 6 est raccordée à un réservoir de carburant, à savoir ce que l'on appelle un rail
commun 27 à travers un tuyau d'alimentation en carburant 6a.
Le rail commun 27 reçoit le carburant depuis une pompe à carburant électriquement commandée 28 dont la quantité de décharge est variable et carburant qui a été délivré au rail commun 27 est délivré à la soupape d'injection de carburant 6 à travers chaque tuyau d'alimentation en carburant 6a. Un capteur de pression de carburant 29 pour détecter la pression du carburant dans le rail commun 27 est installé dans le rail commun 27 et la quantité de décharge de la pompe à carburant 28 est commandée sur la base du signal de sortie provenant du capteur de pression de carburant 29, d'une manière telle que la pression du carburant dans le rail commun 27 devient égale
à une pression du carburant cible.
L'unité de commande électronique 30 est constituée d'un ordinateur numérique muni d'une mémoire morte (mémoire morte) 32, d'une mémoire vive (mémoire vive) 33, d'une unité centrale (micro processeur) 34, d'un point d'accès d'entrée et d'un point d'accès de sortie 36, lesquels sont interconnectés par un bus bi-directionnel 31. Un signal de sortie ducapteur de pression du carburant 29 est entré sur le point d'accès d'entrée 35 par l'intermédiaire d'un convertisseur analogique/numérique correspondant 37. Un capteur de température 39 pour détecter la température du filtre à particules 22 est installé dans le filtre à particules et un signal de sortie provenant du capteur de température 39 est entré sur le point d'accès 35 par l'intermédiaire d'un convertisseur analogique/numérique correspondant 37. Un capteur de charge 41 générant une tension de sortie proportionnelle à la quantité d'enfoncement L d'une pédale d'accélérateur 40 est connecté à la pédale d'accélérateur et une tension de sortie du capteur de charge 41 est entrée sur l'accès d'entrée 35 par l'intermédiaire d'un convertisseur analogique/numérique correspondant 37. En outre, un capteur d'angle de vilebrequin 42, qui génère une impulsion de sortie chaque fois qu'un vilebrequin tourne par exemple de 30 CA est connecté à l'accès d'entrée 35. Par ailleurs, l'accès de sortie 36 est connecté à la soupape d'injection de carburant 6, au moteur pas à pas 16 pour commander la soupape d'étranglement, à la soupape de commande EGR 25 et à la pompe à carburant 28 par l'intermédiaire d'un
circuit d'attaque correspondant 38.
Les figure 2A, 2B montrent la structure du filtre à particules 22. La figure 2A est une vue avant du filtre à particules 22 et la figure 2B est une vue en coupe de côté du filtre à particules 22. Comme cela est représenté aux figures 2A, 2B, le filtre à particules 22 comporte une structure en nid d'abeille et comporte une pluralité de passages d'écoulement des gaz d'échappement 50, 51 s'étendant mutuellement en parallèle. Ces passages des gaz d'échappement sont constitués des passages d'entrée des gaz d'échappement qui sont fermés à l'extrémité en aval par des bouchons 52 et des passages de sortie des gaz d'échappement 51 qui sont fermés à l'extrémité en amont par des bouchons 53. Les régions hachurées à la figure 2A représentent les bouchons 53. En conséquence, les passages d'entrée des gaz d'échappement 50 et les passages de sortie des gaz d'échappement 51 sont disposés alternativement avec des séparations minces (que l'on appellera simplement "parois") 54 les séparant les uns des autres. En d'autres termes, les passages d'entrée des gaz d'échappement 50 et les passages de sortie des gaz d'échappement 51 sont disposés d'une manière telle que chacun des passages d'entrée des gaz d'échappement est entouré par quatre passages parmi les passages de sortie des gaz d'échappement 51 et que chacun des passages de sortie des gaz d'échappement 51 est entouré par quatre passages parmi les passages d'entrée des gaz d'échappement 50. Le filtre à particules 22 est constitué d'un matériau poreux tel que de la cordiérite. Ainsi, comme indiqué par des flèches à la figure 2B,les gaz d'échappement qui se sont écoulés dans les passages d'entrées des gaz d'échappement 50 s'écoulent dans les passages de sortie des gaz d'échappement adjacents 51 à travers les séparations entourantes 54 Dans le mode de réalisation de l'invention, les couches d'un porteur constitué par exemple d'alumine sont formées sur la région entière sur les surfaces des parois périphériques des passages d'entrée des gaz d'échappement 50 et des passages de sortie des gaz d'échappement 51, à savoir sur les surfaces des séparations 54, les faces d'extrémité externes des bouchons 52 et les faces d'extrémité internes des bouchons 53. Un catalyseur en métal noble et un agent d'absorption d'oxygène/décharge d'oxygène actif sont supportés sur le porteur. Cet agent d'absorption d'oxygène/décharge d'oxygène actif capture et retient l'oxygène s'il y a une quantité excessive d'oxygène autour et décharge l'oxygène retenu sous la forme d'oxygène actif si la concentration de l'oxygène ambiant diminue. De même, lorsque l'agent d'absorption d'oxygène/décharge d'oxygène actif absorbe NOx, de l'oxygène actif est produit au cours d'une réaction entre NOx et l'oxygène et est déchargé à l'extérieur Dans ce cas, en conformité avec le mode de réalisation de l'invention, du platine Pt est utilisé comme catalyseur en métal noble et au moins un matériau choisi à partir des métaux alcalins, tels que potassium K, sodium Na, lithium Li, 'césium Cs et rubidium Rb, des métaux de terre tel que baryum Ba, calcium Ca et strontium Sr, des éléments de terre rare tels que lanthanum La et Yttrium Y, et des métaux de transition est utilisé comme agent d'absorption d'oxygène/décharge d'oxygène actif. Dans ce cas, il est préférable d'utiliser comme agent d'absorption d'oxygène/décharge d'oxygène actif, un métal alcalin ou un métal de terre alcaline qui présente une tendance à l'ionisation plus élevée que le calcium Ca, à savoir le potassium K, le lithium Li, le césium Cs, le rubidium Rb, le
baryum Ba et le strontium Sr.
Un métal de transition tel que l'oxyde cérique (CeO2) utilisé comme agent d'absorption d'oxygène change sa valence en fonction de la concentration de l'oxygène ambiant. En conséquence, une quantité importante d'oxygène actif est générée par l'intermédiaire des changements répétés de
concentration d'oxygène.
En se référant à un exemple dans lequel le platine Pt et le potassium K sont supportés sur le porteur, on décrira maintenant comment le filtre à particules 22 enlèvent les particules dans les gaz d'échappement. Un effet similaire d'enlèvement des particules est obtenu si d'autres métaux nobles, métaux alcalins, métaux de terre alcaline, éléments
de terre rare et métaux de transition sont utilisés.
Dans le moteur à combustion interne du type allumage par compression comme cela est représenté à la figure 1, du fait que la combustion est effectuée avec une quantité excessive d'air, les gaz d'échappement incluent une quantité importante d'air excessif. C'est-à-dire que si le rapport air/carburant délivré au passage d'admission et à la chambre de combustion 5 est appelé rapport air/carburant des gaz d'échappement, le rapport air/carburant est pauvre dans le moteur à combustion interne du type allumage par compression, comme cela représenté à la figure 1. Du fait que du NO est généré dans la chambre de combustion 5, les gaz d'échappement incluent du NO. Le carburant inclut du soufre S, lequel réagit avec l'oxygène dans la chambre de combustion 5 et se transforme en
SO2. En conséquence, les gaz d'échappement incluent du SO2.
En conséquence les gaz d'échappement incluant de l'oxygène excessif, NO et SO2 s'écoulent dans les passages d'entrée des
gaz d'échappement 50 du filtre à particules 22.
Les figures 3A et 3B montrent de manière simplifiée la surface d'une couche du porteur formée sur la face périphérique interne des passages d'entrée des gaz d'échappement 50 à une échelle agrandie. Les figures 3A et 3B représentent une particule 60 de platine Pt et un agent d'absorption d'oxygène/décharge d'oxygène actif 61. Les gaz d'échappement incluent une quantité importante d'oxygène en surplus, comme on l'a décrit précédemment. En conséquence, si les gaz d'échappement s'écoulent dans les passages d'entrée des gaz d'échappement 50 du filtre à particules 22, les éléments d'oxygène 02 adhèrent à la surface du platine Pt sous la forme de 02- ou de 02-, comme cela est représenté à la figure 3A. Par ailleurs, NO dans les gaz d'échappement réagit avec 02- ou 02- sur la surface du platine Pt et se transforme en NO2 (2NO + 02 -> 2NO2). Une partie du NO2 produit est ensuite absorbé dans l'agent d'absorption d'oxygène/décharge
d'oxygène actif 61 tout en étant oxydé sur le platine Pt.
Couplé au potassium K, No2 est diffusé dans l'agent d'absorption d'oxygène/décharge d'oxygène actif 61 sous la forme d'ions nitrate N03comme cela est représenté à la
figure 3A et produit du nitrate de potassium KNO3.
Par ailleurs, comme on l'a décrit précédemment, les gaz d'échappement incluent également du S02, lequel est également absorbé dans l'agent d'absorption d'oxygène/décharge
d'oxygène actif 61 par un mécanisme similaire à celui de NO.
C'est-à-dire, comme on l'a décrit précédemment, les éléments 02 adhérent à la surface du platine Pt sous la forme de 02- ou
o2- et le so0 dans les gaz d'échappement réagit avec 02- OU o2-
sur la surface du platine Pt et se transforme en S03. Une partie du S 3 produit est absorbé dans l'agent d'absorption d'oxygène/décharge d'oxygène actif 61 tout en étant oxydé sur le platine Pt. Couplé au potassium K, S03 est diffusé dans l'agent d'absorption d'oxygène/décharge d'oxygène actif 61 sous la forme d'ions sulfate S042- et produit du sulfate de potassium K2SO4. De cette manière, le nitrate de potassium KNO3 et le sulfate de potassium K2S04 sont produits dans
l'agent d'absorption d'oxygène/décharge d'oxygène actif 61.
Les particules principalement constituées de carbone C sont produites dans la chambre de combustion 5. En
conséquence, les gaz d'échappement incluent ces particules.
Comme représenté à la figure 3B, une pluralité de particules 62 incluses dans les gaz d'échappement viennent en contact avec la surface de la couche du porteur, par exemple, la surface de l'agent d'absorption d'oxygène/décharge d'oxygène actif 61 et adhère à celle-ci, lorsque les gaz d'échappement s'écoulent à travers les passages d'entrée des gaz d'échappement 50 du filtre à particules 22 ou se déplacent à partir des passages d'entrée des gaz d'échappement 50 vers
les passages de sortie des gaz d'échappement 51.
Si la particule 62 adhère ainsi à la surface de l'agent d'absorption d'oxygène/décharge d'oxygène actif 61, la concentration de l'oxygène diminue sur la surface de contact entre la particule 62 et l'agent d'absorption d'oxygène/décharge d'oxygène actif 61. Si la concentration d'oxygène diminue, ceci génère une différence de concentration entre la particule 62 et l'intérieur de l'agent d'absorption d'oxygène/décharge d'oxygène actif 61, qui présente une concentration d'oxygène élevée. Ainsi, l'oxygène dans l'agent d'absorption d'oxygène/décharge d'oxygène actif 61 est poussé pour se déplacer vers la surface de contact entre la particule 62 et l'agent d'absorption d'oxygène/décharge d'oxygène actif 61. Il s'ensuit que le nitrate de potassium KNO3 formé dans l'agent d'absorption d'oxygène/décharge d'oxygène actif 61 est décomposé en potassium K, oxygène O et NO. L'oxygène O se déplace vers la surface de contact entre la particule 62 et l'agent d'absorption d'oxygène/décharge d'oxygène actif 61 et NO est déchargé de l'agent d'absorption d'oxygène/décharge d'oxygène actif 61 vers l'extérieur. Le NO déchargé vers l'extérieur est oxydé sur le platine Pt en aval et de nouveau absorbé dans l'agent d'absorption d'oxygène/décharge d'oxygène actif 61. À ce moment, les éléments de sulfate de potassium K2SO4 formés dans l'agent d'absorption d'oxygène/décharge d'oxygène actif 61 sont liés étroitement les uns aux autres et ainsi ne pourront pas probablement se décomposer en potassium K, oxygène O et SO2. En conséquence, lorsque la température ambiante est basse, l'oxygène actif ne pourra vraisemblablement pas se décharger même si la concentration
d'oxygène a diminué.
L'oxygène O se déplaçant vers la surface de contact entre la particule 62 et l'agent d'absorption d'oxygène/décharge d'oxygène actif 61 a été décomposé à
partir d'un composé tel que le nitrate de potassium KNO3.
L'oxygène O décomposé à partir d'un composé présente un niveau d'énergie élevé et présente un degré d'activité extrêmement élevé. De ce fait, l'oxygène O se déplaçant vers la surface de contact entre la particule 62 et l'agent d'absorption d'oxygène/décharge d'oxygène actif 61 est de l'oxygène actif. Si l'oxygène actif O vient en contact avec la particule 62, la particule 62 est oxydée en une courte durée sans générer de flamme lumineuse et est presque entièrement éliminée. Ainsi la particule 62 ne sera pas vraisemblablement déposée sur le filtre à particules 22. Le temps requis pour que les particules soient enlevées par oxydation du filtre à particules s'étale de quelques minutes
à une douzaine de minutes.
Il est considéré que NOx sont diffusés dans l'agent d'absorptioh d'oxygène/décharge d'oxygène actif 61 sous la forme d'ions nitrate NO3tout en se liant et se séparant de manière répétée des atomes d'oxygène. L'oxygène actif est également généré pendant cette période. Les particules 62 sont également oxydées par cet oxygène actif. En outre, les particules 62 qui ont ainsi adhérées sur le filtre à particules 22 sont oxydées par l'oxygène actif O mais sont également oxydées par l'oxygène présent dans les gaz d'échappement. Lorsque les particules déposées de manière stratifiée sur le filtre à particules 22 sont brûlées comme dans la technique apparentée, le filtre à particules 22 s'enflamme et brûle avec les flammes. Une telle combustion accompagnée par
les flammes dure seulement lorsque la température est élevée.
Ainsi, afin d'assurer la durée d'une telle combustion accompagnée par des flammes, le filtre à particules 22 doit
être maintenu à une température élevée.
D'autre part, en conformité avec l'invention, la particule 62 est oxydée sans générer de flamme comme on l'a décrit précédemment et la surface du filtre à particules 22 ne s'enflamme pas à ce moment. En d'autres termes, en conformité avec l'invention, la particule 62 est oxydée par l'intermédiaire de l'oxydation à une température beaucoup plus basse comparée à la technique apparentée. En conséquence, l'effet de l'invention d'enlever les particules par l'intermédiaire de l'oxydation sans générer de flammes est totalement différent de l'effet de la technique apparentée d'enlever les particules par l'effet de la
combustion avec des flammes.
Le platine Pt et l'agent d'absorption d'oxygène/décharge d'oxygène actif 61 sont activés à mesure que la température du filtre à particules 22 s'élève. La quantité d'oxygène actif O qui peut être déchargé depuis l'agent d'absorption d'oxygène/décharge d'oxygène actif 61 par temps unitaire augmente à mesure que la température du filtre à particules 22 s'élève.' Par suite, la quantité de particules qui peut être enlevée par oxydation sur le filtre à particules 22 par temps unitaire sans générer de flamme lumineuse augmente à
mesure que la température du filtre à particules 22 s'élève.
La figure 5 montre avec une ligne pleine les quantités G de particules qui peuvent être enlevées par l'intermédiaire de l'oxydation par temps unitaire sans générer de flamme lumineuse. Sur la figure 5 l'axe de l'abscisse représente la température TF du filtre à particules 22. Bien que la figure 9 montre la quantité de particules G qui peut être enlevée par oxydation dans le cas o le temps unitaire est une seconde, c'est-àdire par seconde, le temps unitaire peut être une durée arbitraire de temps tel que une minute, dix minutes, etc. Par exemple, dans le cas o le temps unitaire est de dix minutes, la quantité de particules G qui peut être enlevée par temps unitaire par oxydation représente la quantité de particules G qui peut être enlevée par dix minutes par oxydation. Dans ce cas, la quantité de particules G qui peut être enlevée par oxydation sur le filtre à particules 22 sans flamme lumineuse est probablement accrue à mesure que la température du filtre à particules 22
augmente, comme cela est représenté à la figure 9.
La quantité de particules déchargée de la chambre de combustion 5 par temps unitaire est appelée quantité M de particules déchargées. Si la quantité M de particules déchargées est plus petite que la quantité G des particules qui peuvent être enlevées par l'intermédiaire de l'oxydation comme dans une plage I représentée à la figure 5, la plupart des particules déchargées depuis la chambre de combustion 5 sont enlevées par l'intermédiaire de l'oxydation sur le filtre à particules 22 successivement en un court instant sans générer de flamme lumineuse dès qu'elles viennent en contact avec le filtre à particules 22. Le temps requis pour que les particules soient enlevées par oxydation du filtre à particules s'étale de quelques minutes à une douzaine de minutes. Par ailleurs, si la quantité M des particules déchargées est supérieure à la quantité G des particules qui peuvent être réduites par l'intermédiaire de l'oxydation, comme dans une plage II représentée à la figure 5, la quantité d'oxygène actif est insuffisante pour oxyder toutes les particules. Les figures 4A à 4C montrent comment une particule est oxydée dans un tel cas. C'est-à-dire, dans le cas o la quantité d'oxygène actif est insuffisante pour oxyder toutes les particules, si la particule 62 adhère à l'agent d'absorption d'oxygène/décharge d'oxygène actif 61 comme cela est représenté à la figure 4A, seule une portion de la particule 62 est oxydée et la portion de la particule 62 qui n'a pas été suffisamment oxydée demeure sur la couche présente sur le porteur. Si la quantité d'oxygène actif continue à être insuffisante, la portion de la particule qui n'a pas été oxydée demeure progressivement sur la couche présente sur le porteur. Il s'ensuit que, comme cela est représenté à la figure 4B, la surface de la couche présente sur le porteur
est revêtue d'une portion de la particule restante 63.
Si la surface de la couche présente sur le porteur est recouverte de la portion de la couche restante 63, le platine Pt arrête l'oxydation de NO et de SO2 et l'agent d'absorption d'oxygène/décharge d'oxygène actif 61 arrête de décharger l'oxygène. En conséquence, la portion de particule résiduelle 63 reste sans être oxydée. Ensuite, comme cela est représenté à la figure 4C, une particule 64 après une autre est empilée sur la portion de particule restante 63,.En d'autres termes, les particules sont déposées couche par couche. Si les particules sont ainsi déposées couche par couche, la particule 64 ne peut plus être oxydée par l'oxygène actif O. Ainsi, une particule après l'autre est déposée sur la particule 64. C'est-à-dire que si la quantité M des particules déchargées reste supérieure à la quantité G des particules qui peuvent être enlevées par l'intermédiaire de l'oxydation, les particules seront déposées couche par couche sur le filtre à particules 22. En conséquence, les particules déposées ne peuvent pas être brûilées par l'intermédiaire de l'allumage à moins que la température des gaz d'échappement ou du filtre à particules 22 ne soit élevée à une température haute. De cette manière les particules sont oxydées sur le filtre à particules 22 en une durée relativement courte sans générer de flamme lumineuse à la plage I représentée à la figure 5 et les particules sont déposées couche par couche sur le filtre à particules 22 dans la plage II représentée à la figure 5. Ainsi, afin d'empêcher la plupart des particules d'être déposées couche par couche sur le filtre à particules 22, la quantité M des particules déposées doit toujours être inférieure à la quantité G des particules qui peuvent être
enlevées par l'intermédiaire de l'oxydation.
Comme cela est apparent à partir de la figure 5, même si la température TF du filtre à particules 22 employé dans le mode de réalisation de l'invention est considérablement basse, il est possible d'oxyder les particules. Ainsi, dans le moteur à combustion interne du type allumage par compression représenté à la figure 1, la quantité M de particules déchargées et la température TF du filtre à particules 22 peuvent être maintenues d'une manière telle que la quantité M des particules déchargées est toujours plus petite que la quantité G des particules qui peuvent être enlevées par l'intermédiaire de l'oxydation. Ainsi, en conformité avec le premier mode de réalisation de l'invention, la quantité M de particules déchargées et la température TF du filtre à particules 22 sont maintenues d'une manière telle que la quantité M des particules déchargées est toujours plus petite que la quantité G des particules qui peuvent être enlevées par l'intermédiaire de l'oxydation. Si la quantité des particules déchargées M est toujours plus petite que quantité G des particules qui peuvent être enlevées par l'intermédiaire de l'oxydation, presque aucune particule n'est déposée sur le filtre à
particules 22 couche par couche. En conséquence, la contre-
pression ne s'élève pas du tout. Ainsi, la puissance de
sortie du moteur ne diminue pas du tout.
Comme on l'a décrit ci-dessus, une fois que les particules sont empilées couche par couche sur le filtre à particules, même si la quantité G des particules déchargées est devenue plus petite que la quantité G des particules qui peuvent être enlevées par l'intermédiaire de l'oxydation, il est difficile d'oxyder les particules au moyen de l'oxygène O. Toutefois, si la quantité M des particules déchargées devient plus petite que la quantité G des particules qui peuvent être enlevées par l'intermédiaire de l'oxydation, lorsque les portions des particules qui n'ont pas été oxydées sont aux environs et restent sur le filtre à particules, à savoir, lorsque la quantité des particules déposées n'est pas supérieure à une certaine quantité, les portions des particules restantes sont enlevées par l'intermédiaire de l'oxydation par l'oxygène actif O sans générer de flamme lumineuse. Ainsi, en conformité avec un second mode de réalisation de l'invention, même dans le cas o la quantité M des particules déchargées est normalement plus petite que la quantité G des particules qui peuvent être enlevées par l'intermédiaire de l'oxydation et lorsque la quantité M des particules déchargées est devenue temporairement plus grande que la quantité des particules qui peuvent être enlevées par l'intermédiaire de l'oxydation, la quantité M des particules déchargées et la température TF du filtre à particules 22 sont maintenues de façon à empêcher que la surface de la couche présente sur le porteur puisse être recouverte de la portion de particule restante 63, comme cela est représenté à la figure 4B. C'est-à-dire que la quantité M des particules déchargées et la température TF du filtre à particules 22 sont maintenues de façon à empêcher que pas plus qu'une certaine quantité de particules qui peuvent être enlevées par l'intermédiaire de l'oxydation soit déposée couche par couche sur le filtre à particules 22 lorsque la quantité M de particules déchargées est plus petite que la quantité G des particules qui peuvent être enlevées par l'intermédiaire de l'oxydation. Il s'ensuit que la perte de pression de l'écoulement des gaz d'échappement dans le filtre à particules 22 change difficilement et est maintenue à une
valeur de perte de pression minimale sensiblement constante.
Ainsi, la diminution de la puissance de sortie du moteur peut
être maintenue à sa valeur minimale.
La température TF du filtre à particules 22 est basse immédiatement après que le moteur ait démarré. Ainsi, à ce moment, la quantité M des particules déchargées est plus grande que la quantité G des particules qui peuvent être enlevées par l'intermédiaire de l'oxydation. Ainsi, dans un tel état de fonctionnement, l'application du second mode de réalisation est considérée le plus approprié. Même si la quantité M des particules déchargées et la température TF du filtre à particules 22 sont contrôlées pour rendre les premier et second modes de réalisation possibles, les particules peuvent être déposées couche par couche sur le filtre à particules 22. Dans un tel cas, les particules déposées couche par couche sur le filtre à particules 22 peuvent être oxydées sans générer de flamme lumineuse *en rendant temporairement le rapport air/carburant d'une portion des gaz d'échappement ou des gaz d'échappement entiers riche C'est-à-dire que si le rapport air/carburant des gaz d'échappement est rendu riche, à savoir, si la concentration d'oxygène dans les gaz d'échappement est réduite, l'oxygène actif est déchargé de l'agent d'absorption d'oxygène/décharge d'oxygène actif 61 vers l'extérieur. Si le rapport air/carburant des gaz d'échappement est rendu riche, l'oxygène qui a adhéré à un catalyseur en métal noble est enlevé par un agent de réduction. Ceci accentue l'activité du métal noble et fait qu'il est plus facile de décharger l'oxygène actif. Si le rapport air/carburant des gaz d'échappement est rendu alternativement riche et pauvre, la quantité d'oxygène actif déchargé depuis l'agent d'absorption d'oxygène/décharge d'oxygène actif 61 vers l'extérieur augmente. Les particules liées les unes aux autres de manière identique à une chaîne sont décomposées par l'oxygène actif O déchargé à l'extérieur, d'une manière telle que les particules seront vraisemblablement oxydées. En conséquence, la quantité totale de particules qui peut être enlevée par temps unitaire par l'agent d'absorption d'oxygène/décharge d'oxygène actif 61 augmente et les particules empilées couche par couche peuvent être enlevées par l'intermédiaire de la
combustion sans générer de flamme lumineuse.
Par ailleurs, si le rapport air/carburant est maintenu à une valeur pauvre, la surface du platine Pt est recouverte d'oxygène et ce que l'on appelle une détérioration de l'oxygène du platine Pt est provoquée. Si une telle détérioration est provoquée, l'effet d'oxydation détériore NOx et ainsi l'efficacité de l'absorption de NOx se détériore. Ainsi, la quantité d'oxygène actif déchargé depuis l'agent d'absorption d'oxygène/décharge d'oxygène actif 61 diminue. Toutefois si le rapport air/carburant est déplacé vers une valeur riche, l'oxygène sur la surface du platine Pt est consommé et ainsi la détérioration de l'oxygène est éliminée. En conséquence, si le rapport air/carburant est déplacé d'une valeur riche à une valeur pauvre, l'effet d'oxydation NOx est renforcé et ainsi l'efficacité d'absorption de NOx est accrue. Ainsi, la quantité d'oxygène actif déchargé depuis l'agent d'absorption d'oxygène/décharge
d'oxygène actif 61 augmente.
Par suite, alors que le rapport air/carburant est maintenu à une valeur pauvre, si le rapport air/carburant est quelques fois déplacé temporairement de la valeur pauvre à la valeur riche, la détérioration d'oxydation du platine Pt est chaque fois éliminée. De ce fait, la quantité d'oxygène actif déchargé lorsque le rapport air/carburant prend une valeur pauvre est accrue. Ainsi, l'effet d'oxydation des particules
sur le filtre à particules 22 peut être encouragé.
Dans ce cas, le rapport air/carburant des gaz d'échappement peut être rendu riche soit à certains intervalles d'une certaine durée, soit lorsque les particules sont déposées couche par couche sur le filtre à particules 22. Comme exemple de procédé pour rendre le rapport air/carburant et les gaz d'échappement riches, il est possible de contrôler les ouvertures de la soupape d'étranglement 17 et de la soupape de commande EGR 25 d'une manière telle que le taux d'EGR (la quantité de gaz EGR/(la quantité d'air d'admission + la quantité de gaz EGR)) deviennent égal ou supérieur à 65% lorsque la charge du moteur est relativement faible et de commander la quantité d'injection du carburant d'une manière telle que le rapport air/carburant moyen dans la chambre de combustion 5 devienne
riche à ce moment.
La figure 6 montre un exemple des programmes pour commander lefonctionnement du moteur. En se référant à la figure 6, tout d'abord, il est déterminé à une étape 100 si OUI ou non le rapport air/carburant moyen dans la chambre de combustion 5 doit être rendu riche. Si il n'est pas nécessaire de rendre le rapport air/carburant moyen dans la chambre de combustion 5, l'ouverture de la soupape d'étranglement 17 est commandée à une étape 101, l'ouverture de la soupape de commande EGR 25 est commandée à une étape 102 et la quantité d'injection de carburant est commandée à une étape 103 d'une manière telle que la quantité M des particules déchargées devient inférieure à la quantité G des particules qui peuvent être enlevées par l'intermédiaire de l'oxydation. Si il' est jugé à l'étape 100 que le rapport air/carburant moyen dans la chambre de combustion 5 doit être rendu riche, l'ouverture de la soupape d'étranglement 17 est commandée à l'étape 104 et l'ouverture de la soupape de commande EGR 25 est commandée à une étape 105 d'une manière telle que le taux d'EGR devient égal ou plus élevé que 65% et la quantité d'injection du carburant est commandée à une étape 106 de manière telle que le rapport air/carburant moyen
dans la chambre de combustion 5 devient riche.
Du fait que le carburant et l'huile de lubrification incluent du calcium Ca, les gaz d'échappement incluent du calcium Ca. En présence de S03 le calcium Ca produit du sulfate de calcium CaSO4. Le sulfate de calcium CaSO4 est un corps solide et ne se décompose pas thermiquement même à une température élevée. Ainsi, si le sulfate de calcium CaSO4 est produit, les pores dans le filtre à particules 22 sont fermés par celui-ci. Ceci fait qu'il est difficile que les gaz d'échappement puissent s'écouler à travers le filtre à particules 22. Dans ce cas, si un métal alcalin ou un métal de terre alcaline qui présente une tendance à l'ionisation plus élevée que le calcium Ca tel que du potassium K est utilisé comme l'agent d'absorption d'oxygène/décharge d'oxygène actif 61, le SO3 diffusé dans l'agent d'absorption d'oxygène/décharge d'oxygène actif 61 est couplé au potassium K et forme du sulfate de potassium K2SO4 et le calcium Ca passe à travers les séparations 54 du filtre à particules 22 sans être couplé à S03 et s'écoule en dehors vers les passages de sortie des gaz d'échappement 51. Ainsi, les pores
dans le filtre à particules 22 ne peuvent pas être obturés.
Ainsi, comme on l'a décrit ci-dessus, il est désiré qu'un métal alcalin ou qu'un métal de terre alcaline qui présente une tendance à l'ionisation plus élevée que le calcium Ca, à savoir du potassium K, du lithium Li, du césium Cs, du rubidium Rb, du baryum Ba ou du strontium Sr soit utilisé comme l'agent d'absorption d'oxygène/décharge d'oxygène actif 61. La figure 7 est un organigramme représentant un procédé de reconstitution de la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61 en conformité avec les premier et second modes de réalisation de l'invention. Comme cela est représenté à la figure 7, dès que ce programme est lancé, il est tout d'abord jugé à l'étape 200 si OUI ou non la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61 s'est détériorée. Si le résultat à l'étape 200 est NON, ce programme est terminé. À l'étape 201, afin de reconstituer la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61, la condition de fonctionnement du moteur à combustion interne est changée de façon à maintenir les gaz d'échappement à une température élevée et de rendre le
rapport air/carburant des gaz d'échappement riche.
En conformité avec les premier et second modes de réalisation précédemment mentionnés, l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61 supporté sur le filtre à particules 22 absorbe et retient l'oxygène (voir la figure 3A) s'il existe une quantité excessive d'oxygène aux alentours et décharge l'oxygène retenu sous la forme d'oxygène actif (voir la figure 3B) si la concentration d'oxygène ambiant diminue. En conséquence, à l'opposé du cas de la technique apparentée dans laquelle les particules qui ont été empilées couche par couche sur le filtre à particules sont enlevés tout en générant des flammes lumineuses, les particules 62 peuvent être enlevées par l'intermédiaire de l'oxydation sans générer de flamme lumineuse par l'oxygène actif O déchargé depuis l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61 avant que les particules 62 soient empilées couche par couche sur le filtre à particules 22 (avant que les particules 62 ne se transforment en portions de particule résiduelle 63 représentées à la figure 4). De plus, en conformité avec les premier et second modes de réalisation précédemment mentionnés, si il est jugé à l'étape 200 que la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61 s'est détériorée, les gaz d'échappement sont maintenus à une température élevée et le rapport air/carburant des gaz d'échappement est rendu riche. En conséquence, il devient possible de reconstituer la capacité de décharge de l'oxygène actif requise pour décharger l'oxygène actif O pour enlever
les particules 62 par l'intermédiaire de l'oxydation.
On décrira par la suite un moteur à combustion interne selon un troisième mode de réalisation de l'invention. La structure et le fonctionnement du troisième mode de réalisation sont sensiblement identiques à ceux des premier et second modes de réalisation qui ont été décrits en se référant aux figures 1 à 6, sauf en ce qui concerne les aspects mentionnés par la suite. La figure 8 est un organigramme montrant un procédé de reconstitution de la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61 en conformité avec le troisième mode de réalisation. Comme cela est représenté à la figure 8, dès que ce programme est lancé, on juge tout d'abord à l'étape 300 si OUI ou non la valeur cumulée F de la quantité de consommation de carburant pendant le fonctionnement au rapport pauvre du moteur à combustion interne, qui est lue dans la mémoire vive 33, a dépassé un seuil prédéterminé Fl. Si le résultat à l'étape 300 est OUI, il est jugé que la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61 s'est détériorée en raison de la déficience des opportunités de décharge de l'oxygène actif en dépit du fait que l'oxygène a été absorbé par l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61 pendant le fonctionnement au rapport
pauvre et le déroulement du programme avance à l'étape 201.
Par ailleurs, si le résultat à l'étape 300 est NON, il est jugé que la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61 ne s'est pas détériorée en raison des opportunités pour l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61 de décharger l'oxygène actif, et ce programme est terminé. À l'étape 201, afin de reconstituer la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61, la condition de fonctionnement du moteur à combustion interne est changée de façon à maintenir les gaz d'échappement à une température élevée et de rendre le
rapport air /carburant des gaz d'échappement riche.
Le troisième mode de réalisation peut obtenir sensiblement le même effet que les premier et second modes de réalisation précédemment mentionnés. De plus, en conformité avec le troisième mode de réalisation, si il est jugé à l'étape 300 que la valeur cumulée F de la quantité de consommation de carburant pendant le fonctionnement au rapport pauvre a dépassé le seuil F1, les gaz d'échappement sont maintenus à une température élevée et le rapport air/carburant des gaz d'échappement est rendu riche à l'étape 201. Le carburant inclut un composé de soufre qui influence de manière défavorable la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61. Ce composé de soufre n'est pas suffisamment décomposé à moins qu'une opportunité importante ne soit apportée à la décharge d'oxygène actif. Ainsi, il est possible de juger précisément si OUI ou non la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61 a été détériorée en jugeant si OUI ou non la valeur cumulée F de la quantité de consommation de carburant pendant le fonctionnement au rapport pauvre demandant l'absorption de l'oxygène a dépassé le seuil F1, à savoir, en jugeant si OUI ou non une opportunité importante a été apportée à la décharge de l'oxygène actif dans le but de décomposer le composé de soufre. On décrira par la suite un purificateur des gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne selon un quatrième mode de réalisation de l'invention. La structure et le fonctionnement du quatrième mode de réalisation sont sensiblement identiques à ceux des premier et second modes de réalisation qui ont été décrits en se référant aux figures 1 à 6, sauf en ce qui concerne les aspects suivants. La figure 9 est un organigramme montrant un procédé de reconstitution de la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61 en conformité avec le quatrième mode de réalisation. Comme cela est représenté à la figure 9, dès que ce programme est lancé, il est tout d'abord jugé à l'étape 406 si OUI ou non la quantité de décharge de soufre SA pendant le fonctionnement au rapport pauvre du moteur à combustion interne a dépassé un seuil prédéterminé TSA. si le résultat à l'étape 400 est OUI, il est jugé que l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61 a été empoisonné avec le soufre et que sa capacité de décharge de l'oxygène actif a été détériorée, et le déroulement du programme avance à l'étape 201. D'autre part, si le résultat à l'étape 400 est NON, il est jugé que l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61 n'a pas été empoisonné avec le soufre et que sa capacité de décharge de l'oxygène actif n'a pas été détériorée, et ce programme est terminé. À l'étape 201, afin de reconstituer la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61, la condition de fonctionnement du moteur à combustion interne est changée de façon à maintenir les gaz d'échappement à une température élevée et de rendre le rapport air/carburant des
gaz d'échappement riche.
Le quatrième mode de réalisation peut également obtenir sensiblement le même effet que les premier et second modes de réalisation'précédemment mentionnés. De plus, en conformité avec le quatrième mode de réalisation, si il est jugé à l'étape 400 que la quantité de décharge de soufre SA pendant le fonctionnement au rapport pauvre a dépassé le seuil TSA, les gaz d'échappement sont maintenus à une température élevée et le rapport air/carburant des gaz d'échappement est rendu riche. La teneur en soufre, qui influence de manière défavorable la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61, diffère parmi différents carburants. En conséquence, en jugeant à l'étape 400 si OUI ou non la quantité de décharge de soufre SA pendant le fonctionnement au rapport pauvre a dépassé le seuil TSA, il devient possible de juger plus précisément si oui ou non la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61 s'est détériorée, en comparaison avec le cas du second mode de réalisation dans lequel il est jugé si oui ou non la valeur cumulée F de la quantité de consommation de carburant pendant le fonctionnement au rapport pauvre
demandant l'absorption de l'oxygène a dépassé le seuil Fl.
On décrira par la suite un purificateur des gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne en conformité avec un cinquième mode de réalisation de l'invention. La structure et le fonctionnement du cinquième mode de réalisation sont sensiblement identiques à ceux des premier et second modes de réalisation qui ont été décrits en se référant aux figures 1 à 6, sauf en ce qui concerne les aspects décrits ci-après. La figure 10 montre un exemple expérimental représentatif des changements du couple de sortie et des changements des quantités de décharge de fumée HC, CO, et NOx lorsque le rapport air/carburant A/F (l'axe de l'abscisse à la figure 10) est changé en changeant l'ouverture de la soupape d'étranglement 17 et le taux d'EGR pendant un fonctionnement à faible charge du moteur. Comme cela est apparent à partir de la figure 10, cet exemple expérimental démontre que le taux d'EGR augmente avec une diminution du rapport air/carburant A/F et que le taux d'EGR est égal à ou plus élevé que 65% lorsque le rapport air/carburant est égal à ou inférieur au rapport air/carburant stoechiométrique (- 14,6). Si le rapport air/carburant A/F est réduit en augmentant le taux d'EGR, comme il est représenté à la figure 10, la quantité de génération de fumée commence à augmenter lorsque le taux d'EGR approche 40% et le rapport air/carburant A/F atteint approximativement 30. Ainsi, si le taux d'EGR est encore accru pour réduire le rapport air/carburant A/F, la quantité de génération de fumée augmente soudainement et atteint sa crête. Ensuite, si le taux d'EGR est encore accru pour réduire le rapport air/carburant A/F, la quantité de génération de fumée diminue soudainement et devient approximativement égale à zéro lorsque le taux d'EGR devient égal à ou supérieur à 65% et le rapport air/carburant A/F approche 15,0. En d'autres termes, presque aucune fumée n'est générée. A ce moment, le couple de sortie de moteur diminue légèrement et la quantité de génération de NOx devient considérablement faible. D'autre part, à ce moment, les quantités de génération de HC et de CO commencent à augmenter. La figure 11A représente les changements de la pression de combustion dans la chambre de combustion 5 lorsque le rapport air/carburant A/F est près de 21 et que la quantité de génération de fumée est à son maximum. La figure liB représente les changements de la pression de combustion dans la chambre de combustion 5 lorsque le rapport air/carburant A/F est près de 18 et que la quantité de génération de fumée est approximativement égale à zéro. Une comparaison entre les figure 11A et la figure liB montre que la pression de la combustion dans le cas o la quantité de génération de fumée est approximativement égale à zéro, comme cela est représenté à la figure 11B, est inférieure à la pression de la combustion dans le cas o la quantité de génération de fumée
est plus grande, comme cela est représenté à la figure 11A.
La conclusion suivante peut être obtenue à partir des résultats expérimentaux représentés aux figures 10, 11A et liB. Tout d'abord, comme il est représenté à la figure 10, la quantité de génération de NOx diminue considérablement lorsque le rapport air/carburant A/F est égal à ou inférieur à 15,0 et la quantité de génération de fumée est approximativement égale à zéro. La diminution de quantité de génération NOx signifie que la température de combustion dans la chambre de combustion 5 a diminué. Il est ainsi possible de conclure que la température de combustion dans la chambre de combustion 5 est basse lorsque presque aucune suie n'est générée. La même conclusion peut être obtenue à partir de la figure 11. C'est-à-dire que la pression de la combustion est basse lorsque presque aucune suie n'est générée à la figure liB. En conséquence, il est possible d'en conclure que la température de combustion dans la chambre de combustion 5 est
basse à ce moment.
Deuxièmement, comme cela est représenté à la figure 10, les quantités de décharge de HC et de CO augmentent si la quantité de génération de fumée, à savoir la quantité de
génération de suie, devient approximativement égale à zéro.
Ceci signifie que les hydrocarbures sont déchargés sans croissance sous forme de suie. C'est-à-dire que si la température est élevée à l'état de manque d'oxygène, les hydrocarbures à chaîne rectiligne et les hydrocarbures aromatiques inclus dans le carburant, comme cela est représenté à la figure 12,sont thermiquement décomposés. Il s'ensuit que le précurseur de la suie est formé et que la suie principalement constituée d'une agglomération solide d'atomes de carbone est produite. Dans ce cas, le processus actuel de production de suie est compliqué et il n'est pas
clair avec la configuration que le précurseur de suie prend.
Dans tous les cas, les hydrocarbures, comme il est représenté sur la figure 12, se transforment en suie par l'intermédiaire de leur précurseur. Ainsi, comme on l'a décrit ci-dessus, si la quantité de génération de suie devient approximativement égale à zéro, les quantités de décharge de HC et de CO augmentent, comme cela est représenté à la figure 10. A ce moment, HC est le précurseur de la suie ou un hydrocarbure
qui ne s'est pas mis à croître en précurseur de la suie.
On notera que le précurseur est un matériau qui est dans le processus de croissance à partir des hydrocarbures en suie
mais qui n'a pas déjà été mis à croître en suie.
Le résumé de ces considérations basées sur les résultats expérimentaux représentés aux figures 10, 11 démontre que la quantité de génération de suie est approximativement égale à zéro lorsque la température de combustion dans la chambre de combustion 5 est basse et que la chambre de combustion 5 décharge le précurseur de la suie ou les hydrocarbures qui n'ont pas été mis à croître en précurseur de la suie à ce moment. Des expériences minutieusement détaillées et des études sur ce sujet ont révélé que le processus de croissance de la suie est arrêté avant son achèvement, à savoir, qu'aucune suie n'est générée si la température du carburant et du gaz ambiant dans la chambre de combustion est égale à ou inférieure à une certaine température et que la suie est produite si la température du carburant et du gaz ambiant devient plus élevé que la certaine température précédemment mentionnée. Lorsque le processus de croissance des hydrocarbures est arrêté dans l'état de précurseur de suie, la température du carburant et du gaz ambiant et la certaine température précédemment mentionnée changent en fonction de divers facteurs incluant le type de carburant, le rapport air/carburant et le taux de compression et, en conséquence, ne peut pas être détecté précisément. Toutefois, la certaine température' a une relation proche avec la quantité de génération de NOx et ainsi peut être estimée dans une
certaine mesure à partir de la quantité de génération de NOx.
En d'autres termes, la température du carburant et du gaz ambiant pendant la combustion diminue et la quantité de génération de NOx diminue à mesure de l'augmentation du taux d'EGR. Presque aucune suie n'est générée si la quantité de génération de NOx devient approximativement égale à ou inférieure à 10 p.p.m. En conséquence, la certaine température précédemment mentionnée coïncide avec la température au moment o la quantité de génération de NOx est
approximativement égale à ou plus faible que 10 p.p.m.
Une fois que la suie a été produite, la suie ne peut pas être purifiée par un traitement ultérieur en utilisant un catalyseur ayant une fonction d'oxydation. A l'opposé, le précurseur de la suie ou les hydrocarbures qui n'ont pas été mis à croître en précurseur de suie peuvent être facilement purifiés par un traitement ultérieur en utilisant un catalyseur ayant une fonction d'oxydation. Ainsi, aux vues d'un traitement ultérieur utilisant un catalyseur ayant une fonction d'oxydation, il existe une différence cruciale si les hydrocarbures qui ont été ou non mis à croître en précurseur de suie doivent être déchargés de la chambre de combustion 5 ou que les hydrocarbures doivent être déchargés de la chambre de combustion 5 sous la forme de suie. Dans le nouveau système de combustion employé dans l'invention, les hydrocarbures qui ont été ou non mis à croître en précurseur de suie sont déchargés de la chambre de combustion 5 sans produire de suie dans la chambre de combustion 5 et sont ensuite oxydés par un catalyseur ayant une fonction
d'oxydation.
Afin d'arrêter la croissance des hydrocarbures avant la production de suie, il est nécessaire de maintenir la température du carburant et du gaz ambiant dans la chambre de combustion 5 pendant la combustion inférieure à une température'correspondant à la production de suie. Il a été révélé dans ce cas que l'effet endothermique du carburant entourant le gaz pendant la combustion influence crucialement la réduction de la température du carburant et du gaz ambiant. C'est-à-dire que les vapeurs de carburant réagissent immédiatement avec l'oxygène inclus dans l'air et brûlent si il n'y a rien d'autre que l'air autour du carburant. Dans ce cas, la température de l'air distant du carburant ne s'élève pas sensiblement et seule la température du gaz entourant le
* carburant s'élève localement de manière importante. C'est-à-
dire que l'air distant du carburant exerce difficilement l'effet endothermique de chauffage de combustion du carburant à ce moment. Dans ce cas, puisque la température de la combustion s'élève localement de manière importante, les hydrocarbures non brûilés qui ont reçu la chaleur de la
combustion produisent de la suie.
Par ailleurs, les circonstances sont légèrement différentes si le carburant dans le gaz mélangé composé d'une quantité importante de gaz inactif et d'une faible quantité d'air. Dans ce cas, les vapeurs de carburant sont diffusées autour, réagissent avec l'oxygène mélangé en gaz inactif et brûlent. Dans ce cas, puisque le gaz inactif ambiant absorbe la chaleur de la combustion, la température de la combustion ne s'élève pas de manière appréciable. C'est-à-dire qu'il est
possible de maintenir la température de la combustion basse.
En d'autres termes, la présence de gaz inactif joue un râle important dans la réduction de la température de la combustion et l'effet endothermique du gaz inactif fait qu'il est possible de maintenir la température de la combustion à
une faible valeur.
Dans ce cas, le maintien de la température du carburant et du gaz ambiant à une température inférieure à la température correspondant à la production de suie demande une quantité de gaz inactif telle qui peut absorber suffisamment la chaleur. De ce fait, la quantité requise de gaz inactif augmente à'mesure de l'augmentation de la quantité de carburant. Dans ce cas, l'effet endothermique est renforcé
proportionnellement à la chaleur spécifique du gaz inactif.
Ainsi, il est désiré qu'un gaz ayant une chaleur spécifique grande soit utilisé comme gaz inactif. A cet égard, puisque les gaz CO2 et EGR ont une chaleur spécifique relativement importante, on peut en conclure que le gaz EGR peut être
utilisé de manière désirable comme gaz inactif.
La figure 13 montre la relation entre les taux d'EGR et les quantités de génération de fumée lorsque le gaz EGR est utilisé comme gaz inactif et que le degré de refroidissement du gaz EGR est modifié. La figure 13 représente les courbes A; B; et C. La courbe A indique le cas o la température du gaz EGR est maintenue approximativement à 90 C en refroidissant intensivement le gaz EGR. La courbe B indique le cas o le gaz EGR est refroidi par une unité de refroidissement compact. La courbe C indique le cas o le gaz EGR n'est pas forcément refroidi. Si le gaz EGR est refroidi de manière intensive, comme indiqué par la courbe A représentée à la figure 13, la quantité de génération de suie atteint sa crête lorsque le taux d'EGR est légèrement inférieur à 50%. Dans ce cas, presque aucune suie n'est générée si le taux d'EGR est rendu approximativement égal à ou plus élevé que 55%. Par ailleurs, si le gaz EGR est légèrement refroidi comme indiqué à la courbe B représentée à la figure 13, la quantité de génération de suie atteint sa
crête lorsque le taux d'EGR est légèrement supérieur à 50%.
Dans ce cas, presque aucune suie n'est générée si le taux d'EGR est rendu approximativement égal à ou plus élevé que %. En outre si le gaz EGR n'est pas refroidi de manière forcée comme indiqué à la courbe C représentée à la figure 13, la quantité de génération de suie atteint sa crête lorsque le taux d'EGR est proche de 55%. Dans ce cas, presque aucune suie n'est générée si le taux d'EGR est rendu approximativement égal à ou supérieur à 70%.Ceci provient du fait que la' température du carburant et du gaz ambiant au moment de la combustion ne s'élève pas sensiblement en raison de l'effet endothermique du gaz EGR, à savoir, en raison de la combustion à faible température décrite précédemment qui empêche les hydrocarbures de croître en suie faisant qu'aucune fumée n'est générée si le taux d'EGR est rendu égal à ou supérieur à 55 %. La figure 13 représente la quantité de génération de fumée lorsque la charge de moteur est relativement élevée. Si la charge de moteur s'abaisse, le taux d'EGR lorsque la quantité de génération de suie atteint sa crête diminue légèrement et la limite inférieure du taux d'EGR lorsque presque aucune suie n'est produite diminue également légèrement. La limite inférieure du taux d'EGR lorsque presque aucune suie n'est générée change en fonction du degré de refroidissement du gaz EGR et de la charge du
moteur.
La figure 14 montre la quantité de gaz mélangé composé du gaz EGR et de l'air requis pour maintenir la température du carburant et du gaz ambiant inférieure à une température o la suie est produite, le rapport de l'air au gaz mélangé, et le rapport du gaz EGR au gaz mélangé, dans le cas o le gaz EGR est utilisé comme gaz inactif. A la figure 14, l'axe des ordonnées représente la quantité totale du gaz d'admission qui peut être introduite dans la chambre de combustion 5 et une ligne en tirets Y représente la quantité totale des gaz d'admission qui peut être introduite dans la chambre de combustion 5 lorsque l'opération de turbo compression n'est pas effectuée. L'axe des abscisses
représente la charge requise.
En se référant à la figure 14, le rapport de l'air, à savoir la quantité d'air dans le gaz mélangé indique la quantité d'air requis pour une combustion complète du carburant injecté. C'est-à-dire, dans le cas représenté à la figure 14, le rapport de la quantité d'air à la quantité d'injection du carburant au rapport air/carburant stoechiométrique. Par ailleurs, en se référant à la figure 14, le rapport du gaz EGR, à savoir la quantité de gaz EGR dans le gaz mélangé, indique la quantité minimale de gaz EGR requis pour maintenir la temperature du carburant et du gaz ambiant inférieure à une température correspondant à la formation de suie, pendant la combustion du carburant injecté. Cette quantité requise minimale du gaz EGR correspond au taux d'EGR qui est approximativement égal à ou plus élevé que 55%. Dans le mode de réalisation représenté à
la figure 14, le taux d'EGR est égal à ou plus élevé que 70%. C'est-à-dire, si l'on suppose que la quantité totale de gaz d'admission
aspirée dans la chambre de combustion 5 est indiquée par une ligne pleine X représentée à la figure 14 et que les rapports de la quantité d'air et de la quantité de gaz EGR à la quantité totale de gaz d'admission X sont comme il est représenté à la figure 14, la température du carburant et du gaz ambiant est inférieure à une température correspondant à la production de suie. En conséquence, aucune suie n'est générée. La quantité de génération de NOx à ce moment est approximativement égale à ou inférieure à 10
p.p.m. et est en conséquence considérablement faible.
Du fait que la valeur de libération de la chaleur pendant la combustion augmente si la quantité d'injection de carburant augmente, la quantité de chaleur absorbée par le gaz EGR doit être accrue afin de maintenir la température du carburant et du gaz ambiant inférieure à une température correspondant à la production de suie. Ainsi, comme cela est représenté à la figure 14, la quantité de gaz EGR doit être accrue à mesure que la quantité d'injection de carburant augmente. En d'autres termes, la quantité du gaz EGR doit être accrue à mesure que la charge requise augmente. La quantité totale de gaz d'admission X qui est aspirée dans la chambre de combustion 5 a une limite supérieure lorsque l'opération de turbo compression n'est pas effectuée. Ainsi, en se référant à la figure 14, dans une plage o la charge requise est'plus élevée que L0, le rapport air/carburant ne peut pas être maintenu au rapport air/carburant stoechiométrique à moins que le rapport du gaz EGR soit réduit à mesure que la charge requise augmente. En d'autres termes, si on essaie de maintenir le rapport air/carburant stoechiométrique dans la plage o la charge requise est plus élevée que L0 lorsque le fonctionnement en turbo compression n'est pas effectué, le taux d'EGR diminue à mesure que la charge requise augmente. Ainsi, dans la plage o la charge requise est plus élevée que LO, la température du carburant et du gaz ambiant ne peut pas être maintenue à la température
inférieure correspondant à la production de suie.
Toutefois, le taux d'EGR peut être maintenu égal à ou plus élevé que 55%, à savoir égal à 70% dans la plage o la charge requise est plus élevée que L0 si le gaz EGR est remis à circuler vers l'entrée d'un turbo compresseur, à savoir dans un tuyau d'entrée d'air du turbo compresseur d'échappement à travers un passage EGR (non représenté). En conséquence, la température du carburant et du gaz ambiant peut être maintenue à une température inférieure à une
température correspondant à la production de suie. C'est-à-
dire que si le gaz EGR est remis à circuler de manière telle que le taux d'EGR dans le tuyau d'entrée d'air devient par exemple égal à 70%, le taux d'EGR du gaz d'admission qui a été mis sous pression par un compresseur du turbo compresseur d'échappement devient égal également à 70%. Ainsi, à l'intérieur des limites de la mise sous pression par le compresseur, la température du carburant et du gaz ambiant peut être maintenue inférieure à une température correspondant à la production de suie. Il est en conséquence possible d'agrandir la plage de fonctionnement du moteur qui
peut entraîner une combustion à une faible température.
Lorsque le taux d'EGR est rendu égal ou supérieur à 55% dans la plage o la charge requise est plus élevée que L0, la soupape de commande EGR est totalement fermée et la soupape
d'étranglement est légèrement fermée.
La figure 14 montre le cas o le carburant est brûlé au rapport air/carburant stoechiométrique comme on l'a précédemment décrit. Toutefois, la quantité de génération de NOx peut être rendue approximativement égale à ou inférieure à 10 p.p.m. tout en empêchant la génération de suie, même si la quantité d'air est rendue plus petite que celle représentée à la figure 14, à savoir, même si le rapport air/carburant est rendu riche. Par ailleurs, la quantité de génération de NOx peut être rendue approximativement égale à ou inférieure à 10 p.p.m. tout en empêchant la génération de suie, même si la quantité d'air est rendue plus élevée que celle représentée à la figure 14, à savoir, même si le rapport air/carburant moyen est rendu égal à un rapport air/carburant pauvre s'étalant de 17 à 18. C'est-à-dire que la quantité de carburant devient excessive si le rapport air/carburant est rendu riche. Toutefois, puisque la température de la combustion est maintenue basse, le carburant excessif ne se transformera pas en suie. En conséquence, aucune suie n'est produite. A ce moment, la quantité de génération de NOx est également considérablement faible. Par ailleurs, une faible quantité de suie est produite en réponse à une élévation de température de la combustion lorsque le rapport air/carburant moyen est pauvre
ou lorsque le rapport air/carburant est stoechiométrique.
Toutefois, en conformité avec l'invention, puisque la température de la combustion est maintenue basse, aucune suie n'est produite. En outre, la quantité de génération de NOx est également considérablement faible. Ainsi, aucune suie n'est générée pendant la combustion à faible température sans tenir compte du rapport air/carburant, à savoir que le rapport air/carburant soit riche ou stoechiométrique ou que le rapport air/carburant moyen soit pauvre. C'est-à-dire que
la quantité de génération de NOx est considérablement faible.
Ainsi, du point de vue de l'augmentation du taux de consommation de carburant, il est désiré que le rapport
air/carburant moyen soit rendu pauvre dans ce cas.
Pendant la combustion à basse température, la température du carburant et du gaz ambiant diminue mais la température des gaz d'échappement augmente. Ceci sera décrit en se référant aux figures 15A, 15B. En se référant à la figure 15A, une ligne pleine indique la relation entre les températures moyennes des gaz Tg dans la chambre de combustion 5 et les angles de vilebrequin pendant une combustion à basse température et une ligne en tirets interrompus indique la relation entre les températures moyennes des gaz Tg dans la chambre de combustion 5 et les angles de vilebrequin pendant une combustion normale. En se référant la figure 15B, une ligne pleine indique la relation entre les températures Tf du carburant et du gaz ambiant et des angles de vilebrequin pendant une combustion à basse température et une ligne en tirets interrompus indique la relation entre les températures Tf du carburant et du gaz ambiant et des angles de vilebrequin pendant une combustion normale. La quantité des gaz EGR pendant une combustion à basse température est plus grande que la quantité de gaz EGR pendant une combustion normale. Ainsi, comme cela est représenté à la figure 15A, si l'angle de vilebrequin n'a pas atteint le point mort supérieur de compression, à savoir si le moteur est dans sa course de compression, la température moyenne des gaz Tg pendant la combustion à basse température, comme indiquée par la ligne pleine, est plus élevée que la température moyenne des gaz Tg pendant la combustion normale, comme indiquée par une ligne en tirets interrompus. À ce moment, comme cela est représenté à la figure 15B, la température Tf du carburant et du gaz ambiant est
approximativement égale à la température moyenne des gaz Tg.
La combustion est ensuite commencée à proximité du point mort supérieur de compression. Dans ce cas, pendant la combustion à basse température, en raison de l'effet endothermique du gaz EGR, la température du carburant et du gaz ambiant ne s'élève pas sensiblement, comme cela est indiqué par la ligne pleine représentée à la figure 15B. Par ailleurs, pendant la combustion normale, puisque le carburant est entouré par une quantité importante d'oxygène, la température Tf du carburant et du gaz ambiant devient extrêmement élevé, comme cela est indiqué par la ligne en tirets interrompus représentée à la figure 15B. Ainsi, la température Tf du carburant et du gaz ambiant pendant la combustion normale est beaucoup plus élevée que la température Tf du carburant et du gaz ambiant pendant la combustion à basse température. Toutefois, du fait qu'une proportion importante des gaz n'entoure pas le carburant, la température pendant la combustion normale est inférieure à la température pendant la combustion à basse température. En conséquence, comme cela est représenté la figure 15A, la température moyenne des gaz Tg dans la chambre de combustion 5 à proximité du point mort supérieur de compression est plus élevée pendante la combustion à basse température que pendant la combustion normale. Il s'ensuit, comme cela est représenté à la figure 15A, après achèvement de la combustion, que la température des gaz brûlés dans la chambre de combustion 5 pendant la combustion à basse température est plus élevée que la température des gaz brûlés dans la chambre de combustion 5 pendant la combustion normale. Ainsi, la température des gaz d'échappement s'élève
si la combustion à basse température est effectuée.
De cette manière, si la combustion à basse température est effectuée, la quantité de génération de fumée, à savoir la quantité de particules déchargées diminue et la température des gaz d'échappement s'élève. Ainsi, si la combustion normale est commutée sur la combustion à basse température pendant le fonctionnement du moteur, il devient possible de réduire la quantité des particules déchargées et d'élever la'température du filtre à particules 22. D'autre part, si la combustion à basse température est commutée sur la combustion normale, la température du filtre à particules 22 diminue. Toutefois, la quantité des particules déchargées augmente à ce moment. Dans tous les cas, la quantité des particules déchargées et la temperature du filtre à particules 22 peuvent être contrôlées par la commutation de la combustion normale et de la combustion à basse température alternativement. La température du carburant et du gaz ambiant pendant la combustion dans la chambre de combustion peut être rendue égale à ou inférieure à une température o la croissance des hydrocarbures est arrêtée avant son achèvement, seulement lorsqu'une quantité relativement faible de chaleur est libérée due à la combustion, à savoir lorsque la charge du moteur est moyenne ou faible. Ainsi, dans le mode de réalisation en conformité avec l'invention, lorsque la charge du moteur est moyenne ou faible. Ainsi, dans le mode de réalisation en conformité avec l'invention, une première combustion, à savoir une combustion à basse température, est effectuée en maintenant la température du carburant et du gaz ambiant pendant la combustion égale à ou inférieure à une température o la croissance des hydrocarbures est arrêtée avant son achèvement et une seconde combustion, à savoir une combustion normale, est effectuée lorsque la charge du moteur
est élevée. Comme il est apparent à partir de la description
qui précède, la première combustion, à savoir une combustion à faible température se réfère à une combustion d'un type dans lequel la quantité de gaz inactif dans la chambre de combustion est plus grande que la quantité de gaz inactif correspondant à une quantité de génération maximale de suie et dans lequel presque aucune suie n'est générée, et la seconde combustion, à savoir la combustion normale, se réfère à la combustion du type dans lequel la quantité de gaz inactif dans la chambre de combustion est plus petite que la quantité de' gaz inactif correspondant à une quantité de
génération maximale de suie.
La figure 16 représente une première plage de fonctionnement I' o la première combustion, à savoir, la combustion à faible température est effectuée et une seconde plage de fonctionnement II' o la seconde combustion, à savoir la combustion normale, est effectuée. A la figure 16, l'axe des ordonnées L représente la quantité d'enfoncement de la pédale de l'accélérateur 40, à savoir la charge requise et l'axe de l'abscisse N représente la vitesse du moteur. Sur la figure 16, X(N) représente une première frontière entre la première plage de fonctionnement I' et la seconde plage de fonctionnement II' et Y(N) représente une seconde frontière entre la première plage de fonctionnement I' et la seconde plage de fonctionnement II'. Un déplacement de la plage de fonctionnement depuis la première plage de fonctionnement I' à la seconde plage de fonctionnement II' est déterminé sur la base de la première frontière X(N) et un déplacement de la plage de fonctionnement depuis la seconde plage de fonctionnement II' à la première plage de fonctionnement est
déterminé sur la base de la seconde frontière (N). C'est-à-
dire que si la charge requise L dépasse la première frontière X(N) exprimée comme une fonction de la vitesse du moteur N pendant une combustion à faible température avec le moteur étant dans la première plage de fonctionnement I', il est déterminé que la plage de fonctionnement s'est déplacée vers la seconde plage de fonctionnement II' et qu'une combustion
normale est effectuée. Si la charge requise L chute au-
dessous de la seconde frontière Y(N) exprimée comme une fonction de la vitesse du moteur N, il est déterminé que la plage de fonctionnement s'est déplacée vers la première plage de fonctionnement I' et que la combustion à faible
température est effectuée.
Ceci provient des deux raisons suivantes que la première frontière X(N) et la seconde frontière Y(N) qui est sur le côté faible'charge par rapport à la première frontière X(N) sont prévues. La première raison est que la température de la combustion est relativement élevée sur le côté charge élevée de la seconde plage de fonctionnement II' et que la combustion à faible température ne peut pas être effectuée immédiatement même si la charge requise L devient inférieure à la première frontière X(N) à ce moment. C'est-à-dire que la combustion à faible température est démarrée immédiatement à moins que la charge requise L devienne considérablement
faible, à savoir inférieure à la seconde frontière Y(N).
La seconde raison est qu'il est nécessaire de prévoir un hystérésis pour un déplacement de la plage de fonctionnement entre la première plage de fonctionnement I' et la seconde
plage de fonctionnement II'.
Lorsque la combustion à faible température est effectuée avec le moteur étant dans la première plage de fonctionnement I', presque aucune suie n'est générée et au lieu de cela, des hydrocarbures non brûlés qui ont été mis à croître en précurseur de suie sont déchargés de la chambre de combustion 5. Les hydrocarbures non brûlés déchargés de la chambre de combustion 5 à ce moment sont bien oxydés par un catalyseur (non représenté) ayant une fonction d'oxydation. Comme catalyseur, il est possible d'employer un catalyseur d'oxydation, un catalyseur à trois voies ou un absorbant de NOx. Un absorbant de NOx a la fonction d'absorber le NOx lorsque le rapport air/carburant moyen est pauvre et de décharger le NOx dès que le rapport air/carburant moyen dans la chambre de combustion 5 devient riche. Cet absorbant de NOx a un porteur constitué par exemple d'alumine. Le porteur porte, par exemple, un métal noble tel que du platine Pt et au moins un matériau choisi parmi les métaux alcalins tel que le potassium K, le sodium Na, le lithium Li et le césium Cs, des éléments de terre alcaline tel que le baryum Ba et le calcium Ca, des éléments de terre rare tel que le lanthanum La et l'yttrium Y. Un catalyseur à trois voies et un absorbant de NOx ont tous les deux une fonction d'oxydation, et non une mention de catalyseur d'oxydation. En conséquence, comme on l'a décrit ci-dessus, le catalyseur à trois voies et l'absorbant de NOx peuvent être utilisés comme le catalyseur
précédemment mentionné ayant la fonction d'oxydation.
La figure 17 montre les sorties d'un capteur de rapport air/carburant (non représenté). Comme cela est représenté à la figure 17, le courant de sortie I du capteur de rapport air/carburant change en fonction du rapport air/carburant A/F. Ainsi, le rapport air/carburant peut être détecté à partir du courant de sortie I du capteur de rapport air/carburant. En se référant maintenant à la figure 18, on décrira les grandes lignes de la commande du fonctionnement dans la première plage de fonctionnement I' et dans la seconde plage de fonctionnement II'. La figure 18 montre comment l'ouverture de la soupape d'étranglement 17, l'ouverture de la soupape de commande EGR 25, le taux d'EGR, le rapport air/carburant, le cadencement d'injection du carburant et la quantité d'injection du carburant changent à mesure que la charge requise L change. Comme cela est représenté à la figure 18, dans la première plage de fonctionnement I' o la charge requise L est faible, l'ouverture de la soupape d'étranglement 17 augmente progressivement approximativement à partir de son état totalement fermé à une ouverture des deux-tiers à mesure que la charge requise L augmente et l'ouverture de la soupape de commande EGR 25 augmente progressivement approximativement à partir de son état totalement fermé à son état totalement ouvert à mesure que la charge requise L augmente. Dans l'exemple représenté à la figure 18, dans la première plage de fonctionnement I', le taux d'EGR est approximativement égal à 70% et le rapport
air/carburant est légèrement pauvre.
En d'autres termes, dans la première plage de fonctionnement I', les ouvertures de la soupape d'étranglement 17 et de la soupape de commande EGR 25 sont commandées d'une manière telle que le taux d'EGR devient approximativement égal à 70% et que le rapport air/carburant devient légèrement pauvre. Dans la première plage de fonctionnement I', l'injection du carburant est effectuée avant le point mort supérieur de compression TDC. Dans ce cas, le début d'injection du carburant OS est retardé à mesure que la charge requise L augmente. La fin d'injection du carburant 0E est également retardée proportionnellement au retard du début d'injection du carburant OS. Pendant le fonctionnement au ralenti, la soupape d'étranglement 17 est fermée approximativement à son état totalement fermé et la soupape de commande EGR 25 est également fermée approximativement à son état totalement fermé. Si la soupape d'étranglement 17 est fermée approximativement à son état totalement fermé, la pression dans la chambre de combustion au commencement de la compression diminue et ainsi la pression de la compression diminue. Si la pression de la compression diminue, le travail de compression effectué par le piston 4 diminue et ainsi l'oscillation du châssis du moteur 1 diminue. C'est-à-dire que, pendant un fonctionnement au ralenti, la soupape d'étranglement 17 est fermé approximativement à son état totalement fermé pour amortir
l'oscillation du châssis du moteur 1.
D'autre part, si la plage de fonctionnement du moteur se déplace de la première plage de fonctionnement I' à la plage de fonctionnement II', l'ouverture de la soupape d'étranglement 20 est augmentée pas à pas à partir de
l'ouverture des deux-tiers vers son état totalement ouvert.
A ce moment, dans l'exemple représenté à la figure 18, le taux d'EGR est réduit pas à pas approximativement de 70% à
% ou moins et le rapport air/carburant est accru pas à pas.
C'est-à-dire, puisque le taux d'EGR dépasse une plage de taux d'EGR (voir la figure 9) o une quantité importante de fumée est générée, un déplacement de la plage de fonctionnement du moteur de la première plage de fonctionnement I' à la seconde plage de fonctionnement II' n'entraîne pas la génération d'une quantité importante de fumée. Dans la seconde plage de fonctionnement II', la combustion normale est effectuée. Dans la seconde plage de fonctionnement II', la soupape d'étranglement 17 est principalement maintenue à son état totalement ouvert et l'ouverture de la soupape de commande EGR 25 est progressivement réduite à mesure que la charge requise L augmente. Dans la plage de fonctionnement II', le taux d'EGR diminue à mesure que la charge requise L augmente et le rapport air/carburant diminue à mesure que la charge requise L augmente. Toutefois, le rapport air/carburant demeure pauvre même si la charge requise L est accrue. Dans la seconde plage de fonctionnement II', le début d'injection
du carburant OS est proche du point mort supérieur TDC.
La figure 19A montre les rapports air/carburant A/F dans la première plage de fonctionnement I'. Sur la figure 19A les courbes repérées avec A/F = 15,5, A/F = 16, A/F = 17 et A/F = 18 indiquent que le rapport air/carburant cible est égal à ,5, 16, 17 et 18 respectivement et les rapports air/carburant parmi les courbes sont déterminés par distribution proportionnelle. Comme cela est représenté à la figure 19A, le rapport air/carburant est pauvre dans la première plage de fonctionnement I' et le rapport air/carburant A/F devient plus pauvre à mesure que la charge requise L diminue dans la première plage de fonctionnement I'. C'est-àdire que la valeur de libération de chaleur résultant de la combustion diminue à mesure que la charge requise L augmente. Ainsi, à mesure que la charge requise L diminue, la possibilité d'effectuer la combustion à faible température augmente même si le taux d'EGR a été réduit. Le rapport air/carburant A/F augmente si le taux d'EGR est réduit. Ainsi, comme cela est représenté à la figure 19A, le rapport air/carburant cible est accru à mesure que la charge requise L diminue. Le taux de consommation de carburant est
accru à mesure que le rapport air/carburant cible augmente.
Ainsi, dans ce mode de réalisation, afin de faire que le rapport air/carburant A/F soit aussi pauvre que possible, le rapport air/carburant cible A/F est accru proportionnellement à la diminution de la charge requise L. Les rapports air/carburant A/F cibles représentés à la figure 19A sont mémorisés à l'avance dans la mémoire morte 32 sous la forme d'une table de correspondance comme une fonction de la charge requise L et de la vitesse du moteur N, comme cela est représenté à la figure 19B. Les ouvertures cibles ST de la soupape d'étranglement 17 requises pour rendre le rapport air/carburant égal aux rapports air/carburant cibles représentés à la figure 19A sont mémorisées à l'avance dans la mémoire morte 32 sous la forme d'une table de correspondance comme une fonction de la charge requise L et de la vitesse du moteur N, comme cela est représenté à la figure 20A. Les ouvertures cibles SE de la soupape de commande EGR 25 requises pour rendre le rapport air/carburant égal aux rapports air/carburant cibles représentés à la figure 19A sont mémorisées à l'avance dans la mémoire morte 32 sous la forme d'une table de correspondance comme une fonction de la charge requise L et de la vitesse du moteur N, comme cela est représenté à la
figure 20B.
La figure 21A montre les rapports air/carburant A/F cibles pendant la seconde combustion, à savoir la combustion normale. Sur la figure 21A, les courbes repérées avec A/F = 24, A/F = 35, A/F = 45 et A/F = 60 indiquent que le rapport air/carburant est égal à 24, 35, 45 et 60 respectivement. Les rapports air/carburant A/F cibles représentés à la figure 21A sont mémorisés à l'avance dans la mémoire morte 32 sous la forme d'une table de correspondance comme une fonction de la charge requise L et de la vitesse du moteur N. Les ouvertures ST de la soupape d'étranglement 17 requises pour rendre le rapport air/carburant égal aux rapports air/carburant cibles représentés'à la figure 21A sont mémorisées à l'avance dans la mémoire morte 32 sous la forme d'une table de correspondance comme une fonction de la charge requise L et de la vitesse du moteur N, comme cela est représenté à la figure 22A. Les ouvertures cibles SE de la soupape de commande EGR 25 requises pour rendre le rapport air/carburant égal aux rapports air/carburant cibles représentés à la figure 21A sont mémorisées à l'avance dans la mémoire morte 32 sous la forme d'une table de correspondance comme une fonction de la charge requise L et de la vitesse du moteur N,
comme cela est représenté à la figure 22B.
Pendant la seconde combustion, la quantité d'injection de carburant Q est calculée sur la base de la charge requise L et de la vitesse du moteur N. Comme cela est représenté à la figure 23, la quantité d'injection du carburant Q est mémorisée à l'avance dans la mémoire morte 32 sous la forme d'une table de correspondance comme une fonction de la charge requise L et de la vitesse du moteur N. On décrira maintenant le déroulement du programme de commande de fonctionnement de ce mode de réalisation en se référant à la figure 24. En se référant à la figure 24, tout d'abord, il est jugé à une étape 2100 si OUI ou non un indicateur I indiquant que le moteur est dans la première plage de fonctionnement I' a été positionné. Si l'indicateur I a été positionné, à savoir si le moteur est dans la première plage de fonctionnement I', le déroulement du programme avance à l'étape 2101 o on détermine si OUI ou non la charge requise L est devenue plus élevée que la première frontière X(N). Si L < X(N), le déroulement du programme avance à une étape 2103 o on effectue la combustion à faible température. Si on juge à l'étape 2101 que L 2 X(N) , le déroulement du programme avance à une étape 2102 o l'indicateur I est remis à zéro et ensuite à une étape 2110
o la seconde combustion est effectuée.
Si il est jugé à l'étape 2100 que l'indicateur I indiquant que le moteur est dans la première plage de fonctionnement I' n'a pas été positionné, à savoir, si le moteur est dans la seconde plage de fonctionnement II', le déroulement du programme avance à une étape 2108 o on juge si OUI ou non la charge requise L est devenue inférieure à la seconde frontière Y(N). Si L > Y(Z), le déroulement du programme avance à l'étape 2110 o la seconde combustion est effectuée avec un rapport air/carburant pauvre. Par ailleurs, si on détermine à l'étape 2108 que L < Y(N), le déroulement du programme avance à l'étape 1109 o l'indicateur I est positionné, et ensuite à l'étape 2103 o la combustion à
faible température est effectuée.
A l'étape 2103, l'ouverture cible ST de la soupape d'étranglement 17 est calculée à partir de la table de correspondance représentée à la figure 20A et l'ouverture de la soupape d'étranglement 17 est positionnée à l'ouverture cible ST. Ensuite, à une étape 2104, l'ouverture cible SE de la soupape de commande EGR est calculée à partir de la table de correspondance représentée à la figure 20B et l'ouverture de la soupape de commande EGR 25 est établie à l'ouverture cible SE. Ensuite, à une étape 2105, l'écoulement massique de l'air d'admission (qu'on appellera simplement par la suite quantité d'air d'admission) Ga détecté par un détecteur de flux massique (non représenté) est capturé. Ensuite à une étape 2106, le rapport air/carburant A/F cible est calculé à partir de la table de correspondance représentée à la figure 19B. Ensuite, à une étape 2107, la quantité d'injection du carburant Q requise pour rendre le rapport air/carburant égal au rapp6rt air/carburant A/F cible est calculée sur la base de la quantité Ga du gaz d'admission et du rapport
air/carburant A/F cible.
Comme on l'a décrit précédemment, si la charge requise L ou la vitesse dumoteur N change pendant la combustion à faible température, les ouvertures de la soupape d'étranglement 17 et de la soupape de commande EGR 25 sont immédiatement amenées à coincider avec les ouvertures cibles ST, SE correspondant à la charge requise L et à la vitesse du moteur N. Ainsi, si la charge requise L est accrue par exemple, la quantité d'air dans la chambre de combustion 5 est accrue immédiatement et ainsi, le couple généré par le moteur est accru immédiatement. Si l'ouverture de la soupape d'étranglement 17 ou de la soupape de commande EGR 25 change dans une mesure suffisante pour entraîner un changement de la quantité d'air d'admission, le changement de quantité Ga d'air d'admission est détecté par le détecteur de flux massique. La quantité d'injection de carburant Q est
commandée sur la base de la quantité Ga d'air d'admission.
C'est-à-dire que la quantité d'injection du carburant Q est changée après que la quantité Ga d'air d'admission ait
réellement changé.
A une étape 2110, la quantité d'injection de carburant Q est calculée à partir de la table de correspondance représentée à la figure 23 et la quantité d'injection de carburant est fixée à la quantité d'injection de carburant cible Q. Ensuite, à une étape 2111, l'ouverture cible ST de la soupape d'étranglement 17 est calculée à partir de la table de correspondance représentée à la figure 22A. Ensuite, à une étape 2112, l'ouverture SE de la soupape de commande EGR 25 est calculée à partir de la table de correspondance représentée à la figure 22B et l'ouverture de la soupape de commande EGR 25 est fixée à l'ouverture cible SE. Ensuite à une étape 2113, la quantité Ga d'air d'admission détectée par un détecteur de flux massique est capturée. Puis, à une étape 2114, le rapport air/carburant A/F actuel (A/F)R est calculé à partir de la quantité d'injection de carburant Q et de la quantité Ga d'air d'admission. Ensuite, à une étape 2115, le rapport air/carburant A/F cible est calculé à partir de la table de correspondance représentée à la figure 21B. Puis, à une étape 2116, il est jugé si OUI ou non le rapport air/carburant A/F actuel (A/F)R est supérieur au rapport air/carbura1t A/F cible. Si (A/F)R > A/F, le déroulement du programme avance à une étape 2117 o la valeur de correction AST pour l'ouverture de la soupape d'étranglement est réduite par une valeur constante a. Le déroulement du programme avance ensuite à une étape 2119. D'autre part, si (A/F)R < A/F, le déroulement du programme avance à une étape 2118 o la valeur de correction AST est accrue de la valeur constante
a. Le déroulement du programme va ensuite à une étape 2119.
A l'étape 2119, l'ouverture cible finale ST est calculée en ajoutant la valeur de correction AST à l'ouverture cible ST et l'ouverture de la soupape d'étranglement 17 est fixée à l'ouverture cible finale ST. C'està-dire que l'ouverture de la soupape d'étranglement 17 est commandée d'une manière telle que le rapport air/carburant A/F actuel (A/F)R devient
égal au rapport air/carburant A/F cible.
Comme on l'a décrit ci-dessus, si la charge requise L ou la vitesse du moteur N change pendant la seconde combustion, la quantité d'injection du carburant est immédiatement amenée à coïncider avec la quantité d'injection du carburant cible Q correspondant à la charge requise L et à la vitesse du moteur N. Ainsi, si la charge requise L est accrue, par exemple, la quantité d'injection du carburant est immédiatement accrue et ainsi, le couple généré par le moteur est immédiatement accru. D'autre part, si la quantité d'injection de carburant Q est accrue et que le rapport air/carburant A/F dévie du rapport air/carburant A/F cible, l'ouverture de la soupape d'étranglement 20 est commandée d'une manière telle que le rapport air/carburant A/F devient égal au rapport air/carburant A/F cible. C'est-à-dire que le rapport air/carburant A/F est changé après que la quantité
d'injection de carburant Q ait changée.
Dans les modes de réalisation précédemment mentionnés, une commande en boucle ouverte de la quantité d'injection de carburant Q est effectuée pendant la combustion à faible température et le rapport air/carburant A/F est changé en changeant l'Duverture de la soupape d'étranglement 20 pendant la seconde combustion (combustion normale). Toutefois, une commande par contre réaction de la quantité d'injection de carburant Q peut également être effectuée sur la base du signal de sortie provenant du capteur de rapport air/carburant A/F 27 pendant la combustion à faible température. En variante, le rapport air/carburant A/F peut également être commandé en changeant l'ouverture de la
soupape de commande EGR 31 pendant la seconde combustion.
La figure 25 est un organigramme représentant un procédé de reconstitution de la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61 en conformité avec ce mode de réalisation. Comme cela est représenté à la figure 25, dès que ce programme est lancé, il est jugé tout d'abord à l'étape 200 si oui ou non la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61 s'est détériorée. Si le résultat à l'étape 200 est OUI, le déroulement du programme avance à l'étape 500. Si le résultat à l'étape 200 est NON, ce programme est terminé. A l'étape 500, afin de maintenir les gaz d'échappement à une température élevée et de rendre le rapport air/carburant des gaz d'échappement riche de façon à reconstituer la capacité de décharge d'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61, la combustion à faible température précédemment mentionnée, à savoir, la combustion du type dans lequel la quantité de gaz EGR délivrée à la chambre de combustion 5 est supérieure à la quantité de gaz EGR correspondant à une quantité de génération crête de suie et dans lequel presque aucune suie
n'est générée (voir la figure 13) est effectuée.
Ce mode de réalisation peut également obtenir sensiblement le même effet que les premier et second modes de réalisation précédemment mentionnés. De plus, en conformité avec ce mode de réalisation, les gaz d'échappement sont maintenus 'à une température élevée et le rapport air/carburant des gaz d'échappement est rendu riche par l'intermédiaire de la combustion dans laquelle la quantité de gaz EGR délivrée à la chambre de combustion 5 comme gaz inactif est supérieure à la quantité de gaz EGR utilisé comme gaz inactif correspondant à une quantité de génération crête de suie et la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61 est reconstituée. Il s'ensuit que la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61 peut être reconstituée tout en empêchant la quantité de génération de suie de devenir proche de la quantité de génération crête en raison de la température élevée et de la richesse des gaz d'échappement (voir la
figure 13).
On décrira maintenant un purificateur des gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne en conformité avec un sixième mode de réalisation de l'invention. La structure et le fonctionnement du sixième mode de réalisation sont sensiblement identiques à ceux des premier, second et cinquième modes de réalisation qui ont été décrits en se référant aux figures 1 à 24, sauf en ce qui concerne les aspects qui suivent. Dans le sixième mode de réalisation, un filtre à particules 222 représenté aux figures 26, 27 est employé à la place du filtre à particules 22 représenté à la figure 1. La fig. 26A et une vue de côté agrandie du filtre à particules. Comme cela est représenté aux figures 26A, 26B, le filtre à particules 222 est construit de sorte que les gaz d'échappement peuvent s'écouler à la fois dans le sens avant et dans le sens inverse. Le filtre à particules 222 comporte un boîtier 223, un premier passage 271, un second passage 272 et une soupape de commutation des gaz d'échappement. Le filtre à particules 222 est incorporé dans le boîtier 223. Le premier passage 271 est positionné en amont du filtre à particules 222 lorsque les gaz d'échappement s'écoulent dans le sens direct à travers le filtre à particules 222. Le second passage 272 est positionné en amont du filtre à particules 222 lorsque les gaz d'échappement s'écoulent dans le sens inverse à travers le filtre à particules 222. Une soupape de commutation des gaz d'échappement de son 73 peut commuter la direction d'écoulement des gaz d'échappement entre le sens direct, le
sens inverse et l'état de contournement.
Les figure 27A, 27B et 27C montrent la relation entre la position de la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 et les directions d'écoulement des gaz d'échappement. Pour être plus spécifique, la figure 27A montre la soupape de commutation des gaz d'échappement 273 prenant sa position d'écoulement normal, et la figure 27B montre la soupape de commutation des gaz d'échappement 273 prenant sa position d'écoulement inversé et la figure 27C représente la soupape de commutation des gaz d'échappement 273 prenant sa position de dérivation. Comme cela est représenté à la figure 27A, lorsque la soupape de commutation des gaz d'échappement 273 prend sa position d'écoulement normal, les gaz d'échappement qui ont circulé dans le boîtier 223 à travers la soupape de commutation des gaz d'échappement 273 s'écoulent tout d'abord à travers le premier passage 271, ensuite à travers le filtre à particules 222 et finalement à travers le second passage 272 et sont renvoyés au tuyau d'échappement à travers la soupape de commutation des gaz d'échappement 273. Comme cela est représenté à la figure 27B, lorsque la soupape de commutation des gaz d'échappement 273 est commutée à sa position d'écoulement inversé, les gaz d'échappement qui ont circulé dans le boîtier 223 à travers la soupape de commutation des gaz d'échappement 273 s'écoulent tout d'abord à travers le second passage 272, ensuite à travers le filtre à particules 222 dans une direction opposée à la direction représentée à la figure 27A et finalement à travers le premier passage 271 et sont renvoyés au tuyau d'échappement à travers l'a soupape de commutation des gaz d'échappement 273. Comme cela est représenté à la figure 27C, lorsque la soupape de commutation des gaz d'échappement 273 est commutée à sa position de dérivation, la pression dans le premier passage 271 devient égale à la pression dans le second passage 272 et ainsi les gaz d'échappement qui ont atteint la soupape de commutation des gaz d'échappement 273 s'écoulent
à travers celle-ci sans s'écouler dans le boîtier 223.
La fig. 28 est un organigramme montrant un procédé de reconstitution de la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61 en conformité avec ce mode de réalisation. Comme cela est représenté à la fig. 28, dès que ce programme est lancé, il est jugé tout d'abord à l'étape 200 si oui ou non la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61 s'est détériorée. Si le résultat à l'étape 200 est OUI, le déroulement du programme avance à l'étape 600. Si le résultat à l'étape 200 est NON, ce programme est terminé. Il est jugé à l'étape 600 si oui ou non la condition de fonctionnement du moteur à combustion interne est une condition permettant une combustion à faible température, à savoir, si oui ou non le moteur à combustion interne est dans la première plage de fonctionnement I' représenté à la figure 16. Si le résultat à l'étape 600 est OUI, le déroulement du programme avance à l'étape 500. Si le résultat à l'étape 600 est NON, le déroulement du programme avance à l'étape 601. A l'étape 500, afin de maintenir les gaz d'échappement à une température élevée et de rendre le rapport air/carburant des gaz d'échappement riche de façon à reconstituer la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61, la combustion à basse température précédemment mentionnée, à savoir la combustion du type dans lequel la quantité de gaz EGR délivrée à la chambre de combustion 5 est plus grande que la quantité de gaz EGR correspondant à la quantité de génération crête de suie et dans lequel presque aucune suie n'est générée (voir la figure 13) est effectuée. D'autre part, le filtre à particules 222 est contourné. C'est-à-dire que la soupape de commutation des gaz d'échappement 273 commute à sa position de dérivation, comme cela est représenté à la figure 26C, et les gaz d'échappement qui ont atteint la soupape de commutation des gaz d'échappement 273 s'écoulent directement
à travers celle-ci sans s'écouler dans le boîtier 223.
Ce mode de réalisation peut également obtenir sensiblement le même effet que les premier, second et cinquième modes de réalisation précédemment mentionnés. De plus, en conformité avec ce mode de réalisation, si il est jugé à l'étape 600 que le moteur à combustion interne est dans une condition de fonctionnement qui ne permet pas la combustion à basse température dans laquelle presque aucune suie n'est générée, les gaz d'échappement ne peuvent pas s'écouler dans le filtre à particules 222 et le filtre à particules 222 est contourné à l'étape 601. Il s'ensuit que, puisque la combustion dans laquelle presque aucune suie n'est générée ne peut pas être réalisée, les gaz d'échappement atteignent une faible température ou le rapport air/carburant des gaz d'échappement devient pauvre. De fait que les gaz d'échappement sont à une faible température ou s'écoulent avec un rapport pauvre dans le filtre à particules 222, il devient possible d'empêcher que la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61 d'être encore détériorée sans être reconstituée. On décrira maintenant un purificateur des gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne en conformité avec un septième mode de réalisation de l'invention. La structure et le fonctionnement du septième mode de réalisation sont sensiblement identiques à ceux du sixième mode de réalisation qui a été décrit en se référant aux figures' 1 à 27, sauf en ce qui concerne les aspects mentionnés par la suite. La fig. 29 est un organigramme montrant un procédé de reconstitution de la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61 en conformité avec le septième mode de réalisation. Comme cela est représenté à la fig. 29, dès que ce programme est lancé, il est tout d'abord jugé à une étape 900 si oui ou non la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61 peut être reconstituée. Par exemple, si le moteur à combustion interne est dans une condition de fonctionnement qui peut maintenir les gaz d'échappement à une température élevée et rendre le rapport air/carburant des gaz d'échappement riche, le résultat à l'étape 900 est OUI et le déroulement du programme avance à l'étape 901. Par ailleurs, le déroulement du programme avance à l'étape 601 si le résultat à l'étape 900 et NON. A l'étape 901, afin de reconstituer la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61, la condition de fonctionnement du moteur à combustion interne est changée ou maintenue comme elle est. Par exemple, si le moteur à combustion interne est dans la première plage de fonctionnement I' représentée à la figure 16 et qu'une combustion à faible température est effectuée, la combustion à faible température se poursuit d'une manière telle que les gaz d'échappement sont maintenus à une température élevée et que le rapport air/carburant des gaz d'échappement est rendu riche. D'autre part, si le moteur à combustion interne est dans la seconde plage de fonctionnement II' représentée à la figure 16 et qu'une combustion à faible température n'est pas effectuée, la combustion normale est commutée sur la combustion à faible température d'une manière telle que les gaz d'échappement sont maintenus à une température élevée et que le rapport air/carburant des gaz d'échappement est rendu riche. Le filtre à particules 222 est contourné à l'étape 601. C'est-à-dire que la soupape de commutation des gaz d'échappement 273 commute à la position de dérivation, comme il est représenté à la fig. 27C, et les gaz d'échappement qui ont atteint la soupape de commutation des gaz d'échappement 273 s'écoulent à travers celle-ci sans s'écouler dans le
boîtier 223.
Ce mode de réalisation peut également obtenir sensiblement le même effet que les premier et second modes de réalisation précédemment mentionnés. De plus, en conformité avec ce mode de réalisation, si il est jugé à l'étape 900 que le moteur à combustion interne est dans une condition de fonctionnement qui ne peut pas reconstituer la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61, les gaz d'échappement sont empêchés de s'écouler dans le filtre à particules et le filtre à particules est contourné à l'étape 601. Ainsi, bien que la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61 ne puisse pas être reconstituée, il devient possible d'empêcher que la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61
soit encore détériorée du fait que les gaz d'échappement sont autorisés à s'écouler dans le filtre à particules 222 afin d'essayer de reconstituer la capacité de décharge de5 l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif 61.

Claims (13)

REVENDICATIONS
1. Purificateur des gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne pour enlever des particules dans des gaz d'échappement déchargés depuis une chambre de combustion, caractérisé en ce que: un filtre à particules (22) est disposé dans un passage d'échappement du moteur (20) et enlève les particules dans les gaz d'échappement déchargés depuis une chambre de combustion (5); le filtre à particules (22) inclut un agent d'absorption d'oxygène/dè décharge d'oxygène actif (61) qui absorbe et retient l'oxygène s'il existe une quantité excessive d'oxygène aux alentours et décharge l'oxygène retenu sous la forme d'oxygène actif si la concentration de l'oxygène ambiant diminue; et la température des gaz d'échappement est élevée et le rapport air/carburant des gaz d'échappement est rendu riche (S 201) de façon à empêcher que la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge
d'oxygène actif (61) puisse se détériorer (S 200).
2. Purificateur des gaz d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que: la quantité des particules qui sont enlevées par l'intermédiaire de l'oxydation sur la base de la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif (61) augmente à mesure que la température du filtre à particules (22) s'élève; et au moins un élément de la température du filtre à particules (22) et de la quantité des particules déchargées est ajusté d'une manière telle que la quantité des particules qui sont enlevées par l'intermédiaire de l'oxydation devient
plus grande que la quantité des particules déchargées.
3. Purificateur des gaz d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que: la quantité des particules qui sont enlevées par l'intermédiaire de l'oxydation sur la base de la capacité de décharge d'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif (61) augmente à mesure que la température du filtre à particules (22) s'élève; et au moins un élément de la température du filtre à particules (22) et de la quantité de particules déchargées est ajusté de façon à empêcher que la quantité des particules déchargées puisse dépasser un seuil qui est plus grand d'une valeur prédéterminée que la quantité des particules qui sont
enlevées par l'intermédiaire de l'oxydation.
4. Purificateur des gaz d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que: la température du filtre à particules (22) est élevée et le rapport air/carburant des gaz d'échappement est rendu riche (S 201) si la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif
(61) s'est détériorée (S 200).
5. Purificateur des gaz d'échappement selon la revendication 4, caractérisé en ce que: la valeur cumulée de la quantité de consommation de carburant pendant le fonctionnement au rapport pauvre dépasse la valeur prédéterminée (S 300) si la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge
d'oxygène actif (61) s'est détériorée.
6. Purificateur des gaz d'échappement selon la revendication 4, caractérisé en ce que: la quantité de soufre déchargé pendant un fonctionnement au rapport pauvre dépasse la valeur prédéterminée (S 400) si la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif (61) s'est détériorée
7. Purificateur des gaz d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que: l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif (61) est un métal alcalin qui a une tendance à
l'ionisation plus élevée que le calcium.
8. Purificateur des gaz d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que: un moteur à combustion interne qui produit presque aucune suie si la température de carburant et du gaz ambiant dans la chambre de combustion devient égale à ou inférieure à une température prédéterminée est employé; et si la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif (61) s'est détériorée (S 200), les gaz d'échappement sont maintenus à une température élevée et le rapport air/carburant des gaz d'échappement est rendu riche par l'intermédiaire de la combustion dans laquelle la température du carburant et du gaz ambiant au moment de la combustion dans la chambre de combustion est inférieure à la température prédéterminée (S 201), de sorte que la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif
(61) est reconstituée.
9. Purificateur des gaz d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que: un moteur à combustion interne dans lequel la quantité de génération de suie augmente et atteint sa crête à mesure que la quantité des gaz inactifs délivrés à la chambre combustion est accrue et dans laquelle la température du carburant et du gaz ambiant au moment de la combustion dans la chambre combustion devient inférieure à une température pour la production de suie et que presque aucune suie n'est générée si la quantité des gaz inactifs délivrée à la chambre de combustion est encore accrue est employé; et les gaz d'échappement sont maintenus à une température élevée et le rapport air/carburant des gaz d'échappement est rendu riche par l'intermédiaire de la combustion dans laquelle la quantité de gaz inactifs délivrée à la chambre de combustion est plus grande qu'une quantité des gaz inactifs correspondant à une quantité de génération crête de suie et dans laquelle presque aucune suie n'est générée, de sorte que la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif (61) est
reconstituée.
10. Purificateur des gaz d'échappement selon la revendication 9, caractérisé en ce que: les gaz inactifs délivrés à la chambre de combustion inclut les gaz d'échappement déchargés depuis la chambre de combustion.'
11. Purificateur des gaz d'échappement selon la revendication 9, caractérisé en ce que: les gaz d'échappement sont empêchés de s'écouler dans le filtre à particules (22) si le moteur à combustion interne est dans une condition de fonctionnement qui ne permet pas la
combustion dans laquelle presque aucune suie n'est générée.
12. Purificateur des gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne pour enlever les particules dans les gaz d'échappement déchargés depuis une chambre de combustion, caractérisé en ce que: un filtre à particules (22) est disposée dans un passage d'échappement du moteur (20) et enlève les particules dans les gaz d'échappement déchargés depuis une chambre de combustion (5); le filtre à particules (22) inclut un agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif (61) qui absorbe et retient l'oxygène s'il existe une quantité excessive d'oxygène aux alentours et décharge l'oxygène retenu sous la forme d'oxygène actif si la concentration de l'oxygène ambiant diminue; un moyen de commande est prévu pour commander une condition de fonctionnement du moteur à combustion interne et pour reconstituer une capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif (61) dans une certaine condition de fonctionnement du moteur et le moyen de commande empêche les gaz d'échappement de s'écouler dans le filtre à particules (22) lorsque le moteur à combustion interne est dans une autre condition de fonctionnement que la certaine condition de fonctionnement, qui ne peut pas reconstituer la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge
d'oxygène actif (61).
13. Purificateur des gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne pour enlever les particules dans les gaz d'échappement déchargés depuis une chambre de combustion, caractérisé en ce que: un filtre à particules (22) est disposé dans un passage d'échappement du moteur (20) et enlève les particules dans les gaz d'échappement déchargés depuis une chambre de combustion (5); le filtre à particules (22) inclut un agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif (61) qui absorbe et retient l'oxygène s'il existe une quantité excessive d'oxygène aux alentours et décharge l'oxygène retenu sous la forme d'oxygène actif si la concentration de l'oxygène ambiant diminue; et la température du filtre à particules (22) est élevée et le rapport air/carburant des gaz échappement est rendu riche de façon à empêcher que la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif (61) soit détériorée, la température du filtre à particules (22) est élevée et le rapport air/carburant des gaz échappement est rendu riche (S 201) lorsque la capacité de décharge de l'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/de décharge d'oxygène actif
(61) s'est détériorée (S 200).
FR0104120A 2000-03-27 2001-03-27 Purificateur des gaz d'echappement pour moteur a combustion interne Expired - Fee Related FR2806753B1 (fr)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000090740 2000-03-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2806753A1 true FR2806753A1 (fr) 2001-09-28
FR2806753B1 FR2806753B1 (fr) 2005-09-23

Family

ID=18606307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR0104120A Expired - Fee Related FR2806753B1 (fr) 2000-03-27 2001-03-27 Purificateur des gaz d'echappement pour moteur a combustion interne

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE10114971B4 (fr)
FR (1) FR2806753B1 (fr)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT7204U1 (de) * 2002-12-19 2004-11-25 Avl List Gmbh Verfahren zum betreiben einer direkteinspritzenden diesel-brennkraftmaschine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0160482A2 (fr) * 1984-04-23 1985-11-06 Engelhard Corporation Filtre à catalyseur pour particules provenant d'un moteur Diesel
JPH07106290A (ja) 1993-09-30 1995-04-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子部品用異物除去装置
JPH07189655A (ja) * 1993-12-27 1995-07-28 Nippondenso Co Ltd エンジンの排気浄化装置
EP0984142A1 (fr) * 1997-04-24 2000-03-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Systeme de gestion d'emissions d'echappement pour moteurs a combustion interne

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3358392B2 (ja) * 1995-06-15 2002-12-16 トヨタ自動車株式会社 ディーゼル機関の排気浄化装置
JP3645704B2 (ja) * 1997-03-04 2005-05-11 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US5839274A (en) * 1997-04-21 1998-11-24 Motorola, Inc. Method for monitoring the performance of a catalytic converter using post catalyst methane measurements

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0160482A2 (fr) * 1984-04-23 1985-11-06 Engelhard Corporation Filtre à catalyseur pour particules provenant d'un moteur Diesel
JPH07106290A (ja) 1993-09-30 1995-04-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子部品用異物除去装置
JPH07189655A (ja) * 1993-12-27 1995-07-28 Nippondenso Co Ltd エンジンの排気浄化装置
EP0984142A1 (fr) * 1997-04-24 2000-03-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Systeme de gestion d'emissions d'echappement pour moteurs a combustion interne

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1995, no. 10 30 November 1995 (1995-11-30) *

Also Published As

Publication number Publication date
DE10114971A1 (de) 2001-10-11
FR2806753B1 (fr) 2005-09-23
DE10114971B4 (de) 2011-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1172532B1 (fr) Procede d&#39;epuration de gaz d&#39;echappement
FR2842247A1 (fr) Systeme de commande des emissions d&#39;echappement d&#39;un moteur a combustion interne
US20030066287A1 (en) Exhaust gas purification device of internal combustion engine
FR2831208A1 (fr) Dispositif de maitrise pour les emissions d&#39;echappement pour un moteur a combustion interne
FR2831923A1 (fr) Systeme et procede de purification de gaz d&#39;echappement destines a un moteur a combustion interne
FR2829181A1 (fr) Dispositif et procede de purification de gaz d&#39;echappement pour un moteur a combustion interne
FR2832184A1 (fr) Systeme et procede de commande d&#39;emission d&#39;un moteur a combustion interne
EP0962639A1 (fr) Procédé et dispositif de commande de purge en oxydes de soufre d&#39;un pot catalytique de traitement des gaz d&#39;échappement d&#39;un moteur à combustion interne
FR2818687A1 (fr) Dispositif de purification des gaz d&#39;echappement et procede pour un moteur a combustion interne
FR2835566A1 (fr) Procede et appareil de maitrise des gaz d&#39;echappement d&#39;un moteur a combustion interne
FR2833039A1 (fr) Dispositif de controle des emissions d&#39;un moteur a combustion interne et procede de commande de celui-ci
FR2819549A1 (fr) Systeme de traitement des gaz d&#39;echappement d&#39;un moteur a combustion
FR2809767A1 (fr) Dispositif de purification de gaz d&#39;echappement d&#39;un moteur a combustion interne
FR2806753A1 (fr) Purificateur des gaz d&#39;echappement pour moteur a combustion interne
JP3558055B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
FR2807099A1 (fr) Purificateur des gaz d&#39;echappement pour moteurs a combustion interne
JP3578102B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP3525871B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
FR2808302A1 (fr) Epurateur de gaz d&#39;echappement pour moteur a combustion interne et procede pour purifier le gaz d&#39;echappement
FR2812029A1 (fr) Procede d&#39;epuration des gaz d&#39;echappement
JP3525859B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP3573094B2 (ja) 排気ガス浄化装置
FR2812028A1 (fr) Dispositif d&#39;epuration des gaz d&#39;echappement pour un moteur a combustion interne
FR2818309A1 (fr) Procede de pilotage d&#39;un systeme de traitement des gaz d&#39;echappement
FR2831603A1 (fr) Appareil de commande d&#39;emission et procede de commande d&#39;emission d&#39;un moteur a combustion interne

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 15

ST Notification of lapse

Effective date: 20161130