FR2807099A1

FR2807099A1 - Purificateur des gaz d'echappement pour moteurs a combustion interne

Info

Publication number: FR2807099A1
Application number: FR0104118A
Authority: FR
Inventors: Kazuhiro Itoh; Toshiaki Tanaka; Shinya Hirota; Takamitsu Asanuma; Koichi Kimura; Koichiro Nakatani
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2001-03-27
Publication date: 2001-10-05
Anticipated expiration: 2021-03-27
Also published as: FR2807099B1; DE10114943A1

Abstract

Un agent oxydant (61) pour libérer l'oxygène actif pour oxyder les particules (62, 162) collectées temporairement par des séparations (54) d'un filtre à particules (22) est supportés sur les séparations (54). La direction des gaz d'échappement s'écoulant à travers les séparations (54) est inversée et les particules collectées par les séparations (54) sont diffusées vers les surfaces avant et arrière des séparations. En conséquence, la plupart des particules (62, 162) ne peuvent pas être collectées soit par les surfaces avant, soit par les surfaces arrière des séparations et ainsi la possibilité que les particules (62, 162) collectées par les séparations (54) soient déposées sans être éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation est réduite. En outre, un filtre (80, 82, 83, 84, 85) est disposé en aval du filtre à particules (22) comme moyen de sécurité pour rendre inoffensifs les composants nocifs dans les gaz d'échappement. Les composants nocifs dans les gaz d'échappement déchargés sont sans danger grâce à ceux-ci.

Description

PURIFICATEUR DES GAZ D'ECHAPPEMENT POUR MOTEURS A

COMBUSTION INTERNE

La présente invention concerne un purificateur des gaz

d'échappement pour moteurs à combustion interne.

On connaît de manière classique un purificateur des gaz d'échappement pour moteurs à combustion interne dans lequel un filtre à particules pour collecter les particules dans les gaz d'échappement évacués depuis une chambre de combustion est disposé dans le passage d'échappement du moteur et dans lequel les particules dans les gaz d'échappement sont collectées lorsque les gaz d'échappement s'écoulent à travers les parois du filtre à particules. A titre d'exemple, le brevet japonais publié N HEI 7-106290 décrit ce type de purificateur des gaz d'échappement pour des moteurs à combustion interne. Toutefois, en conformité avec des purificateurs des gaz d'échappement pour des moteurs à combustion interne décrit dans le brevet publié japonais N HEi 7-106290, les gaz d'échappement s'écoulent à travers le filtre à particules de manière invariable dans une certaine direction et on ne peut pas inverser cette direction. Ainsi, les particules collectées par les parois du filtre à particules ne peuvent pas être diffusées vers les surfaces

supérieures et inférieures des parois du filtre à particules.

Il s'ensuit que si plus qu'une certaine quantité de particules a été collectée par les parois du filtre à particules, l'effet d'élimination des particules ne peut pas être suffisamment exercé sur toutes les particules. Ainsi, si la quantité de particules s'écoulant dans le filtre à particules devient égale à ou supérieure à une certaine quantité, les particules sont collectées par les surfaces supérieures ou inférieures du filtre à particules. Il s'ensuit que les particules sont déposées sur les parois du filtre à particules. Ceci entraîne pour problème que l'obstruction du filtre à particules peut se produire ainsi

qu'une élévation de la contre pression.

L'invention a été conçue pour apporter une solution aux problèmes précédemment mentionnés. C'est un but de l'invention d'inverser temporairement la direction des gaz d'échappement s'écoulant à travers le filtre à particules et d'assurer ainsi que l'effet de l'élimination par l'intermédiaire de l'oxydation des particules collectées par les parois du filtre à particules sera suffisamment exercé sur toutes les particules. Ainsi, les particules ne peuvent pas se déposer sur les parois du filtre à particules. C'est également un but de l'invention de proposer un purificateur des gaz d'échappement pour des moteurs à combustion interne dans lesquels des particules ayant été désorbées à partir du filtre à particules dans la direction de l'écoulement des gaz d'échappement peuvent être éliminées par l'intermédiaire

d'une oxydation encore en aval du filtre à particules.

Pour être plus spécifique, dans un purificateur des gaz d'échappement pour des moteurs à combustion interne dans lequel un filtre à particules pour collecter des particules dans les gaz d'échappement évacués depuis une chambre de combustion est disposé dans un passage d'échappement du moteur et dans lequel les particules dans les gaz d'échappement sont collectées lorsque les gaz d'échappement s'écoulent à travers les parois du filtre à particules, un agent oxydant pour libérer de l'oxygène actif pour oxyder les particules temporairement collectées par les parois du filtre à particules est déposé sur les parois du filtre à particules et un moyen d'inversion d'écoulement des gaz d'échappement pour inverser la direction des gaz d'échappement s'écoulant à travers les parois du filtre à particules est prévu. Le moyen d'inversion de l'écoulement des gaz d'échappement inverse la direction des gaz d'échappement s'écoulant à travers les parois du filtre à particules et diffuse ainsi les particules collectées par les parois du filtre à particules vers les surfaces avant et arrière de celui-ci. En conséquence, la possibilité que les particules puissent être collectées par les parois du filtre à particules en étant déposées sans être éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation est réduite. En outre, des moyens de sécurité pour rendre sans danger les composants nocifs présents dans les gaz d'échappement sont disposés en aval du filtre à particules dans le purificateur des gaz d'échappement pour

des moteurs à combustion interne.

Dans un tel purificateur des gaz d'échappement pour des moteurs à combustion interne, puisque la direction des gaz d'échappemeit s'écoulant à travers les parois du filtre à particules est inversée, les particules collectées par les parois du filtre à particules sont diffusées vers les parties avant et arrière du filtre à particules. Ceci empêche la plupart des particules s'écoulant dans le filtre à particules d'être collectées par les surfaces avant et arrière du filtre à particules. En outre, puisque la direction de l'écoulement des gaz d'échappement est inversée, les parois du filtre à particules peuvent exercer l'effet de l'élimination par l'intermédiaire de l'oxydation sur les particules qui ont été déplacées En outre, en conformité avec ce purificateur des gaz d'échappement pour des moteurs à combustion interne, puisque les particules collectées par les parois du filtre à particules sont diffusées vers les surfaces avant et arrière du filtre à particules, la possibilité que des particules étant collectées par les parois du filtre à particules soient déposées sans être éliminées par l'oxydation est réduite. En conséquence, l'effet de l'élimination des particules collectées par les parois du filtre à particules par l'intermédiaire de l'oxydation peut être suffisamment exercé sur la totalité des particules. Il s'ensuit qu'il est possible d'empêcher que les particules puissent se déposer sur les parois du filtre à particules. Ainsi, le filtre à particules n'est pas obstrué et la contre pression n'augmente pas. En outre, des moyens de sécurité pour sécuriser les composants nocifs dans les gaz d'échappement sont disposés en aval (par rapport à l'écoulement des gaz d'échappement) du filtre à particules. De ce fait, les composants nocifs dans les gaz d'échappement, qui tendent à s'écouler en aval (par rapport à l'écoulement des gaz d'échappement) du filtre à particules lorsque la direction des gaz d'échappement s'écoulant à travers les parois du filtre à particules est

inversée, peuvent être assurés.

Ce qui précède et autres buts, caractéristiques, avantages et signification technique et industrielle de

l'invention seront mieux compris en lisant la description

détaillée suivante des modes de réalisation présentement préférés de l'invention, lorsque considérés en liaison avec les dessins et annexés, parmi lesquels: la Fig. 1 montre un purificateur des gaz d'échappement employé dans un moteur à combustion interne du type à allumage par compression en conformité avec un premier mode de réalisation de l'invention; la Fig. 2(A) est une vue avant de la structure du gaz d'échappement 22; la Fig. 2(B) est une vue en coupe de côté de la structure du gaz d'échappement 22; la Fig. 3(A) est une vue agrandie de la surface d'une couche porteuse formée sur la surface périphérique interne du passage d'entrée des gaz d'échappement 50; la Fig. 3(B) est une vue agrandie d'un état o une particule 62 a adhéré à la surface d'une couche porteuse formée sur la surface périphérique interne du passage d'entrée des gaz d'échappement 50; la Fig. 4(A) montre comment la particule 62 a adhéré à un agent de libération d'oxygène actif/absorption d'oxygène 61; la Fig. 4(B) montre comment une partie de particule restante 63 qui n'a pas été oxydée couvre la surface de la couche porteuse; la Fig. 4(C) montre comment une autre particule 64 est déposée sur la partie de particule restante 63; la Fig. 5 montre la quantité G des particules qui peut être éliminée par l'intermédiaire de l'oxydation par temps unitaire sans générer de flamme lumineuse; la Fig. 6 montre un exemple des programmes de commande d'opération pour le moteur; la Fig. 7 est une vue en coupe agrandie d'une séparation 54 du filtre à particules représenté à la Fig. 2 (B); la Fig. 8(A) est une vue en plan du filtre à particules 22 représenté à la Fig. 1; la Fig. 8(B) est une vue de côté du filtre à particules 22 représenté à la Fig. 1; la Fig. 9(A) montre comment les gaz d'échappement s'écoulent lorsque la soupape de commutation des gaz d'échappement 33 prend sa position d'écoulement normal; la Fig. 9(B) montre comment les gaz d'échappement s'écoulent lorsque la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 prend sa position d'écoulement inversé; la Fig. 9(C) montre comment les gaz d'échappement s'écoulent lorsque la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 prend sa position d'écoulement de dérivation la Fig. 10(A) montre comment les particules se déplacent à l'intérieur de la séparation 54 du filtre à particules lorsque la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 a été commutée à sa position d'écoulement normal; la Fig. 10(B) montre comment les particules se déplacent à l'intérieur de la séparation 54 du filtre à particules lorsque la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 a été commutée à sa position d'écoulement inversé; la Fig. 11(A) montre comment les gaz d'échappement s'écoule lorsque la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 reprend sa position d'écoulement normal; la Fig. 11(B) montre comment les particules 62 se détachant à partir d'un agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif sur les surfaces des séparations du filtre à particules sont capturées par un filtre de capture de particules 80 lorsque la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 a été commutée à sa position d'écoulement inversé: la Fig. 12 montre la densité de fumée et la quantité de génération de NO et ainsi de suite; la Fig. 13(A) montre la pression de la combustion lorsque le rapport air- carburant est proche de 21; la Fig. 13(B) montre la pression de la combustion lorsque rapport air-carburant est proche de 18; la Fig. 14 montre des molécules du carburant; la Fig. 15 montre la relation entre la quantité de génération de fumée et le taux EGR; la Fig. 16 montre la relation entre la quantité d'injection du carburant et la quantité de gaz mélangés; la Fig. 17 montre une plage de fonctionnement I' et une plage de fonctionnement II'

la Fig. 18 montre la sortie d'un capteur de rapport air-

carburant; la Fig. 19 montre l'ouverture d'une soupape d'étranglement et ainsi de suite; la Fig. 20(A) montre les rapports air/carburant dans la première plage de fonctionnement I'; la Fig. 20(B) est une représentation graphique montrant les rapports air/carburant représentés à la Fig. 20(A) en relation avec la charge requise L et la vitesse du moteur N ; la Fig. 21(A) est une représentation graphique montrant les ouvertures cibles d'une soupape d'étranglement dans la plage de fonctionnement I'; la Fig. 21(B) est une représentation graphique montrant les ouvertures cibles d'une soupape de commande EGR dans la plage de fonctionnement I'; la Fig. 22(A) montre les rapports air/carburant dans la plage de fonctionnement II'; la Fig. 22(B) est une représentation graphique montrant les rapports air/carburant représentés à la Fig. 22(A) en relation avec la charge requise L et la vitesse du moteur N la Fig. 23(A) est une représentation graphique montrant les ouvertures cibles de la soupape d'étranglement dans la plage de fonctionnement II'; la Fig. 23(B) est une représentation graphique montrant les ouvertures cibles de la soupape de commande EGR dans la plage de fonctionnement II'; la Fig. 24 est une représentation graphique montrant les quantités d'injection de carburant; la Fig. 25 est un organigramme pour commander le fonctionnement du moteur; la Fig. 26(A) est similaire à la Fig. 11(A) et montre un dispositif de chauffage électrique (81) prévu pour le filtre de capture de particules 81; la Fig. 26(B) est similaire à la Fig. 11(B) et montre le dispositif de chauffage électrique 81 prévu pour le filtre de capture de particules 80; la Fig. 27 (A) est sensiblement similaire à la Fg. 9(A) et montre comment les gaz d'échappement s'écoulent lorsque la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 prend sa position d'écoulement normal; la Fig. 27(B) est sensiblement similaire à la Fig. 9(B) et montre comment les gaz d'échappement s'écoulent lorsque la soupape de commutation des gaz d'échappement prend sa position d'écoulement inversé; la Fig. 27(C) est sensiblement similaire à la Fig. 9(C) et montre comment les gaz d'échappement s'écoulent lorsque la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 prend sa position de dérivation; la Fig. 28 est un organigramme montrant un procédé de commande de la régénération d'un filtre à particules en aval en conformité avec un quatrième mode de réalisation de l'invention, à savoir un filtre de capture des particules; la Fig. 29 montre l'effet d'une commande de chauffage après détection d'une perte de pression à travers le filtre de capture de particules 80; la Fig. 30 est un organigramme montrant un procédé de commande de'la régénération du filtre à particules 22 et du filtre de capture de particules 80 à partir d'une détérioration due au soufre; la Fig. 31 montre l'effet de la commande de régénération de détérioration due au soufre du filtre à particules 22 et du filtre de capture de particules 80; la Fig. 32(A) est sensiblement similaire à la Fig. 27(A) et montre comment les gaz d'échappement s'écoulent lorsque la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 prend sa position d'écoulement normal; la Fig. 32(B) est sensiblement similaire à la Fig. 27(B) et montre comment les gaz d'échappement s'écoulent lorsque la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 prend sa position d'écoulement inversé; la Fig. 32(C) est sensiblement similaire à la Fig. 27(C) et montre comment les gaz d'échappement s'écoulent lorsque la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 prend sa position de dérivation; la Fig. 33 est une vue de côté du filtre à particules 22 et d'un cyclone 83; et la Fig. 34 est une vue de côté du filtre à particules 22

et des filtres de capture de particules grossières 84, 85.

Dans la description suivante et dans les dessins

annexés, l'invention sera décrite de manière plus détaillée

en termes de modes de réalisation spécifiques.

On décrira par la suite les modes de réalisation de l'invention en se référant aux dessins annexés. Tout d'abord, certains termes utilisés dans le présent mémoire descriptif seront brièvement décrits. Le présent mémoire descriptif utilise les termes "suie" et "particule". On notera que les particules se référent généralement à la suie et au SOF (composant organique soluble) et ainsi de suite. La Fig. 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. La Fig. 1 montre un 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 électronique 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. Le réservoir sous pression 12 est raccordé à un compresseur 15 d'un turbocompresseur d'échappement 14 par l'intermédiaire d'un conduit d'admission 13. Une soupape d'étranglement 17 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 Fig. 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 turbocompresseur 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 incluant un filtre à particules 22.

Le filtre à particules 22 est construit d'une manière telle que les gaz d'échappement peuvent s'écouler à travers celui-ci soit dans la direction d'écoulement normal, soit dans la direction d'écoulement inversé. Un premier passage 71 sert comme passage en amont du filtre à particules 22 lorsque les gaz d'échappement s'écoulent à travers le filtre à particules 22 dans la direction d'écoulement normal. Un second passage 72 sert comme passage en aval du filtre à particules 22 lorsque les gaz d'échappement s'écoulent à travers le filtre à particules 22 dans la direction d'écoulement inversé. Une soupape de commutation des gaz d'échappement 73 commute l'écoulement des gaz d'échappement entre l'état d'écoulement normal, l'état d'écoulement inversé et l'état de dérivation. Une unité de commande de soupape de commutation des gaz d'échappement 74 commande la soupape de commutation des gaz d'échappement 73. Un filtre de capture de particules 80 est disposé en aval du filtre à particules 22 comme moyen de sécurité pour rendre sans danger les

composants nocifs dans les gaz d'échappement.

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). Une soupape de commande EGR électronique 25 est disposée dans le passage EGR 24. En outre, 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 Fig. 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 électronique 28 dont la quantité de décharge est variable. Le 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 ajusté à celui-ci. Sur la base de signal de sortie provenant du capteur de pression de carburant 29, la quantité de décharge de la pompe à carburant 28 est commandée d'une manière telle que la pression du 'carburant dans le rail commun 27 devient égale à

une pression du carburant cible.

Une UCE 30 est constituée d'un ordinateur électronique 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 35 et d'un point d'accès de sortie 36, lesquels sont interconnectés par un bus bi-directionnel 31. Un signal de sortie du capteur 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 adapté à celui-ci. 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 charges 41 générant une tension de sortie proportionnelle à la quantité d'enfoncement L d'une pédale d'accélérateur 40 est connecté à celui-ci. 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 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, le point d'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. La Fig. 2 montre la structure du filtre à particules 22. La Fig. 2 (A) est une vue avant du filtre à particules 22. La Fig. 2

(B) est une vue en coupe de côté du filtre à particules 22.

Comme cela est représenté aux Fig. 2. (A) et Fig. 2(B) 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 en parallèle. Ces passages des gaz d'échappement sont constitués des passages d'entrée des gaz d'échappement 50 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 Fig. 2(A) 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 50 est entouré par 4 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 4 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. En conséquence, 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, comme cela est indiqué par des flèches représentées à la Fig. 2(B). On notera que la cordiérite est un matériau de céramique ayant un coefficient de dilatation thermique faible et présente une excellente résistance à la chaleur, une excellente résistance aux chocs et d'excellentes propriétés d'isolement électrique à une

température élevée.

Dans le mode de réalisation de l'invention, les couches d'un porteur constitué par exemple d'alumine sont entièrement formées 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 avant et arrière des séparations 54, les surfaces d'extrémité externe 53 et les surfaces d'extrémité interne des bouchons 52, 53. Un catalyseur en métal noble et un agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif comme catalyseur d'oxydation sont supportés sur le porteur. L'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif capture et retient l'oxygène s'il y a une quantité excessive d'oxygène autour et libère l'oxygène retenu sous la forme d'oxygène actif si la concentration de l'oxygène ambiant diminue. En conséquence, la quantité d'oxygène actif augmente, et la quantité des particules qui peuvent être éliminées par

l'intermédiaire de l'oxydation par temps unitaire augmente.

Le catalyseur d'oxydation oxyde les particules qui ont été temporairement sur les surfaces des séparations 54 du filtre

à particules.

Dans ce cas, dans 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 kalium K, natrium Na, lithium Li, caesium 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 tels que cérium Ce sont utilisés comme agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif. Dans ce cas, il est préférable d'utiliser comme agent d'absorption d'oxygène/libération 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 kalium K, le lithium Li, le caesium Cs, le rubidium Rb, le

baryum Ba ou le strontium Sr.

Un métal de transition (c'est-à-dire un agent d'absorption de l'oxygène) tel que le cérium change sa valence en fonction de la concentration de l'oxygène comme cela est représenté ci-dessous. En conséquence, une quantité importante d'oxygène actif est libérée par l'intermédiaire

des changements répétés de concentration d'oxygène.

Sur la base d'un exemple dans lequel le platine Pt et le kalium K sont supportés sur le porteur, on décrira maintenant comment les particules dans les gaz d'échappement sont éliminées par le filtre à particules 22. Un effet similaire d'élimination des particules est obtenu si d'autres métaux nobles, métaux alcalins, métaux de terre alcalines, éléments de terre rare et métaux de transition sont utilisés. Du fait que la combustion est effectuée avec une quantité excessive d'air dans le moteur à combustion interne du type allumage par compression, comme cela est représenté à la Fig. 1, 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 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 est représenté à la Fig. 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

S02. En conséquence, les gaz d'échappement incluent du S02.

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 Fig. 3(A) et 3(B) sont des vues agrandies générales des surfaces des couches du porteur formé sur les surfaces périphériques internes des passages d'entrée des gaz d'échappement 50. Les Fig. 3(A) et 3(B) représentent une particule 60 de platine Pt et un agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 61 incluant du kalium K. 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 Fig. 3(A). Par ailleurs, NO dans les gaz d'échappement réagit avec 02- ou 02sur la surface du platine Pt et se transforme en NO2 (2NO + 02 -> 2NO2). Une partie du N02 produit est ensuite absorbé dans l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 61 tout en étant oxydé sur le platine Pt. Couplé au kalium K, No2 est diffusé dans l'agent d'absorptiond'oxygène/libération d'oxygène actif 61 sous la forme d'ions nitrate N03comme cela est représenté

à la Fig. 3(A) et produit du nitrate de kalium KNO3.

Par ailleurs, comme on l'a décrit précédemment, les gaz d'échappement incluent également du NO2, lequel est également absorbé dans l'agent d'absorption d'oxygène/libération

d'oxygène actif 61 par un mécanisme similaire à celui de NO.

C'est-à-dire, comme on l'a décrit précédemment, les éléments O2 adhérent à la surface du platine Pt sous la forme de 02- ou 02- et le SO2 dans les gaz d'échappement réagit avec 02- ou 02- sur la surface du platine Pt et se transforme en S03. Une partie du S03 produit est absorbé dans l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 61 tout en étant oxydé sur le platine Pt. Couplé au kalium K, SO3 est diffusé dans l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 61 sous la forme d'ions sulfate SO42- et produit du sulfate de kalium K2SO4. De cette manière, le nitrate de kalium KNO3 et le K2SO4 sont produit dans l'agent

d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 61.

Par ailleurs, puisque les particules principalement constituées de carbone C sont produites dans la chambre de

combustion 5, les gaz d'échappement incluent ces particules.

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, les particules incluses dans les gaz d'échappement viennent en contact avec les surfaces des couches porteuses, telle que la surface de l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 61, et adhèrent à celles-ci, comme cela est indiqué par la référence

numérique 62 à la Fig. 3(B).

Si la particule 62 adhère ainsi à la surface de l'agent d'absorption d'oxygène/libération 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/libération 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/libération d'oxygène actif 61, qui présente une concentration d'oxygène élevée. En conséquence, l'oxygène dans l'agent d'absorption d'oxygène/libération 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/libération d'oxygène actif 61. Il s'ensuit que le nitrate de kalium KNO3 formé dans l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 61 est décomposé en kalium K, oxygène O et NO. L'oxygène O se déplace entre la surface de contact entre la particule 62 et l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 61 et NO est libéré de l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 61 vers l'extérieur. Le NO libéré vers l'extérieur est oxydé sur le platine Pt en aval et de nouveau absorbé dans l'agent d'absorption d'oxygène/libération

d'oxygène actif 61.

De même, lorsque l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 61 absorbe NOx, de l'oxygène actif est produit au cours de la réaction avec

l'oxygène et oxyde les particules.

Par ailleurs, le sulfate de kalium K2SO4 formé dans l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 61

est également décomposé en kalium K, oxygène O et SO2.

L'oxygène O'se déplace vers la surface de contact entre la particule 62 et l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 61 et SO2 est libéré de l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 61 vers l'extérieur. Le SO2 libéré vers l'extérieur est oxydé sur le platine Pt en aval et est de nouveau absorbé dans l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 61. Toutefois, le sulfate de kalium K2SO4 a été stabilisé et ainsi il libérera probablement plus d'oxygène actif que le sulfate de kalium KNO3. D'autre part, l'oxygène O se déplaçant vers la surface de contact entre la particule 62 et l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 61 est décomposé à partir des composés tels que le nitrate de kalium KNO3 et le sulfate de kalium K2SO4. 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/libération 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. Ici, la courte durée indique habituellement de quelques minutes à une douzaine de minutes. Ainsi la

particule 62 n'est pas déposée sur le filtre à particules 22.

Il est considéré que NOx sont diffusés dans l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 61 sous la forme de fer de nitrate NO3- tout 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 été mises à adhérer sur le filtre à particules 22 sont oxydées par l'oxygène actif O et 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 les techniques apparentées, 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 éliminée par l'intermédiaire de l'oxydation à une température beaucoup plus basse comparée à la technique apparentée. Ainsi, l'effet d'éliminer les particules par l'intermédiaire de l'oxydation en conformité avec l'invention sur la base de l'oxydation de la particule 62 sans flamme est totalement différent de l'effet d'éliminer les particules par l'effet de la

combustion en conformité avec la technique apparentée.

Le platine Pt et l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 61 sont activés proportionnellement à l'élévation en température du filtre à particules 22. La quantité d'oxygène actif O qui peut être libéré depuis l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 61 par temps unitaire augmente proportionnellement à l'élévation de température du filtre à particules 22. Naturellement, les particules sont plus probablement enlevées par oxydation à mesure que la température des particules s'élève pour celles-ci. Par suite, la quantité de particules qui peut être éliminée par oxydation sur le filtre à particules 22 par temps unitaire sans générer de flamme lumineuse augment proportionnellement

à l'élévation de température du filtre à particules 22.

La Fig.' 5 montre avec une ligne pleine la quantité G de particules qui peut être éliminée par l'intermédiaire de l'oxydation par temps unitaire sans générer de flamme lumineuse. Sur la Fig. 5 l'axe de l'abscisse représente la température TF du filtre à particules 22. Bien que la Fig. 5 montre la quantité de particules G qui peut être enlevée par oxydation dans le cas o le temps unitaire est une seconde, c'est-à-dire 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 en 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 Fig. 5. 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 éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation, comme dans une plage I représentée à la Fig. 5, toutes les particules déchargées depuis la chambre de combustion 5 sont éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation sur le filtre à particules 22 successivement en un court instant sans générer de flamme lumineuse lorsqu'elles viennent en contact avec le filtre à

particules 22.

Par ailleurs, si la quantité M des particules déchargées est supérieure à la quantité G des particules qui peuvent être éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation comme dans une plage II représentée à la Fig. 5, la quantité d'oxygène actif est insuffisante pour oxyder toutes les particules. Les Fig. 4(A), 4(B) et 4(C) 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/libération d'oxygène actif 61, comme cela est représenté à la Fig. 4(A), 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 porteuse. Si la quantité d'oxygène actif continue à être insuffisante, la portion de la particule qui n'a pas été oxydée reste progressivement sur la couche porteuse l'une après l'autre. Il s'ensuit que, comme cela est représenté à la Fig. 4(B), la surface de la couche porteuse est revêtue

d'une portion de la particule restante 63.

La portion de la particule restante 63 est progressivement transformée en un matériau de charbon, qui probablement ne s'oxydera pas. Ainsi, la portion de particule restante 63 tend à demeurer o elle est. Si la surface de la couche porteuse est recouverte de la portion de la couche restante 63, l'effet d'oxydation de NO- et de SO2- du platine Pt et l'effet de libération d'oxygène actif de l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 61 sont affaiblis. Il s'ensuit qu'une particule 64 après une autre est déposée dans la portion de la couche restante 63, comme cela est représenté à la Fig. 4(C). C'est-à- dire que les particules sont déposées couche par couche. Si les particules sont ainsi déposées couche par couche, les particules ne peuvent plus être oxydées par l'oxygène actif O. Même si les particules sont probablement oxydées, elles ne sont pas oxydées par l'oxygène actif du fait qu'elles sont espacées du platine Pt et de l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 61. 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 éliminées 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 brûlées par l'intermédiaire de l'allumage à moins que les gaz d'échappement ou le filtre à particules 22 ne soient chauffés. De cette manière la plupart des particules sont oxydées sur le filtre à particules 22 en une durée relativement courte (quelques minutes à quelques douzaines de minutes) sans générer de flamme lumineuse dans la plage I représentée à la Fig. 5 et les particules sont déposées couche par couche sur le filtre à particules 22 dans la plage II représentée à la Fig. 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

éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation.

Comme cela est apparent à partir de la Fig. 5, le filtre à particules 22 employé dans le mode de réalisation de l'invention peut oxyder les particules même si sa température TF est considérablement basse. Ainsi, dans le moteur à combustion interne du type allumage par compression représenté à la Fig. 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 éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation. Si la quantité des particules déchargées M est ainsi maintenue plus petite que quantité G des particules qui peuvent être éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation, aucune particule n'est déposée sur le filtre à particules 22 couche par couche. 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.

D'autre part, après que les particules aient été déposées couche par couche sur le filtre à particules 22, comme on l'a décrit précédemment, même si la quantité G des particules déchargées est devenue plus petite que la quantité G des particules qui peuvent être éliminées 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 éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation, lorsque certaines des particules qui n'ont pas été oxydées restent sur le filtre à particules, à savoir, lorsque la quantité des particules déposées n'est pas supérieure à une certaine quantité, la plupart des particules restantes sont éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation par l'oxygène actif O sans générer de flamme lumineuse. Ainsi, même dans le cas o la quantité M des particules déchargées est normalement plus petite que la quantité G des particules qui peuvent être éliminées 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 éliminées 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 porteuse puisse être recouverte de la portion de particules restantes 63, comme cela est représenté à la Fig. 4(B). 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 éliminées 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 éliminées par

l'intermédiaire de l'oxydation.

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 éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation. Ainsi, si le moteur vient juste d'être démarré comme dans ce cas, on considère que certaines des particules qui n'ont pas été oxydées restent sur le filtre à particules 22 comme dans la plage II. Par ailleurs, même si la quantité M des particules déchargées et la température TF du filtre à particules 22 sont contrôlées pour rendre les plages I et II possibles, les particules peuvent être déposées couche par couche sur le filtre à particules 22. Dans un tel cas, le rapport air/carburant d'une portion des gaz d'échappement ou des gaz d'échappement entiers est rendu riche. Les particules sont ensuite modifiées par l'intermédiaire de la libération de l'oxygène actif et seront probablement oxydées et ainsi la quantité de particules qui peut être éliminée par

l'intermédiaire de l'oxydation par temps unitaire augmente.

En outre, puisque le rapport air/carburant des gaz d'échappement est temporairement rendu riche, le métal noble est régénéré à partir de la détérioration par oxydation en utilisant un agent de réduction. En conséquence, l'activité du métal noble est accentuée et ainsi il devient plus facile de libérer l'oxygène actif. De cette manière, la plupart des particules déposées sur le filtre à particules 22 peuvent

être oxydées sans générer de flamme lumineuse.

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 libéré de l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 61 vers l'extérieur. L'oxygène actif qui a été libéré élimine la plupart des particules déposées par l'intermédiaire de la combustion sans générer de flamme lumineuse. 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 plus 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.

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 NOx se détériore.

Ainsi, la quantité d'oxygène actif est chargé depuis l'agent

d'absorption d'oxygène/libération 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/libération 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.

En outre, le cérium Ce a les fonctions de capturer l'oxygène (Ce203 -> 2CeO2) le rapport air/carburant prend une valeur pauvre et de libérer l'oxygène actif ( 2CeO2 -> Ce203) lorsque le rapport air/carburant est déplacé vers une valeur riche. En conséquence, dans le cas o le cérium Ce est utilisé comme l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 61, les particules sont oxydées par l'oxygène actif libéré depuis l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 61 après adhérence des particules sur le filtre à particules 22 lorsque le rapport air/carburant prend une valeur pauvre et les particules sont oxydées en raison d'une quantité importante d'oxygène actif déchargé depuis l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 61 lorsque le rapport air/carburant est déplacé vers une valeur riche. En conséquence, dans le cas o le cérium Ce est utilisé comme l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 61, la réaction d'oxydation des particules sur le filtre à particules 22 peut être probablement encourager si le rapport air/carburant est quelques fois déplacé

temporairement d'une valeur pauvre à une valeur riche.

La Fig. 6 montre un exemple des programmes pour commander le fonctionnement du moteur. En se référant à la Fig. 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 qui commandait 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 éliminées par l'intermédiaire de

l'oxydation.

Par ailleurs, si il est déterminé 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 d'une manière telle que le taux 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 CaS04 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 kalium K utilisé comme l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 61, le S03 diffusé dans l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 61 est couplé au kalium K et forme du sulfate de kalium K2S04 et le calcium a 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 kalium K, du lithium Li, du caesium Cs, du rubidium Rb, du baryum Ba ou du strontium Sr soient utilisés comme

l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 61.

De plus, l'invention est également applicable au cas o seulement un métal noble tel que du platine Pt est supporté sur les couches porteuses formées sur les surfaces avant et arrière du filtre à particules 22. On notera qu'une ligne pleine indiquant la quantité G des particules qui peuvent être éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation est légèrement décalée vers la droite par rapport à la ligne pleine représentée à la Fig. 5. Dans ce cas, l'oxygène actif est libéré de N02 ou de S03 retenus sur la surface du platine Pt. De plus, un catalyseur capable de capturer et de retenir N02 et S03 ou de libérer de l'oxygène actif depuis le N02 ou le S03 capturés peut être utilisé comme l'agent d'absorption

d'oxygène/libération d'oxygène actif.

La Fig. 7 est une vue en coupe agrandie d'une des séparations 54 du filtre à particules représenté à la Fig. 2(B). La Fig. 7 montre un passage des gaz d'échappement 66 s'étalant à l'intérieur de la séparation 54, une base 67 du filtre à particules et un agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 261 supporté sur la surface de la séparation 54 du filtre à particules. Comme on l'a décrit précédemment, l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 261 a la fonction d'oxyder les particules qui ont été temporairement collectées sur la surface des séparations 54 du filtre à particules. La Fig. 7 montre également un agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 161 supporté à

l'intérieur de la séparation 54 du filtre à particules.

L'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 161 est similaire en fonction de l'oxydation à l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 261 et peut oxyder les particules qui ont été temporairement connectées

à l'intérieur des séparations 54 du filtre à particules.

Les Fig. 8(A) et 8(B) sont des vues agrandies du filtre à particules 22 représenté à la Fig. 1. Pour être plus spécifique, la Fig. 8(A) est une vue en plan du filtre à particules et la Fig. 8(B) est une vue de côté du filtre à particules. Les Fig. 9(A), 9(B) et 9(C) montrent les relations entre la position de la soupape de commutation des gaz d'échappement et l'écoulement des gaz d'échappement. Pour être plus spécifique, la Fig. 9(A) représente la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 prenant sa position d'écoulement normale, et la Fig. 9(B) représente la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 prenant sa position d'écoulement inversée et la Fig. 9(C) représente la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 prenant sa position de dérivation. Lorsque la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 prend sa position d'écoulement normale les gaz d'échappement qui ont circulé dans le boîtier 23 à travers la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 s'écoulent tout d'abord à travers le premier passage 71, ensuite à travers le filtre à particules 22 et finalement à travers le second passage 72 et sont renvoyés au tuyau d'échappement à travers la soupape de commutation des gaz

d'échappement 73, comme cela est représenté à la Fig. 9(A).

Lorsque la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 prend sa position d'écoulement inversée, les gaz d'échappement qui ont circulé dans le boîtier 23 à travers la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 s'écoulent tout d'abord à travers le second passage 72, ensuite à travers le filtre à particules 22 dans une direction opposée à la direction représentée à la Fig. 9(A) et finalement à travers le premier passage 71et sont renvoyés au tuyau d'échappement à travers la soupape de commutation des gaz

d'échappement 73, comme cela est représenté à la Fig. 9(B).

Lorsque la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 prend sa position de dérivation, puisque la pression dans le premier passage 71 est égale à la pression dans le second passage 72, les gaz d'échappement qui ont atteint la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 s'écoulent à travers celle-ci sans s'écouler dans le boîtier 23, comme cela est

représenté à la Fig. 9(C).

Les Fig. 10(A) et 10(B) montrent comment les particules se déplacent à l'intérieur d'une des séparations 54 du filtre à particules lorsque la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 est commutée. Pour être plus spécifique, la Fig. 10(A) est une vue en coupe agrandie de la séparation 54 du filtre à particules lorsque la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 prend sa position d'écoulement normale (voir la Fig. 9(A)) et la Fig. 10 (B) est une vue en coupe agrandie de la séparation 554 du filtre à particules lorsque la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 a été commutée de sa position d'écoulement normale à sa position d'écoulement inversée (voir la Fig. 9(B)) comme cela est représenté à la Fig. 10(A), lorsque la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 prend sa position d'écoulement normale et que les gaz d'échappement s'écoulent en aval, les particules 162 existant dans le passage des gaz d'échappement 66 à l'intérieur des séparations sont pressées contre l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 161 à l'intérieur des séparations par l'écoulement des gaz d'échappement et déposées sur celui-ci. De ce fait, les particules 162 qui ne sont pas en contact direct avec l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 171 n'ont pas été oxydés suffisamment. Ensuite, comme cela est représenté à la Fig. 10(B), si la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 est commutée de sa position d'écoulement normale à sa position d'écoulement inversée et que les gaz d'échappemerit s'écoulent en amont, les particules 162 existant dans le passage des gaz d'échappement 66 à l'intérieur de la séparation sont remplacées par l'écoulement des gaz d'échappement. Il s'ensuit que les particules 162 qui n'ont pas été suffisamment oxydées viennent en contact direct avec l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 61 et sont suffisamment oxydées. En outre, certaines des particules qui sont déposées sur l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 261 sur la surface de séparation du filtre à particules lorsque la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 prend sa position d'écoulement normale (voir la Fig. 10(A) sont désorbés depuis l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 261 sur la surface de séparation du filtre à particules (voir la Fig. 10(B)) dès que la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 est commutée de sa position d'écoulement

normale à sa position d'écoulement inversée.

Dans ce mode de réalisation, la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 est commutée de sa position d'écoulement normale représentée à la Fig. 9(B) ou à partir de sa position d'écoulement inversée représentée à la Fig. 9(B) ou de sa position d'écoulement normale représentée à la Fig. 9(A), d'une manière telle que les particules collectées par les séparations 54 du filtre à particules 22 sont diffusées vers les surfaces supérieure et inférieure des séparations 54 (voir la Fig. 7). En commutant ainsi la soupape de commutation des gaz d'échappement 73, la possibilité que les particules collectées par les séparations 54 du filtre à particules 22 soit déposée sans être éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation est réduite. Ainsi, les particules collectées par les séparations 54 du filtre à particules 22 sont sensiblement régulièrement diffusées vers les surfaces supérieure et inférieure des séparations 54 du

filtre à particules 22.

Les Fig. 11(A) et 11(B) montrent comment les particules 62 désorbées de l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 61 sur les surfaces de séparation du filtre à particules pendant la commutation de la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 sont capturées par le filtre de capture de particules 80. Pour être plus spécifiques, la Fig. 11(A) correspond à la Fig. 10(A) et représente la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 prenant sa position d'écoulement normale et la Fig. 11(B) correspond à la Fig. 10(B) représente la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 qui vient juste d'être commutée de sa position d'écoulement normale à sa position d'écoulement inversée. Comme cela est représenté à la Fig. 11, certaines des particules 62 qui se sont déposées sur l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif sur les surfaces des séparations du filtre à particules, lorsque la soupape de commutation des gaz d'échappement prend sa position d'écoulement normale sont désorbées de l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif sur les surfaces des séparations du filtre à particules dès que la soupape de commutation-des gaz d'échappement 73 est commutée de sa position d'écoulement normale à sa position d'écoulement inversée. Les particules désorbées 62 sont capturées par le filtre de capture de particules 80, lequel

est disposé en aval du filtre à particules 22.

La Fig. 12 montre un exemple expérimental représentatif des changements du couple de sortie et des changements de densité de fumée et des quantités de décharge HC, CO, et NOx lorsque le rapport air/carburant A/F (l'axe de l'abscisse à la Fig. 12) est changé en changeant l'ouverture de la soupape d'étranglement 17 et que le taux d'EGR pendant un fonctionnement à faible charge du moteur. Comme cela est apparent à partir de la Fig. 12, cet exemple expérimental démontre que le taux d'EGR augmente proportionnellement à la diminution du rapport air/carburant A/F et que le taux EGR est égal à ou plus élevé que 65% lorsque le rapport air/carburaxXt est égal à ou inférieur au rapport air/carburant A/F stoechiométrique (peu différent de 14,6). Si le rapport air/carburant A/F est réduit en augmentant le taux EGR comme il est représenté à la Fig. 12, la quantité de génération de fumée commence à augmenter lorsque le taux EGR approche 40% et le rapport air/carburant A/F atteint approximativement 30. Ainsi, si le taux 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 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 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 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 Fig. 13(A) représente les changements de la pression de compression dans la chambre de combustion 5 lorsque le rapport air/carburant A/F est près de 21 et la quantité de génération de fumée est à son maximum. La Fig. 13(B) représente les changements de la pression de compression dans la chambre de combustion 5 lorsque le rapport air/carburant A/F est près de 18 et la quantité de génération de fumée est à son maximum égale à zéro. Une comparaison entre les Fig. 13(A) et la Fig. 13(B) 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 Fig. 13(B) est inférieure que la pression de la combustion dans le cas o la quantité de génération de fumée est supérieure, comme cela est représenté à la Fig. A. La conclusion suivante peut être obtenue à partir des résultats expérimentaux représenté aux Fig. 12 et 13. Tout d'abord, corme il est représenté à la Fig. 12, 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 Fig. 13. C'est-à-

dire que la pression de la combustion est basse lorsque presque aucune suie n'est générée à la Fig. 13(B). 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 Fig. 12, 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 déchargées sans croissance dans la suie. La Fig. 14 montre comment les atomes de carbone inclus dans le carburant sont couplés les uns aux autres. Comme cela est représenté à la Fig. 14, si le carbone est aromatique ou sous la forme d'une chaîne rectiligne, il est thermiquement décomposé en réponse à une élévation de la température à l'état de déficience d'oxygène. Il s'ensuit que le précurseur de la suie est formé. Ensuite, la suie principalement constituée d'une agglomération de 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 Fig. 14 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 zéio, la quantité de décharge de HC et de CO augmente, comme cela est représenté à la Fig. 12. A ce moment, HC est le précurseur de la suie ou un hydrocarbure qui n'a pas augmenter dans le précurseur de la suie. On notera que le précurseur est un matériau qui n'est pas devenue un produit qui doit être obtenu dans le processus de

réaction chimique.

Le résumé de ces considérations basées sur les résultats expérimentaux représentés aux Fig. 12, 13(A) et 13(B) démontrent 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 les précurseurs de la suie ou les hydrocarbures qui n'ont pas été mis à croître dans le 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

élevée 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 mentionnées 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 à partir de la quantité de génération de NOx dans une certaine mesure. En d'autres termes, la température du carburant et du gaz ambiant pendant la combustion diminue et la quantité de génération de NOx diminue proportionnellement à l'augmentation du taux 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 les hydrocarbures doivent être déchargés de la chambre de combustion 5 sous la forme de suie. Dans le nouveau système de combustion en conformité avec l'invention, les hydrocarbures qui ont été ou non mis à croître en précurseurs 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 si rien d'autre que l'air n'existe 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 quelque peu 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 brûlés 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 est 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 rôle 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 proportionnellement à 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 CO2 et le gaz 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 Fig. 15 montre la relation entre le taux EGR et la densité de fumée lorsque le gaz EGR est utilisé comme gaz inactif et le degré de refroidissement du gaz EGR est modifié. La Fig. 15 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 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 Fig. 15, la quantité de génération de suie atteint sa crête lorsque le taux EGR est légèrement inférieur à 50%. Dans ce cas, presque aucune suie n'est générée si le taux 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 Fig. 15, la quantité de génération de suie atteint sa crête lorsque le taux EGR est légèrement supérieur à 50%. Dans ce cas, presque aucune suie n'est générée si le taux EGR est rendu approximativement égal à ou plus élevé que 65%. En outre si le gaz EGR n'est pas refroidi de manière forcée comme indiqué à la courbe C représentée à la Fig. 15, la quantité de génération de suie atteint sa crête lorsque le taux EGR est proche de 55%. Dans ce cas, presque aucune suie n'est générée si le taux EGR est rendu approximativement égal à ou supérieur à 70%. La Fig. 15 représente la quantité de génération de fumée lorsque la charge de moteur est relativement élevée. Si la charge du moteur s'abaisse, le taux EGR lorsque la quantité de génération de suie atteint sa crête diminue légèrement et la limite inférieure du taux EGR lorsque presque aucune suie n'est produite diminue également légèrement. La limite inférieure du taux 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 Fig. 16 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 inférieur correspondant à la production de suie, 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 Fig. 16, 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 tiret 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 Fig. 16, 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. A savoir, dans le cas représenté à la Fig. 16, 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 Fig. 16, 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 température du carburant et du gaz ambiant inférieure à une température correspondant à la formation de suie, pendant la combustion du carburant injecté. La quantité requise minimale du gaz EGR correspond au taux EGR qui est approximativement égal à ou plus élevé que 55%. Dans le mode de réalisation représenté à la Fig. 16, le taux 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 introduit dans la chambre de combustion 5 est indiquée par une ligne pleine X représentée à la Fig. 16 et que le rapport 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 Fig. 16, 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 en réponse à l'augmentation de quantité d'injection de carburant, 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 Fig. 16, la quantité de gaz EGR doit être accrue proportionnellement à l'augmentation de quantité d'injection de carburant. En d'autres termes, la quantité du gaz EGR doit être accrue proportionnellement à l'augmentation de charge requise. La quantité totale de gaz d'admission X qui est introduite 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 Fig. 16, 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 proportionnellement à l'augmentation de la charge requise. 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 EGR diminue proportionnellement à l'augmentation de la charge requise. Ainsi, dans la plage o la charge requise est plus élevée que NO, 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 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 NO 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 EGR dans le tuyau d'entrée d'air devient par exemple égal à 70%, le taux 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, tant que la mise sous pression par le compresseur est possible, 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 température à une faible température. Lorsque le taux EGR est rendu égal ou supérieur à 55% dans la plage o la charge requise est plus élevée que NO, la soupape de commande EGR est totalement fermée et la

soupape d'étranglement est légèrement fermée.

La Fig. 16 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 Fig. 16, à savoir, même si le rapport air/carburant est rendu riche. Par ailleurs la quantité de génération 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 Fig. 16, à savoir, même si le rapport air/carburait moyen est rendu égal à un rapport air/carburant pauvre s'étalant de 10 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, me 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.

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, une première combustion, à savoir une combustion à basse température est effectuée avec la température du carburant et du gaz ambiant pendant la combustion étant maintenue égale à ou inférieure à une température o la croissance des hydrocarbures est arrêtée avant son achèvement. Dans ce mode de réalisation, lorsque la charge du moteur est élevée, une seconde combustion, à savoir une combustion normale est effectuée. 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 inactifs dans la chambre de combustion est plus grande que la quantité de gaz inactifs 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 inactifs dans la chambre de combustion est plus petite que la quantité de gaz inactifs

correspondant à une quantité de génération maximale de suie.

La Fig. 17 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 secondecombustion, à savoir la combustion normale, est effectuée. A la Fig. 17, 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 Fig. 17, 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 déterminée 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

déterminée 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 dans l'état de pré- précurseurs sont déchargés dans 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. Un catalyseur d'oxydation, un catalyseur à trois voies ou un absorbant de NOx peuvent être utilisés comme catalyseur ayant une fonction d'oxydation. Un absorbant de NOx a la fonction d'absorber le NOx lorsque le rapport air/carburant moyen est pauvre et de libérer 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 kalium K, le natrium 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 aucune 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 Fig. 18 montre la sortie d'un capteur de rapport air/carburant (non représenté). Comme cela est représenté à la Fig. 18, 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 Fig. 19, 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 Fig. 19 montre comment l'ouverture de la soupape d'étranglement 17, l'ouverture de la soupape de commande EGR 25, le taux 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 Fig. 19, 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 Fig. 19, dans la première plage de fonctionnement I', le taux EGR est approximativement égal à 70% et le rapport

air/carburant est quelque peu 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 EGR devient approximativement égal à 70% et que le rapport air/carburant devient quelque peu pauvre. Dans la première plage de fonctionnement I', l'injection du carburant est effectuée avant le point mort haut de compression TDC. Dans ce cas, le début d'injection du carburant qS est retardé proportionnellement à l'augmentation de la charge requise L. La fin d'injection du carburant qE est également retardée proportionnellement au retard du début d'injection du carburant qS. 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 5 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 la vibration du moteur 1 est amortie. 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 la vibration 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 Fig. 19, le taux EGR est réduit pas à pas approximativement de 70% à 40% au

moins et le rapport air/carburant est accru pas à pas. C'est-

à-dire, puisque le taux EGR dépasse une plage de taux EGR (voir la Fig. 15) 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 proportionnellement à l'augmentation de la charge requise L. Dans la plage de fonctionnement II', le taux EGR diminue proportionnellement à l'augmentation de la charge requise L et le rapport air/carburant diminue proportionnellement à l'augmentation de la charge requise L. 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 qS est proche du point mort supérieur TDC.

La Fig. 20(A) montre les rapports air/carburant A/F dans la première plage de fonctionnement I'. Sur la Fig. 20(A) les courbes repérées avec A/F = 15,5 A/F = 17 et A/F = 18 indiquent que le rapport air/carburant cible est égal à 15,5, 16, 17 et 18 respectivement et les rapports air/carburant parmi les courbes sont déterminés par distribution proportionnelle. Comme cela est représenté à la Fig. 20(A), 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-à- dire que la valeur de libération de chaleur résultant de la combustion diminue proportionnellement à la diminution de la charge requise L. Ainsi, la possibilité d'effectuer la combustion à faible température augmente proportionnellement à la diminution de la charge requise L même si le taux EGR a été réduit. Le rapport air/carburant augmente si le taux EGR est réduit. Ainsi, comme cela est représenté à la Fig. 20(A), le rapport air/carburant cible est accru proportionnellement à la diminution de la charge requise L. Le taux de consommation de carburant est accru proportionnellement à l'augmentation du rapport air/carburant cible. Ainsi, dans ce mode de réalisation, afin de faire que le rapport air/carburant soit aussi pauvre que possible, le rapport air/carburant cible est accru proportionnellement à la diminution de la charge requise L. Les rapports air/carburant A/F cibles représentés à la Fig. 20(A) 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 Fig. 20(B). Les ouvertures cible ST de la soupape d'étranglement 17 requises pour rendre le rapport air/carburant égal au rapport air/carburant cible représenté à la Fig. 20(A) 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 Fig. 21(A). Les ouvertures cibles SE de la soupape de commande EGR 25 requises pour rendre le rapport air/carburant égal au rapport air/carburant cible représenté à la Fig. 20(A) 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 Fig. 21(B).

La Fig. 22(A) montre les rapports air/carburant A/F cibles pendant la seconde combustion, à savoir la combustion normale. Sur la Fig. 22(A), 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 Fig. 22(A) 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 au rapport air/carburant cible représenté à la Fig. 22(A) 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 Fig. 23(A). Les ouvertures cibles SE de la soupape de commande EGR 25 requises pour rendre le rapport air/carburant égal au rapport air/carburant cible représenté à la Fig. 22(A) 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 Fig. 23(B).

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 Fig. 24, 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 Fig. 25. En se référant à la Fig. 25, tout d'abord, il est déterminé à une étape 1100 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 1101 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 1103 o on effectue la combustion à faible température. Si on détermine à l'étape 1101 que L = X(N), le déroulement du programme avance à une étape 1102 o l'indicateur I est remis à zéro et ensuite une étape 1110 o

la seconde combustion est effectuée.

Si il est déterminé à l'étape 1100 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 1108 o on détermine 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 1110 o la seconde combustion est effectuée avec un rapport air/carburant pauvre. Par ailleurs, si on détermine à l'étape 1108 que L < Y(N), le déroulement du programme avance à l'étape 1109 o l'indicateur I est positionné, et ensuite à l'étape 1103 o

la combustion à faible température est effectuée.

A l'étape 1103, l'ouverture cible ST de la soupape d'étranglement 17 est calculée à partir de la table de correspondance représentée à la Fig. 21(A) et l'ouverture de la soupape d'étranglement 17 est positionnée à l'ouverture cible ST. Ensuite, à une étape 1104, l'ouverture cible SE de la soupape de commande EGR est calculée à partir de la table de correspondance représentée à la Fig. 21(B) et l'ouverture de la soupape de commande EGR 25 est établie à l'ouverture cible SE. Ensuite, à une étape 1105, 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 1106, le rapport air/carburant cible est calculé à partir de la table de correspondance représenté à la Fig. (B). Ensuite, à une étape 1107, la quantité d'injection du carburant Q requise pour rendre le rapport air/carburant égal au rapport air/carburant cible est calculée sur la base de la quantité Ga du gaz d'admission et du rapport air/carburant cible. Comme on l'a décrit précédemment, si la charge requise L ou la vitesse du moteur 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 coïncider 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. Par ailleurs, 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 massif. 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 1110, la quantité d'injection de carburant Q est calculée à partir de la table de correspondance représentée à la Fig. 24 et la quantité d'injection de carburant est fixée à la quantité d'injection de carburant cible Q. Ensuite, à une étape 1111, l'ouverture cible ST de la soupape d'étranglement 17 est calculée à partir de la table de correspondance représentée à la Fig. 23(A). Ensuite, à une étape 1112, l'ouverture SE de la soupape de commande EGR 25 est calculée à partir de la table de correspondance représentée à la Fig. 23(B) et l'ouverture de la soupape de commande EGR 25 est fixée à l'ouverture cible SE. Ensuite à une étape 1113, la quantité Ga d'air d'admission détectée par un détecteur de flux massique est capturée. Puis, à une étape 1114, 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 1115, le rapport air/carburant A/F cible est calculé à partir de la table de correspondance représentée à la Fig. 22(B). Puis, à une étape 1116, il est déterminé si OUI ou non le rapport air/carburant A/F actuel (A/F)R est supérieur au rapport air/carburant A/F cible. Si (A/F)R > A/F, le déroulement du programme avance à une étape 1117 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 1119. D'autre part, si (A/F)R = A/F, le déroulement du programme avance à une étape 1118 o la valeur de correction AST est accrue de la valeur constante

a. Le déroulement du programme va ensuite à une étape 1119.

A l'étape 1119, 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 (E/F)R devient

égal au rapport air/carburant A/F cible.

Ainsi, 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'fnjection du carburant cible Q correspondant à la charge requise L et à la vitesse du moteur L. 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 de 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 est changée.

Dans le mode de réalisation précédemment mentionné, 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'ouverture 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

(combustion normale).

Dans ce mode de réalisation, la combustion normale (= ordinaire) précédemment mentionnée dans laquelle la quantité de gaz EGR délivrée à la chambre de combustion 5 est plus faible que la quantité de gaz EGR comme gaz inactif correspondant à la quantité de génération maximale de suie est effectuée dans le mode d'écoulement normal représenté aux Fig. 9(A), 10(A) et 11(A). La combustion à faible température précédemment mentionnée dans laquelle la quantité de gaz EGR délivrée dans la chambre de combustion 5 est plus grande que la quantité de gaz EGR comme gaz inactif correspondant à la quantité de génération maximale de suie et dans laquelle presque aucune suie n'est générée est effectuée dans le mode d'écoulement inversé C représenté aux Fig. 9(B), 10(B) et

11(B).

En outre, dans ce mode de réalisation, la quantité de particules déchargées de la chambre de combustion 5 par temps unitaire est habituellement plus petite que la quantité des particules qui peuvent être éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation sur le filtre à particules 22 par temps unitaire sans génération de flamme lumineuse. C'est-à-dire que même si la quantité de particules déchargées est devenue temporairement supérieure à la quantité de particules qui peuvent être éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation dans la plage I représentée à la Fig. 5, la condition de fonctionnement du moteur à combustion interne est commandée pour maintenir la quantité de particules déchargées et la température du filtre à particules 22 de façon à empêcher que pas plus qu'une certaine quantité de particules qui peuvent être éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation puisse être déposée plus qu'une certaine quantité de particules qui peuvent être éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation puisse être déposée sur le filtre à particules 22 si la quantité de particules déchargées est par la suite devenue plus faible que la quantité de particules qui peuvent être

éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation.

En conformité avec ce mode de réalisation, l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 261 comme agent oxydant pour libérer l'oxygène actif pour oxyder les particules qui ont été temporairement collectées par les séparations 54 du filtre à particules 22 est déposé sur les séparations 54 du filtre à particules 22 comme cela est représenté à la Fig. 7. En inversant la direction des gaz d'échappement s'écoulant à travers les séparations 54 du filtre à particules 22, les particules collectées par les séparations 54 du filtre à particules 22 sont diffusées vers les surfaces supérieure et inférieure (voir la Fig. 7) des séparations 54 du filtre à particules 22, comme cela est représenté à la Fig. 9. En conséquence, il est possible d'empêcher que la plupart des particules qui ont circulé dans le filtre à particules depuis d'être collectées par les surface supérieure et inférieure des séparations du filtre à particules et exercent l'effet d'éliminer les particules en aval des séparations 54 du filtre à particules 22 par l'intermédiaire de l'oxydation. L'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 261 (voir la Fig. 7) sur les surfaces des séparations 54 du filtre à particules 22 est un préréquisite pour l'effet précédemment mentionné d'élimination des particules par l'intermédiaire de l'oxydation. En conséquence, cet effet peut être obtenu même si l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 161 (voir la Fig. 7) à l'intérieur des séparations 54 du

filtre à particules 22 n'existe pas.

En outre, en conformité avec ce mode de réalisation, puisque les particules collectées par les séparations 54 du filtre à particules 22 sont diffusées vers les surfaces supérieure et inférieure des séparations 54 du filtre à particules 22 comme décrit ci-dessus, la possibilité que les particules collectées par les séparations 54 du filtre à particules 22 soient déposées sans être éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation est réduite comparé au cas o les particules ne sont pas diffusées. En conséquence, l'effet de l'élimination des particules collectées par les séparations 54 du filtre à particules 22 par l'intermédiaire de l'oxydation peut être suffisamment exercé sur toutes les particules. Il s'ensuit qu'il est possible d'empêcher les particules d'être déposées sur les séparations 54 du filtre à particules 22. L'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 261 (voir la Fig. 7) sur les surfaces des séparations'54 du filtre à particules 22 est un préréquisite pour exercer suffisamment l'effet d'élimination par l'intermédiaire de l'oxydation sur toutes les particules. De ce fait, cet effet peut être obtenu même si l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 161 (voir la Fig. 7) n'existe pas à l'intérieur des séparations 54 du

filtre à particules 22.

En outre, en conformité avec ce mode de réalisation, le filtre de capture de particules disposé en aval du filtre à particules 22 comme moyen de sûreté pour sécuriser les composants nocifs dans les gaz d'échappement. En conséquence, les composants nocifs dans les gaz d'échappement, qui tendent à s'écouler en aval du filtre à particules 22 lorsque la direction des gaz d'échappement s'écoulant à travers les séparations 54 du filtre à particules 22 est inversée,

peuvent être sécurisés (voir la Fig. 11(B).

De plus, en conformité avec ce mode de réalisation, comme cela est représenté aux Fig. 7, 10(A) et 10(B), l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 161 comme catalyseur d'oxydation pour oxyder les particules 162 collectées temporairement à l'intérieur des séparations 54 du filtre à particules 22 est supporté à l'intérieur des séparations 54 du filtre à particules 22. En conséquence, les particules 162 à l'intérieur des séparations 54 du filtre à particules 22 peuvent être éliminées par l'intermédiaire de 1 'oxydation à l'intérieur des séparations 54 du filtre à particules 22 au moyen de l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 161 à l'intérieur des séparations 54 du filtre à particules 22. De plus, en conformité avec ce mode de réalisation la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 est prévue comme moyen d'inversion des gaz d'échappement pour déplacer les particules 162 qui ont été temporairement collectées par les séparations 54 du filtre à particules 22. En conséquence l'effet d'élimination des particules 162 à l'intérieur des séparations'54 du filtre à particules 22 par l'intermédiaire de l'oxydation en utilisant l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 161 à l'intérieur des séparations 54 du filtre à particules 22 peut être encouragé en déplaçant les particules 162 qui ont été temporairement collectées à l'intérieur des séparations 54 du filtre à

particules 22 (Fig. 10(A) et 10(B)).

En outre, en conformité avec ce mode de réalisation, puisque le filtre de capture de particules 80 est disposé en aval du filtre à particules 22 comme moyen de sûreté pour rendre sans danger les composants nocifs dansles gaz d'échappement, les particules 62 qui peuvent s'écouler en aval du filtre à particules 22 lorsque la direction des gaz d'échappement s'écoulant à travers les séparations 54 du filtre à particules 22 est inversée peuvent être empêchées

d'être directement déchargées (voir la Fig. 11(B)).

En conformité avec ce mode de réalisation, même si la quantité de particules est devenue plus faible que la quantité des particules qui peuvent être éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation et que la quantité des particules déchargées est devenue temporairement plus grande que la quantité des particules qui peuvent être éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation, la quantité des particules déchargées et la température du filtre à particules 22 sont maintenues d'une manière telle que pas plus qu'une certaine quantité de particules qui peuvent être éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation seront déposées sur le filtre à particules 22 lorsque la quantité des particules déchargées devient par la suite plus faible que la quantité des particules qui peuvent être éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation. De ce fait, la plupart des particules dans les gaz d'échappement sont éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation sur le filtre à particules 22 sans génération de

flamme lumineuse.

En conséquence, les particules qui sont déposées en couche à cbouche n'ont pas besoin d'être éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation avec des flammes lumineuses comme c'est le cas dans la technique apparentée. Des particules sont oxydées avant d'être déposées couche à couche sur le filtre à particules, d'o il résulte que la plupart des particules dans les gaz d'échappement peuvent être éliminées. De plus, en conformité avec ce mode de réalisation, même si la quantité de particules déchargée est normalement devenue plus faible que la quantité de particules qui peuvent être éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation et que la quantité des particules déchargées est devenue temporairement plus grande que la quantité des particules qui peuvent être éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation, la condition de fonctionnement du moteurs à combustion interne est commandée de façon à maintenir la quantité de particules déchargées à la température du filtre à particules 22 de sorte que pas plus qu'une certaine quantité de particules qui peuvent être éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation seront déposées sur le filtre à particules 22 lorsque la quantité des particules déchargées devient par la suite plus faible que la quantité des particules qui peuvent être éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation. De manière plus spécifique, la condition de fonctionnement du moteur à combustion interne est commandée sur la base de la quantité des particules déchargées et de la température du filtre à particules 22 d'une manière telle que la quantité de particules déchargées devient plus faible que la quantité des particules qui peuvent être éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation ou que pas plus qu'une certaine quantité de particules qui peuvent être éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation sera déposée sur le filtre à particules 22 lorsque la quantité des particules déchargée devient plus faible que la quantité des particules qui peuvent être éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation même après un excès temporaire de quantité'de particules qui peuvent être éliminées par la quantité des particules déchargées. En conséquence, à l'opposé du cas o la condition de fonctionnement du moteurs à combustion interne coïncide incidemment avec une condition de fonctionnement dans laquelle la quantité de particules déchargées devient plus petite que la quantité de particules pouvant être éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation ou une condition de fonctionnement dans laquelle pas plus qu'une certaine quantité de particules qui peuvent être éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation sera déposée sur le filtre à particules lorsque la quantité de particules déchargées devient plus petite que la quantité de particules pouvant être éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation même après un excès temporaire de la quantité des particules qui peuvent être éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation par la quantité des particules déchargées, la quantité de particules déchargées peut être rendue plus petite que les particules qui peuvent être éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation avec certitude. En variante, il est possible de s'assurer que pas plus qu'une certaine quantité de particules qui peuvent être éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation peut être déposée sur le filtre à particules 22 lorsque la quantité de particules déchargées devient plus petite que la quantité des particules qui peuvent être éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation même après un excès temporaire de la quantité des particules qui peuvent être éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation par la quantité des particules déchargées. De ce fait, les particules peuvent être oxydées avec une fiabilité plus élevée avant d'être déposées de manière couche par couche sur le filtre à particules 22 comparé au cas de la coïncidence incidentale de la condition de fonctionnement du

moteur à combustion interne.

En outre, en conformité avec ce mode de réalisation, l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif supporté sur le filtre à particules 22 capture et retient l'oxygène s"il existe une quantité d'oxygène excessive autour et libère l'oxygène retenu sous la forme d'oxygène actif si la concentration de l'oxygène ambiante diminue (voir les Fig. 3(A) et 3(B)). De ce fait, à l'opposé de la technique apparentée o les particules qui ont été déposées de manière couche par couche sur le filtre à particules sont éliminées avec des flammes lumineuses, les particules 62 peuvent être éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation sans générer de flamme lumineuse au moyen de l'oxygène actif libéré depuis l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 61 avant que les particules 62 soient déposées de manière couche

par couche sur le filtre à particules 22.

En outre, en conformité avec ce mode de réalisation, une combustion normale dans laquelle la quantité de gaz EGR délivré dans la chambre de combustion 5 est plus petite que la quantité de gaz EGR comme gaz inactifs correspondant à une quantité de génération maximum de suie est effectuée lorsque la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 comme moyen d'inversion d'écoulement des gaz d'échappement est en mode d'écoulement normal (voir la Fig. 9(A)) et une combustion à faible température dans laquelle 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 maximum de suie et dans laquelle presque aucune suie n'est générée est effectuée lorsque la soupape de commutation des gaz d'échappement 76 est dans son mode d'écoulement inversé (voir la fig. 9(B)). C'est-à-dire que, puisque la combustion à faible température dans laquelle la quantité de gaz EGR est délivrée à la chambre de combustion est plus grande que la quantité de gaz EGR correspondant à une quantité de génération maximum de suie et dans laquelle presque aucune suie n'est générée est effectuée, l'effet d'élimination des particules par l'intermédiaire de l'oxydation peut être encouragé par HC et CO qui sont inclus dans les gaz d'échappement à ce moment. En outre, pendant une combustion à faible température dans laquelle la quantité de gaz EGR délivrés à la chambre de combustion 5 est supérieure à la quantité de gaz EGR correspondant à une quantité de génération maximum de suie et dans laquelle presque aucune suie n'est générée, la direction de l'écoulement des gaz d'échappement est inversée. De ce fait, pendant une combustion normale dans laquelle la quantité de gaz EGR délivrés à la chambre de combustion 5 est inférieure à la quantité de gaz EGR correspondant à une quantité de génération maximum de suie, les particules sont déposées sur

une surface du filtre à particules 22 (voir la Fig. 10(A)).

Même si l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif sur la surface du filtre à particules 22 a été détériorée par le soufre, les particules déposées sur une surface du filtre à particules 22 peuvent être éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation sans être influencées par la détérioration du soufre au moyen des gaz d'échappement incluant HC et CO qui sont entrés à partir de l'autre surface (voir la Fig. 10(B)) du filtre à particules 22 et s'écoulent

à travers les séparations 54 du filtre à particules 22.

Comme second mode de réalisation de l'invention, un filtre à particules ayant un catalyseur d'oxydation peut être prévu à la place du filtre de capture de particules 80. Le second mode de réalisation peut obtenir sensiblement le même effet que le premier mode de réalisation précédemment mentionné. En outre, à l'opposé du filtre de capture de particules 80, ce filtre à particules peut purifier HC et CO de même que les particules. Comme variante du second mode de réalisation, il est également possible de prévoir un filtre à particules utilisant un catalyseur d'oxydation à la place du filtre de capture de particules 80 et d'éliminer NOx en

délivrant un gaz ayant un rapport air/carburant riche.

On décrira maintenant un purificateur des gaz d'échappement pour moteurs à combustion interne en conformité avec un troisième mode de réalisation de l'invention. La structure et le fonctionnement du troisième mode de réalisation sont sensiblement identiques à ceux du premier mode de réalisation décrit en se référant aux Fig. 1 à 25 sauf en ce qui concerne ce qui sera décrit ci-dessous. Dans le troisième mode de réalisation, un dispositif de chauffage électrique (EHC) 81 comme moyen de chauffage représenté aux Fig. 26(A) et 26(B) est employé en plus du filtre de capture de particules 80 représenté à la Fig. 1. Les Fig. 26(A) et 26(B) sont similaires aux Fig. 11(A) et 11(B) respectivement et montrent le dispositif de chauffage électrique 81 prévu

pour le filtre de capture de particules 80.

En conformité avec le troisième mode de réalisation, le filtre de capture de particules 80 muni du dispositif de chauffage électrique 81 est disposé en aval du filtre à particules 22 comme moyen de sécurité pour rendre sans danger les composants nocifs dans les gaz d'échappement. De ce fait, les particules 62 qui peuvent s'écouler en aval du filtre à particules 22 lorsque la direction des gaz d'échappement s'écoulant à travers les séparations 54 du filtre à particules 22 est inversée peuvent être empêchées d'être directement déchargées sans être éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation et les particules 62 capturées par le filtre de capture de particules 80 peuvent être

éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation par la chaleur.

Dans une variante du troisième mode de réalisation, il est également possible d'employer un brûleur à la place du dispositif de chauffage électrique 80. Cette variante peut également obtenir sensiblement le même effet que les modes de

réalisation précédemment mentionnés.

On décrira maintenant un purificateur des gaz d'échappement pour moteurs à combustion interne en conformité avec un quatrième mode de réalisation de l'invention. La structure et le fonctionnement du quatrième mode de réalisation sont sensiblement identiques à ceux du premier mode de réalisation décrit en se référant aux Fig. 1 à 25 sauf en ce qui concerne ce qui sera décrit ci-dessus. Dans le quatrième mode de réalisation, des capteurs de pression 43, 44, 45 et 46 représenté aux Fig. 27(A), 27(B) et 27(C) sont prévus en plus du filtre à particules 22 et du filtre de capture de particules 80. Les Fig. 27(A), 27(B) et 27(C) sont sensiblement similaires à la Fig. 9 et montrent la relation entre la position de la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 et l'écoulement des gaz d'échappement. Pour être plus spécifique, la Fig. 27(A) montre la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 prenant sa position d'écoulement normal, et la Fig. 27(B) montre la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 prenant sa position d'écoulement inversé et la Fig. 27(C) représente la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 prenant sa position

de dérivation.

Lorsque la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 prend sa position d'écoulement normal, les gaz d'échappement qui ont circulé dans le boîtier 23 à travers la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 s'écoulent tout d'abord à travers le premier passage 71, ensuite à travers le filtre à particules 22 et finalement à travers le second passage 72 et sont renvoyés au tuyau d'échappement à travers la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 comme cela est représenté à la Fig. 27(A). Dans l'intervalle, les particules 62 dans les gaz d'échappement sont temporairement collectées par le filtre à particules 22. Si la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 est ensuite commutée à sa position d'écoulement inversé, les gaz d'échappement qui ont circulé dans le boîtier 23 à travers la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 s'écoulent tout d'abord à travers le second passage 72, ensuite à travers le filtre à particules 22 dans une direction opposée à la direction représentée à la Fig. 27(A) et finalement à travers le premier passage 71 et sont renvoyés au tuyau d'échappemeit à travers la soupape de commutation des gaz

d'échappement 73, comme cela est représenté à la Fig. 27(B).

Dans l'intervalle, les particules 62 collectées temporairement par le filtre à particules 22 sont désorbées du filtre à particules 22 et capturées par le filtre de capture de particules 80. Si la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 est commutée à sa position de dérivation, la pression dans le premier passage 71 devient égale à la pression dans le second passage 72. En conséquence, les gaz d'échappement qui ont atteint la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 s'écoulent à travers celle-ci sans s'écouler dans le boîtier 23, comme cela est représenté à la Fig. 9(C). Dans l'intervalle, la condition de fonctionnement pour le moteur à combustion interne est commutée pour chauffer les gaz d'échappement comme cela sera décrit par la suite et le filtre de capture de particules 80

est chauffé.

La Fig. 28 est un organigramme montrant un procédé de régénération d'une filtre à particules en aval du quatrième mode de réalisation, à savoir un filtre de capture de particules. Si le présent programme est lancé, il est déterminé tout d'abord à une étape 200 si oui ou non la différence APD entre la pression lue par le capteur de pression 45 et la pression lue par le capteur de pression 46 est supérieure à une valeur de seuil TPD. Si le résultat à l'étape 200 est négatif, il est déterminé que la quantité des particules capturées dans le filtre de capture de particules n'est pas importante et qu'il n'y a pas besoin de régénérer le filtre de capture de particules 80 et ainsi le présent programme est terminé. D'autre part, si le résultat à l'étape 200 est OUI, il est déterminé qu'une partie relativement importante de particules sont capturées dans le filtre de capture de particules 80 et que le filtre de capture de particules 80 doit être régénérer et le déroulement du programme avance à une étape 201. La valeur du seuil TPD est fixée à une valeur telle que le filtre de capture de particules 80 n'est pas endommagé par l'intermédiaire de la dissolution lorsque les particules dans le filtre de capture de particules 80 sont éliminées par l'intermédiaire de l'oxydation en chauffant le filtre de capture de particules 80 et que la performance du moteur à combustion interne ne se détériore pas lorsque la température des gaz d'échappement est élevée pour chauffer le filtre de capture de particules 80. A l'étape 201, la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 est commutée à sa

position de dérivation comme il est montré à la Fig. 27(C).

Ensuite, à l'étape 202, la température des gaz d'échappement est élevée par exemple par l'intermédiaire de la combustion à faible température précédemment mentionnée et le filtre de capture de particules 80 est chauffé par les gaz d'échappement. Il est également possible d'effectuer une injection de course d'expansion ou l'addition de HC au système d'échappement ou injection VIGOM + retard d'injection. Il est ensuite déterminé à une étape 203 si oui ou non le filtre à particules en aval, à savoir le filtre de capture de particules 80 a été régénéré. Si le résultat à l'étape 203 est négatif, à savoir si la différence APD entre la pression lue par le capteur de pression 45 et la pression lue par le capteur de pression 46 n'est pas devenue égale à ou inférieure à une valeur prédéterminée, il est déterminé que la régénération du filtre de capture de particules 80 n'a pas besoin d'être poursuivie et la commande de chauffage du

filtre de capture de particules 80 se poursuit à l'étape 204.

Par ailleurs, si le résultat à l'étape 203 est OUI, à savoir si la différence APD entre la pression lue par le capteur de pression 45 et la pression lue par le capteur de pression 46 est devenue égale à ou inférieure à la valeur prédéterminée, il est déterminé que la régénération du filtre de capture de particules 80 s'est achevée et le déroulement du programme avance à uhe étape 205. A l'étape 205, la commande de régénération du filtre de capture de particules 80 est terminée et le fonctionnement normal du moteur à combustion interne est reprise. Ensuite, à une étape 206, la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 est commutée à sa position d'écoulement normal représenté à la Fig. 27(A) ou à

sa position d'écoulement inversé représenté à la Fig. 27(B).

La Fig. 29 montre l'effet de la commande de chauffage du filtre de capture de particules en conformité avec le quatrième mode de réalisation. Comme cela est représenté à la Fig. 29, si la perte de pression APD dans le filtre à particules en aval, à savoir le filtre de capture de particules devient plus grande que la valeur de seuil TPD alors que la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 est commutée entre sa position d'écoulement normal et sa position d'écoulement inversé pendant le fonctionnement normal du moteur à combustion interne (temps T3), la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 est commutée sur sa position de dérivation et la commande de chauffage du filtre de capture de particules 80 est effectuée par l'intermédiaire

de la commande de chauffage du moteurs à combustion interne.

Sur achèvement de la régénération du filtre de capture de particules 80 (temps T4), le fonctionnement normal du moteur à combustion interne est repris et la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 est commutée sur sa position d'écoulement inversé. En conformité avec ce mode de réalisation, les gaz d'échappement contournent les séparations 54 du filtre à particules 22 lorsque la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 prend sa position de dérivation, d'o il résulte que le filtre de capture de particules 80 est chauffé. En conséquence, on n'a pas besoin de prévoir un moyen séparé pour chauffer le filtre de capture de particules , tel qu'un dispositif de chauffage électrique 81, et le filtre de capture de particules 80 peut être chauffé par les gaz d'échappement qui ont contourné le filtre à particules 22. De pus, en conformité avec ce mode de réalisation, si la différence de pression APD a dépassé la valeur de seuil TPD en raison du dépôt des particules sur le filtre de capture de particules 80, les gaz d'échappement contournent les séparations 54 du filtre à particules 22 et le filtre de capture de particules 80 est chauffé. Pour être plus spécifique, les gaz d'échappement contournent le filtre à particules 22 lorsque les particules sont déposées sur le filtre de capture de particules 80, et les gaz d'échappement ne contournent pas le filtre à particules 22 lorsque aucune particule ne s'est déposée sur le filtre de capture de particules 80. De ce fait, l'effet d'élimination par l'intermédiaire de l'oxydation par l'agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif 161, 261 (voir la Fig. 7) dans les séparations 54 du filtre à particules 22 peut être empêché d'être affaibli en raison d'une diminution de la température du filtre à particules 22 lorsque les gaz d'échappement sont nécessairement amenés à contourné le

filtre à particules 22.

On décrira maintenant un purificateur des gaz d'échappement pour moteurs 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 quatrième mode de réalisation décrits en se référant aux

Fig. 1 à 29 sauf en ce qui concerne ce qui est décrit ci-

dessous. La Fig. 30 est un organigramme montrant un procédé de commande de la régénération du filtre à particules 22 et du filtre de capture de particules 80 à partir de la détérioration due au soufre. Si la valeur cumulée de la quantité de consommation du carburant devient égale à ou supérieure à une valeur prédéterminée, il est déterminé que le soufre a provoqué une détérioration et le présent programme est lancé. Comme il est représenté à la Fig. 30, si le présent programme est lancé, il est tout d'abord déterminé à une étape 300 si oui ou non le filtre à particules en amont, à savoir le filtre à particules 22 a été régénéré à partir de la détérioration due au soufre. C'est-à-dire qu'il est déterminé à une étape 300 si oui ou non le temps écoulé pour la commande de régénération de la détérioration due au soufre du filtre à particules 22 est devenue égale ou plus longue qu'une durée prédéterminée. Si le résultat à l'étape 300 est négatif, les gaz d'échappement sont chauffés à une température élevée et rendus riches par exemple par l'intermédiaire de la combustion à faible température précédemment mentionné à l'étape 301 de façon à poursuivre la commande de régénération de détérioration du soufre du filtre à particules 22. Par ailleurs, si le résultat à l'étape 300 est OUI, à savoir si le filtre à particules 22 a été régénéré à partir de la détérioration par le soufre, la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 prend sa position de contournement comme il est représenté à la Fig. 27(C) de façon à régénérer le filtre à particules en aval, à savoir le filtre de capture de particules 81 de la détérioration due au

soufre à l'étape 201.

Il est ensuite déterminer à une étape 302 si oui ou non le filtre à particules en aval, à savoir le filtre de capture de particules 80 a été régénéré à partir de la détérioration due au soufre. C'est-à-dire qu'il est déterminé à une étape 302 si oui ou non le filtre à particules en aval, à savoir le filtre de capture de particules 80 a été régénéré de la détérioration au soufre. En d'autres termes, il est déterminé à l'étape 302 si oui ou non le temps écoulé pour la commande de régénération de la détérioration par le soufre du filtre de capture de particules 80 est devenu égal ou plus long qu'une durée prédéterminée. Si le résultat à l'étape 302 est NON, un retard est prévu à l'étape 303 de façon à continuer la commande de régénération de la détérioration due au soufre du filtre de capture de particules 80. D'autre part, si le résultat à l'étape 302 est OUI, à savoir si le filtre de capture de particules 80 a été régénéré de la détérioration due au soufre, la commande normale de fonctionnement du moteur à combustion interne est reprise. Ensuite, à une étape 305, la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 est commutée de sa position de dérivation à sa position

d'écoulement normal ou à position d'écoulement inversé.

La Fig. 31 montre l'effet de la commande de régénération de la détérioration due au soufre du filtre à particules 22 et du filtre de capture de particules 80 en conformité avec le cinquième mode de réalisation. Comme cela est représenté à la Fig. 31, la commande de régénération de la détérioration due au soufre du filtre à particules en amont, à savoir le filtre à particules 22, est tout d'abord effectuée à partir du temps T5 jusqu'au temps T6 et la commande de régénération de la détérioration due au soufre du filtre à particules en aval qui a été détérioré par le soufre déchargé depuis le filtre à particules 22 avant le temps T6, à savoir le filtre de capture de particules 80, est ensuite effectué du temps T6

jusqu'au temps T7.

En conformité avec ce mode de réalisation, lorsque la commande de régénération de la détérioration due au soufre du filtre de capture de particules 80 doit être effectuée, la commande de régénération de la détérioration due au soufre du filtre à particules 22 est tout d'abord effectuée (du temps T5 au temps T6) et la commande de régénération de la détérioration due au soufre du filtre de capture de particules 80 est ensuite effectuée (du temps T6 au temps T7). En conséquence, la fréquence d'exécution de la commande de régénération de la détérioration due au soufre du filtre de capture de particules peut être réduite comparé au cas o la commande de régénération de la détérioration due au soufre du filtre 'de capture de particules est tout d'abord effectuée, o la commande de régénération de la détérioration due au soufre du filtre à particules est ensuite effectuée et o la commande de régénération de la détérioration due au soufre du filtre de capture de particules qui a été détérioré de nouveau par le soufre s'écoulant pendant la régénération du filtre à particules depuis la détérioration due au soufre

est finalement effectuée.

On décrira maintenant un purificateur des gaz d'échappement pour moteurs 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 et quatrième modes de réalisation décrits en se référant aux Fig. 1 à 31 sauf en ce qui concerne ce qui est décrit ci-dessous. La Fig. 32 est sensiblement similaire à la Fig. 27 et montre la relation entre la position de la soupape de commutation des

gaz d'échappement 73 et l'écoulement des gaz d'échappement.

Pour être plus spécifique, la Fig. 32(A) montre la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 prenant sa position d'écoulement normal et la Fig. 32(B) montre la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 prenant sa position de dérivation et la Fig. 32(C) montre la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 prenant sa position d'écoulement inversé. Les Figs. 32(A), 32(B) et 32(C) montrent un filtre à particules 82 supportant un catalyseur à NOx pauvre comme catalyseur de purification des gaz d'échappement. Lorsque les particules 162 collectées temporairement à l'intérieur des séparations 54 du filtre à particules 22 sont déplacées (voir les Figs. 10(A) et 10(B)), à savoir lorsque la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 est commutée à partir de sa position d'écoulement normal (Fig. 32(A)) à sa position d'écoulementinversé (Fig. 32(C)) à partir de sa position d'écoulement normal (Fig. 32(A)) à sa position de dérivation (Fig.; 32(B)) à sa position d'écoulement inversé (Fig. 32(C)) commè représenté à la Fig. 22, HC, CO, NOx dans les gaz d'échappement s'écoulent en aval du filtre à particules 32 sans être purifiés dans le filtre à particules 22. Ainsi, en conformité avec ce mode de réalisation, le filtre à particules 22 supportant un catalyseur à NOx pauvre est disposé en aval du filtre à particules 22 de façon à purifier

HC, CO et NOx s'écoulant en aval du filtre à particules 22.

De plus, le rapport air/carburant des gaz d'échappement est temporairement rendu riche de façon à éliminer NOx au moyen

du catalyseur NOx pauvre.

En conformité avec ce mode de réalisation, le filtre à particules 82 supportant un catalyseur de purification des gaz d'échappement est disposé en aval du filtre à particules 22 comme moyen de sûreté pour rendre sans danger les composants nocifs dans les gaz d'échappement. En conséquence, les gaz d'échappement incluant HC, CO et NOx qui s'écoulent en aval du filtre à particules 22 lorsque la direction des gaz d'échappement s'écoulant à travers les séparations 54 du filtre à particules 22 est inversée, à savoir lorsque la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 est commutée peut être empêchée d'être déchargée directement sans être purifiée. Dans une variante de ce mode de réalisation, le filtre à particules 82 peut supporter un catalyseur d'oxydation ou un catalyseur à trois voies au lieu du

catalyseur à NOx pauvre.

Un purificateur des gaz d'échappement pour moteurs à combustion interne en conformité avec un septième mode de réalisation sera décrit. La structure et le fonctionnement du septième mode de réalisation sont sensiblement identiques à ceux du premier mode de réalisation décrits en se référant

aux Fig. 1 à 25 sauf en ce qui concerne ce qui est décrit ci-

dessous. Ce mode de réalisation emploie un cyclone 83 à la place du filtre de capture de particules 80. La Fig. 33 est

une vue de côté du filtre à particules 22 et du cyclone 83.

En conformité avec ce mode de réalisation, le cyclone 83 est disposé en aval du filtre à particules 22 comme moyen de sécurité pour rendre sans danger les composants nocifs dans les gaz d'échappement. De ce fait, les particules grossières 62 d'un diamètre relativement important qui sont déposées sur la surface du filtre à particules 22 (voir les Figs. 11(A) et 11(B)) peuvent être empêchées d'être désorbées de la surface du filtre à particules 22 et d'être déchargées directement sans être collectées lorsque la direction des gaz d'échappement s'écoulant à travers les séparations 54 du filtre à particules 22 est inversée (voir les Figs. 10(A) et

10(B)).

On décrira par la suite un purificateur des gaz d'échappement pour moteurs à combustion interne en conformité avec un huitième mode de réalisation de l'invention. La structure et le fonctionnement du huitième mode de réalisation sont sensiblement identiques à ceux du premier mode de réalisation décrit en se référant aux Fig. 1 à 25, sauf en ce qui concerne ce qui est décrit ci-dessous. Ce pode de réalisation emploie des filtres de capture de particules grossiers, 84, 85 à la place ou en plus du filtre de capture de particules 80. La Fig. 34 est une vue de côté du filtre à particules 22 et des filtres de capture de particules grossiers 84, 85. En conformité avec ce mode de réalisation, le filtre de capture de particules grossier 85 est disposé comme moyen de sûreté pour rendre sur les composants nocifs dans les gaz d'échappement à un emplacement qui est en aval du filtre à particules 22 pendant l'écoulement normal des gaz d'échappement (voir la Fig. 11(A)) et le filtre de capture de particules grossier 84 est disposé comme moyen de sûreté pour rendre sur les composants nocifs dans les gaz d'échappement qui est en aval du filtre à particules 22 pendant l'écoulement inversé des gaz d'échappement (voir la Fig. 11(b)). De ce fait, les particules grossières 62 d'un diamètre relativement important qui sont déposées sur la surface du filtre à particules 22 (voir la Fig. 11(A)) peuvent être empêchées d'être désorbées de la surface du filtre à particules 22 et d'être directement déchargées sans être collectées lorsque la soupape de commutation des gaz d'échappement 73 est commutée pour inverser la direction des gaz d'échappement s'écoulant à travers les séparations 54 du filtre à particules 22. Par exemple, des filtres à particules en mousse et ainsi de suite peuvent être utilisés comme

filtre de capture de particules grossières 84, 85.

D'autres modes de réalisation de l'invention seront apparents à l'homme de l'art en tenant compte du mémoire descriptif et de la mise en pratique de l'invention décrite ici. Il est prévu que le mémoire descriptif et les exemples soient considérés seulement à titre d'exemples, la portée et l'esprit vrais de l'invention étant indiqués par les

revendications suivantes.

Claims

REVENDICATIONS

1. Purificateur des gaz d'échappement pour des moteurs à combustion interne dans lequel un filtre à particules (22) pour collecter les particules (62, 162) dans les gaz d'échappement déchargés depuis une chambre de combustion (5) est disposé dans un passage des gaz d'échappement du moteur (1) et dans lequel les particules (62, 162) dans les gaz d'échappement sont collectées lorsque les gaz d'échappement s'écoulent à travers des parois (54) du filtre à particules (22), caractérisé en ce que: un agent oxydant (61, 161, 261) pour libérer de l'oxygène àctif pour oxyder les particules (62,162) collectées temporairement par les parois (54) du filtre à particules (22) est déposé sur les parois (54) du filtre à particules (22); un moyen d'inversion d'écoulement des gaz d'échappement (73) pour inverser la direction des gaz d'échappement s'écoulant à travers les parois (54) du filtre à particules (22) est prévu pour inverser la direction des gaz d'échappement s'écoulant à travers les parois (54) du filtre à particules (22); et des moyens de sécurité (80, 82, 83, 84, 85) pour rendre sans risque les composants nocifs dans les gaz d'échappement

sont disposés en aval du filtre à particules (22).

2. Purificateur des gaz d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que: un moyen de capture de particules (80, 82, 83, 84, 85)

est disposé comme moyens de sécurité.

3. Purificateur des gaz d'échappement selon la revendication 2, caractérisé en ce que: le moyen de capture de particules (80, 82, 83, 84, 85)

est prévu avec un moyen de chauffage (81).

4. Purificateur des gaz d'échappement selon la revendication 2, caractérisé en ce que: le moyen d'inversion d'écoulement des gaz d'échappement (73) comporte un mode dérivation dans lequel les gaz d'échappement contournent les parois (54) du filtre à particules (22) sans s'écouler à travers celles-ci; et les gaz d'échappement contournent les parois (54) du

filtre à particules (22) sans s'écouler à travers celui-ci.

5. Purificateur des gaz d'échappement selon la revendication 4, caractérisé en ce que: les pressions des gaz d'échappement à travers le moyen de capture de particules (80, 82, 83, 84, 85) sont détectées et si la différence de pression dépasse une valeur prédéterminée, il est déterminé que les particules (62, 162) sont déposées dans le moyen de capture de particules (80, 82,

83, 84, 85).

6. Purificateur des gaz d'échappement selon la revendication 4, caractérisé en ce que: lorsque les particules (62,162) sont déposées dans le moyen de capture de particules (80, 82, 83, 84, 85) les gaz d'échappement contournent les parois (54) du filtre à particules (22) sans s'écouler à travers celui-ci et le moyen

de capture de particules (80, 82, 83, 84, 85) est chauffé.

7. Purificateur des gaz d'échappement selon la revendication 2, caractérisé en ce que: si la valeur cumulée de la quantité de consommation de carburant du moteur à combustion interne (1) devient égale à ou supérieure à une valeur prédéterminée, il est déterminé que le filtre à particules (22) et le moyen de capture de particules (80, 82, 83, 84, 85) ont été détériorés par le soufre et que la régénération découlant de la détérioration

par le soufre doit être effectuée.

8. Purificateur des gaz d'échappement selon la revendication 2, caractérisé en ce que: lorsque le moyen de capture de particules (80, 82, 83, 84, 85) doit être régénéré en raison de la détérioration provoquée par le soufre, le filtre à particules (22) est tout d'abord régénéré de la détérioration par le soufre et le moyen de capture de particules (80, 82, 83, 84, 85) est

ensuite régénéré de la détérioration par le soufre.

9. Purificateur des gaz d'échappement selon la revendication 2, caractérisé en ce que: un filtre à particules (22) ayant un catalyseur d'oxydation est disposé comme moyen de capture de particules

(80, 82, 83, 84, 85).

10. Purificateur des gaz d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que un catalyseur de purification des gaz d'échappement est disposé comre moyen de sécurité (80, 82, 83, 84, 85)

11. Purificateur des gaz d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que: un cyclone (83) est disposé comme moyen de sécurité (83).

12. Purificateur des gaz d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que: des moyens de capture de particules (84, 85) sont disposés comme moyens de sécurité (84, 85) à un emplacement qui est en aval du filtre à particules (22) lorsque les gaz d'échappement s'écoulent normalement et à un emplacement qui est en aval du filtre à particules (22) lorsque les gaz

d'échappement s'écoulent dans le sens inverse.

13. Purificateur des gaz d'échappement selon l'une

quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que

: un filtre à particules (22), qui élimine par l'intermédiaire de l'oxydation les particules (62, 162) dans les gaz d'échappement en une courte durée après leur entrée dans celui-ci sans générer des flammes lumineuses si la quantité de particules (62, 162) déchargées depuis la chambre de combustion (5) par temps unitaire est plus petite que la quantité de particules (62, 162) qui peut être éliminée par l'intermédiaire de l'oxydation sur le filtre à particules par temps unitaire sans générer des flammes lumineuses et qui élimine par l'intermédiaire de l'oxydation les particules (62, 162) sur le filtre à particules (22) en réponse à une diminution de la quantité de particules déchargées (62, 162) au-dessous de la quantité de particules (62, 162) qui peut être éliminée par l'intermédiaire de l'oxydation tant que pas plus qu'une certaine quantité de particules (62,162) est déposée sur le filtre à particules (22) même si la quantité de particules déchargées (62, 162) devient temporairement plus grande que la quantité de particules (62, 162) qui peut être éliminée par l'intermédiaire de l'oxydation, est utilisé comme filtre à particules (22); la quantité de particules (62,162) qui peut être éliminée par l'intermédiaire de l'oxydation est fonction de la température du filtre à particules (22); un moyen de commande pour maintenir la quantité de particules déchargées (62,162) et la température du filtre à particules (22) de manière telle que la quantité de particules déchargées (62, 162) devient habituellement plus petite que la quantité de particules (62, 162) qui peut être éliminée par l'intermédiaire de l'oxydation et que pas plus qu'une certaine quantité de particules (62, 162) qui sera déposée sur le filtre à particules (22) lorsque la quantité de particules déchargées (62, 162) devient plus petite que la quantité de particules (62, 162) qui peut être éliminée par l'intermédiaire de l'oxydation même après un excès temporaire de la quantité de particules (62, 162) qui peut être éliminée par l'intermédiaire de l'oxydation que la quantité de particules déchargées (62, 162) est prévu; et les particules (62, 162) dans les gaz d'échappement sont éliminées de ce fait par l'intermédiaire de l'oxydation sur

le filtre à particules (22) sans générer de flamme lumineuse.

14. Purificateur des gaz d'échappement selon la revendication 13, caractérisé en ce que: la condition de fonctionnement du moteur à combustion interne (1) est commandée pour maintenir la quantité de particules déchargées (62, 162)et la température du filtre à particules (22) d'une manière telle que la quantité de particules déchargées (62, 162) devient habituellement plus petite que la quantité de particules (62, 162) qui peut être éliminée par l'intermédiaire de l'oxydation et que pas plus qu'une certaine quantité de particules (62, 162) qui sera déposée sur le filtre à particules (22) lorsque la quantité de particules déchargées (62, 162) devient plus petite que la quantité de particules (62,162) qui peut être éliminée par l'intermédiaire de l'oxydation même après un excès temporaire de la quantité de particules (62, 162) qui peut être éliminée par l'intermédiaire de l'oxydation que la quantité de

particules déchargées (62, 162).

15. Purificateur des gaz d'échappement selon l'une

quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que

: l'agent oxydant (61, 161, 261) supporté sur les parois (54) du filtre à particules (22) est un agent d'absorption d'oxygène/libération d'oxygène actif (61, 161, 261) qui capture et retient l'oxygène s'il existe une quantité excessive d'oxygène autour et qui libère l'oxygène retenu sous la forme d'oxygène actif si la concentration de

l'oxygène ambiant diminue.

16. Purificateur des gaz d'échappement selon l'une

quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que

: le moyen d'inversion d'écoulement des gaz d'échappement (73) comporte un mode d'écoulement normal dans lequel les gaz d'échappement s'écoulent à travers les parois (54) du filtre à particules (22) dans une première direction et un mode d'écoulement inversé dans lequel les gaz d'échappement s'écoulent à travers les parois (54) du filtre à particules (22) dans une seconde direction qui est opposée à la première direction; le moteur à combustion interne (1) est du type dans lequel la quantité de génération de suie augmente progressivement proportionnellement à l'augmentation de la quantité de gaz inactifs délivrée à la chambre de combustion (5) et atteint sa crête et dans lequel la température du carburant et du gaz ambiant pendant la combustion dans la chambre de combustion (5) devient inférieure à une température correspondant à la production de suie proportionnellement à une autre augmentation de la quantité de gaz inactifs délivrée à la chambre combustion (5) et la quantité de génération de suie devient presque égale à 0; et une combustion d'un type dans laquelle la quantité de gaz inactifs délivrée à la chambre de combustion (5) est plus petite que la quantité de gaz inactifs correspondant à une quantité de génération crête de suie est réalisée lorsque le moyen d'inversion d'écoulement des gaz d'échappement (73) est dans le mode d'écoulement normal et une combustion d'un type dans laquelle la quantité de gaz inactifs délivrée à la chambre de combustion (5) est plus grande que la quantité de gaz inactifs correspondant à une quantité de génération crête de suie et dans laquelle presque aucune suie n'est générée est effectuée lorsque le moyen d'inversion des gaz

d'échappement (73) est dans le mode d'écoulement inversé.

17. Purificateur des gaz d'échappement selon l'une

quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que

un agent d'oxydation (61, 161, 261) est supporté à l'intérieur des parois (54) du filtre à particules (22); et les particules (62, 162) collectées temporairement à l'intérieur des parois (54) du filtre à particules (22) sont déplacées en inversant la direction de l'écoulement des gaz d'échappement à travers les parois (54) du filtre à

particules (22).