FR2813635A1

FR2813635A1 - Appareil et procede de controle d'emissions d'un moteur a combustion interne

Info

Publication number: FR2813635A1
Application number: FR0111272A
Authority: FR
Inventors: Naofumi Magarida; Souichi Matsushita; Hisashi Ohki; Kotaro Hayashi; Shinobu Ishiyama; Masaaki Kobayashi; Daisuke Shibata; Tomihisa Oda; Yasuo Harada; Akihiko Negami
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-09-07
Filing date: 2001-08-30
Publication date: 2002-03-08
Anticipated expiration: 2021-08-30
Also published as: DE10143780A1; FR2813635B1; JP3791312B2; DE10143780B4; JP2002089350A

Abstract

L'appareil de contrôle d'émission d'un moteur à combustion pauvre inclut un catalyseur du NOx (20) disposé dans un passage d'échappement (18) pour absorber les oxydes d'azote lorsque les gaz d'échappement sont pauvres en carburant et pour les libérer lorsque les gaz d'échappement sont riches en carburant. Cet appareil exécute un procédé d'enlèvement du NOx pour libérer et réduire les oxydes d'azote absorbés dans le catalyseur et exécute un procédé d'élimination d'empoisonnement pour éliminer l'empoisonnement du catalyseur dû aux oxydes. L'appareil inclut un capteur de rapport air/ carburant (23) des gaz d'échappement. Un signal de sortie du capteur air/ carburant est corrigé sur la base d'un signal de sortie généré par le capteur pendant l'exécution du procédé d'élimination d'empoisonnement et le signal de sortie corrigé est utilisé pour une commande ultérieure effectuée par l'appareil de contrôle d'émission.

Description

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APPAREIL ET PROCEDE DE CONTROLE D'EMISSIONS D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE La présente invention se rapporte à un appareil et à un procédé de contrôle des émissions pour contrôler les gaz d'échappement émis depuis un moteur à combustion interne et, plus précisément, un tel appareil et procédé de contrôle d'émission pour éliminer nettement les oxydes d'azote provenant des gaz d'échappement du moteur.

Dans le domaine des moteurs à combustion interne installés dans des automobiles ou analogues, en particulier des moteurs diesels ou des moteurs à essence à combustion pauvre capables de brûler un mélange air/carburant à un état d'oxygène en excès (que l'on appellera "mélange air/carburant pauvre"), une technique améliorée pour réduire ou enlever les oxydes d'azote (NOx) contenus dans les gaz d'échappement du moteur a été demandée ces dernières années.

Pour satisfaire la demande précédemment mentionnée, il est proposé de disposer un catalyseur du NOx pauvre dans un système d'échappement du moteur à combustion interne. Un exemple connu d'un catalyseur NOx pauvre est un catalyseur NOx du type accumulation - réduction qui absorbe les oxydes d'azote (NOx) contenus dans les gaz d'échappement lorsque la concentration en oxygène des gaz d'échappement est enle-

vée et qui libère les oxydes d'azote absorbés (NOx) et réduit les oxydes en azote (N2) lorsque la concentration en oxygène dans les gaz d'échappement est faible et un agent de réduction existe autour du catalyseur.

Avec le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction disposé dans le système d'échappement du moteur, les oxydes d'azote (NOx) contenus dans les gaz d'échappement sont absorbés dans le catalyseur du NOx lorsque le moteur fonctionne en mode à combustion pauvre et ainsi, le rapport air/carburant des gaz d'échappement est élevé. Lorsque le rapport air/carburant de-s gaz d'échappement qui entre dans le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction est abaissé ou rendu riche, les oxydes d'azote (NOx) accumulés dans le catalyseur du NOx sont libérés et sont réduits en azote (N2)- Puisqu'il y a une limite à la capacité d'absorption du NOx du catalyseur du NOx du type accumulation - réduction, la capacité d'absorption du NOX du catalyseur du NOX est saturée si le moteur à combustion interne fonctionne en mode de combustion pauvre sur une durée longue et les oxydes d'azote (NOx) contenus dans le gaz d'échappement sont libérés dans l'atmosphère sans être supprimés par le catalyseur du NOx.

En conséquence, si le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction est employé dans un moteur à combustion interne à combustion pauvre, les oxydes d'azote (NOx) absorbés dans le catalyseur du NOx doivent être libérés et réduits en effectuant ce que l'on appelle une commande crête riche dans laquelle le rapport air/carburant du gaz d'échappement qui entre dans le catalyseur du NOx est réduit avant que la capacité d'absorption du NOx du catalyseur du NOX devienne saturée.

Dans un exemple d'un procédé de commande au rapport crête riche, un carburant, servant comme agent de réduction, est ajouté aux gaz d'échappement qui s'écoulent en amont du catalyseur du NOx du type accumulation - réduction.

Dans le cas où l'agent de réduction est ajouté aux gaz d'échappement qui s'écoulent en amont du catalyseur du NOx, il est également important de commander précisément la quantité de l'agent de réduction qui doit être ajoutée, en conformité avec les oxydes d'azote (NOx) accumulés dans le catalyseur du NOx du type accumulation,,- réduction.

Plus précisément, si une quantité excessivement importante d'agent de réduction est ajoutée par rapport aux oxydes d'azote (NOx) accumulés dans le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction, un surplus ou quantité redondante de l'agent de réduction est libéré dans l'atmosphère. Si une quantité insuffisante d'agent de réduction est ajoutée par rapport aux oxydes d'azote (NOx) accumulés dans le catalyseur du NOx, la capacité d'absorption du NOx du catalyseur du NOx devient saturée et les oxydes d'azote (NOx) dans les gaz d'échappement sont libérés dans l'atmosphère sans être enlevés par le catalyseur du NOx.

Au vu du problème décrit précédemment, un appareil de contrôle d'émission d'un moteur à combustion interne comme décrit dans le brevet japonais n 2845056 a été proposé. L'appareil de contrôle d'émission comme décrit dans le brevet précédemment énoncé détermine une quantité d'agent de réduction à ajouter, en prenant en compte la quantité d'agents de réduction consommée par les réactions avec l'oxygène contenu dans les gaz d'échappement au niveau du catalyseur du NOx et la quantité d'agent de réduction nécessaire pour réduire les oxydes d'azote (NOx) accumulés dans le catalyseur du NOx. Avec la quantité redondante ainsi déterminée, l'appareil essaie d'empêcher une alimen-

tation excessive ou insuffisante de l'agent de réduction et, en conséquence, supprime la détérioration des émissions de l'échappement en raison de la libération de l'agent de réduction ou des oxydes d'azote (NOx) dans l'atmosphère.

Dans l'appareil de contrôle d'émission connu décrit précédemment, la quantité d'oxygène contenue dans les gaz d'échappement et la quantité de NOx accumulée dans le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction sont nécessaires pour obtenir la quantité d'agent de réduction consommée par la réaction avec l'oxygène dans les gaz d'échappement au niveau du catalyseur.du NOx et la quantité d'agent de réduction nécessaire pour réduire les oxydes d'azote (NOx) accumulés dans le catalyseur du NOx.

Afin d'obtenir la quantité d'oxygène contenue dans les gaz d'échappement, un capteur d'oxygène ou un capteur de rapport air/carburant est disposé dans une partie d'un passage d'échappement positionné en aval du catalyseur du NOx du type accumulation - réduction et, pendant l'exécution de la commande au rapport riche crête, la quantité d'agent de réduction ajoutée est contrôlée d'une manière asservie sur la base d'une valeur d'un signal de sortie du capteur d'oxygène ou du capteur de rapport air/carburant (lesquelles valeurs indiquent le rapport air/carburant des gaz d'échappement effectifs).

Toutefois, le signal de sortie du capteur d'oxygène ou du capteur de rapport air/carburant peut dévier de sa valeur nominale en raison, par exemple, de changements chronologiques ou de la détérioration du capteur. Si la quantité d'oxygène ou la quantité d'agent de réduction obtenue â partir de la sortie du capteur dévie de la quantité réelle d'oxygène ou de la quantité réelle d'agent de réduction, il devient difficile de commander précisément la quantité d'agent de réduction ajoutée et, dans certains cas, les émissions des gaz d'échappement peuvent détériorer

en raison d'une alimentation excessive ou insuffisante de l'agent de réduction.

C'est un but de l'invention de proposer un appareil de contrôle d'émission du moteur qui supprime nettement les oxydes d'azote (NOx) des gaz d'échappement au moyen d'une combinaison d'une commande du catalyseur du NOx pauvre et d'un rapport riche crête, dans lequel une valeur de sortie d'un capteur de rapport air/carburant disposé dans un passage d'échappement est corrigée de manière appropriée, de sorte que le rapport air/carburant peut être commandé de manière appropriée et de manière- asservie, évitant en conséquence la détérioration des émissions d'échappement.

Pour atteindre le but ci-dessus, l'invention propose un appareil de contrôle d'émission d'un moteur à combustion interne du type à combustion pauvre qui est capable de brûler un mélange air/carburant ayant un rapport air/carburant pauvre, lequel comprend : (1) un catalyseur du NOx disposé dans un passage d'échappement du moteur à combustion interne, le catalyseur du NOx étant conçu pour absorber les oxydes d'azote contenus dans les gaz d'échappement lorsque les gaz d'échappement présentent un rapport air/carburant élevé, et pour libérer les oxydes d'azote accumulés dans celui-ci lorsque les gaz d'échappement présentent un rapport air/carburant faible ; (2) un moyen de commande d'enlèvement du NOx pour exécuter un traitement d'enlèvement du NOx de façon à libérer et réduire les oxydes d'azote absorbés dans le catalyseur du NOx ; (3) un moyen de commande d'élimination d'empoisonnement pour exécuter un traitement d'élimination d'empoisonnement de façon à éliminer l'empoisonnement du catalyseur du NOx dû aux oxydes ; (4) un moyen de détection de rapport air/carburant, disposé dans le passage d'échappement, pour détecter un rapport air/carburant des gaz d'échappement ; et (5) un moyen de correction de rapport air/carburant pour corriger un signal de sortie du

moyen de détection du rapport air/carburant sur la base d'un signal de sortie généré par le moyen de détection de rapport air/carburant pendant l'exécution du traitement d'élimination d'empoisonnement, dans lequel le signal de sortie corrigé est utilisé pour une commande ultérieure exécutée par l'appareil de contrôle d'émission.

Dans l'appareil de contrôle d'émission du moteur à combustion interne construit comme décrit ci-dessus, lorsque le moteur fonctionne en mode à combustion pauvre, le rapport air/carburant des gaz d'échappement est accru (c'est-à-dire que le rapport air/carburant des gaz d'échappement devient pauvre en carburant) et, en conséquence, le NOx contenu dans les gaz d'échappement est absorbé dans le catalyseur du NOx. Si le NOx absorbé dans le catalyseur du NOx doit être libéré et réduit, le moyen de commande d'enlèvement du NOx exécute le traitement d'enlèvement du NOx de façon à libérer et réduire le NOx accumulé dans le catalyseur du NOx.

Si on doit éliminer l'empoisonnement du catalyseur du NOx dû aux oxydes, le moyen de commande d'élimination d'empoisonnement exécute le traitement d'élimination d'empoisonnement. Puisqu'une atmosphère réductrice doit toujours être présente dans le catalyseur du NOx afin d'éliminer l'empoisonnement par les oxydes du catalyseur du NOx, le moyen de commande d'élimination d'empoisonnement réduit le rapport air/carburant des gaz d'échappement qui entrent dans le catalyseur du NOx, à la valeur stcechiométrique ou encore à un rapport air/carburant riche, par exemple.

Lorsque le NOx et/ou OZ accumulé est libéré du catalyseur du NOx pendant une période précédente du traitement d'élimination d'empoisonnement, le rapport air/carburant des gaz d'échappement qui sortent du catalyseur du NOx est modifié à une valeur prédéterminée au voisinage du rapport air/carburant stcechiométrique. On considérera ainsi que le

moyen de détection de rapport air/carburant est considéré comme étant dans un état détérioré ou dans un état dégradé si la valeur de sortie générée par le moyen de détection du rapport air/carburant pendant la période précédente du traitement d'élimination d'empoisonnement n'est pas égale à ou dévie sensiblement de la valeur prédéterminée.

En outre, puisque le traitement d'élimination d'empoisonnement est exécuté pendant une durée plus longue que le traitement d'enlèvement du NOx, des changements apparents dans le rapport air/carburant des échappements dus au NOx libéré depuis le catalyseur du NOx seront probablement observés.

Si la valeur de sortie du moyen de détection de rapport air/carburant pendant la période précédente du traitement d'élimination d'empoisonnement est comparée à la valeur prédéterminée (qui est la valeur de sortie du moyen de détection du rapport air/carburant lorsqu'il est neuf), et qu'il existe une déviation ou une différence entre ces deux valeurs, la valeur de sortie du moyen de détection de rapport air/carburant peut être corrigée sur la base de la déviation ainsi obtenue.

En conséquence, le rapport air/carburant peut être mesuré avec une précision suffisamment élevée et les opérations de commande de, par exemple, ajouter un agent de réduction au catalyseur du NOx ou injecter un carburant dans le moteur peuvent être effectuées de manière appropriée sur la base du rapport air/carburant ainsi obtenu.

Ce qui précède et autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention deviendront apparents à partir de la description suivante des modes de réalisation préférés en se référant aux dessins annexés, sur lesquels des références numériques identiques sont utilisées pour représenter des éléments identiques et parmi lesquels

la figure 1 est un schéma simplifié illustrant la structure d'un moteur à combustion interne et de ses systèmes d'admission et d'échappement dans lequel un appareil de contrôle d'émission en conformité avec la présente invention est employé ; la figure 2A est un diagramme illustrant un mécanisme d'absorption du NOX d'un catalyseur du NOx du type accumulation - réduction ; la figure 2B est un diagramme d'un mécanisme de libération du NOx du catalyseur du NOx du type accumulation réduction ; la figure 3 est un schéma synoptique sous forme de blocs illustrant la disposition interne d'une unité de commande électronique ; la figure 4 est un graphique indiquant des valeurs prédéterminées et des valeurs réelles du rapport air/carburant d'échappement côté aval pendant un traitement d'élimination de l'empoisonnement ; et la figure 5 est un organigramme illustrant un programme de commande d'élimination de l'empoisonnement.

On décrira maintenant un appareil de contrôle d'émission d'un moteur à combustion interne en conformité avec un mode de réalisation préféré de l'invention en se référant aux dessins annexés. Dans le mode de réalisation préféré, l'appareil de contrôle de l'émission est employé dans un moteur diesel pour propulser un véhicule à moteur tel qu'une automobile.

La figure 1 est un schéma simplifié illustrant la structure du moteur à combustion interne utilisant l'appareil de contrôle d'émission de l'invention et ses systèmes d'admission et d'échappement. Le moteur à combustion interne 1, comme il est représenté à la figure 1, est un mo-

teur diesel à quatre cylindres refroidi par eau comportant quatre cylindres 2.

Le moteur 1 comporte des soupapes d'injection de carburant 3 pour injecter directement le carburant dans les chambres de combustion des cylindres correspondants 2. Les soupapes d'injection de carburant 3 sont raccordées à un accumulateur ou distributeur commun 4 dans lequel la pression du carburant est élevée à un niveau prédéterminé. Le distributeur commun 4 est muni d'un capteur de pression du distributeur commun 4 qui sort un signal électrique indicatif de la pression du carburant le distributeur commun 4.

Le distributeur commun 4 est raccordé à une pompe à carburant 6 via un tuyau d'alimentation en carburant 5. La pompe à carburant 6 est mise en #uvre en utilisant le couple d'un arbre de sortie (vilebrequin) du moteur 1 comme sa source d'entraînement. Une poulie de pompe 6a montée sur un arbre d'entrée de la pompe à carburant 6 est accouplée via une courroie 7 à une poulie de vilebrequin la monté sur l'arbre de sortie (vilebrequin) du moteur 1.

Dans le système d'injection de carburant structuré comme décrit ci-dessus, le couple du vilebrequin est transmis à l'arbre d'entrée de la pompe à carburant 6, de sorte que la pompe à carburant 6 délivre le carburant à une pression correspondant au couple transmis depuis le vilebrequin à l'arbre d'entrée de la pompe à carburant 6.

Le carburant délivré depuis la pompe à carburant 6 est délivré au distributeur commun 4 via le tuyau d'alimentation en carburant 5. Après que la pression du carburant soit élevée à un niveau prédéterminé dans le distributeur commun 4, le carburant est distribué aux soupapes à injection du carburant 3 des cylindres respectifs 2. Lorsqu'un courant d'attaque est appliqué à une certaine soupape d'injection de carburant 3, la soupape d'injection de carburant

3 est ouverte de sorte que le carburant est injecté de la soupape d'injection 3 dans une chambre correspondante des chambres de combustion des cylindres 2.

Un collecteur d'admission 8 est raccordé au moteur 1. Le collecteur d'admission 8 comporte des tuyaux à branchement qui communiquent avec les chambres de combustion respectives des cylindres 2 via des orifices d'admission correspondants (non-représentés).

Au collecteur d'admission 8 est raccordé un tuyau d'admission 9, lequel est à son tour raccordé à une boîte de filtre à air 10. Un débit mètre d'air 11 et un capteur de température d'air d'admission 12 sont disposés en aval d'une boîte de filtre à air 10 dans le tuyau d'admission 9. Le débitmètre d'air 11 génère un signal électrique correspondant à la masse d'air d'admission circulant à travers le tuyau d'admission 9 et le capteur de température d'air d'admission 12 génère un signal électrique correspondant à la température de l'air d'admission circulant dans le tuyau d'admission 9.

Une soupape d'étranglement d'admission 13 pour ajuster la quantité d'air d'admission s'écoulant à travers le tuyau d'admission 9 est disposée au niveau d'une partie du tuyau d'admission 9 qui est placé immédiatement en amont du collecteur d'admission 8. La soupape d'étranglement d'admission 13 est pourvue d'un organe de commande d'étranglement d'admission 14 qui est constitué d'un moteur pas-à-pas ou analogue et peut être mis en #uvre pour entraîner la soupape d'étranglement 13 de façon à ouvrir ou fermer la soupape 13.

Un logement de compresseur 15a est disposé dans le tuyau d'admission 9 entre le débitmètre d'air 11 et la soupape d'étranglement d'admission 13. Le logement 15a reçoit un turbocompresseur centrifuge (turbocompresseur) qui est

mis en #uvre en utilisant l'énergie thermique des gaz d'échappement comme une source d'entraînement. Un refroidisseur intermédiaire 16 est également disposé dans le tuyau d'admission 9 pour être placé en aval du logement du compresseur 15a. Le refroidisseur intermédiaire 16 sert à refroidir l'air d'admission dont la température a été élevée alors qu'il a été compressé dans le logement du compresseur 15a.

Dans le système d'admission construit comme décrit ci- dessus, l'air d'admission passe à travers la boîte de filtre à air 10, de sorte que les poussières, les saletés et analogues sont enlevées de l'air d'admission au moyen de la boîte de filtre à air (non-représentée) disposé dans le boîtier de filtre à air 10 et s'écoulent ensuite dans le logement du compresseur 15a par l'intermédiaire du tuyau d'admission 9.

L'air d'admission qui est entré dans le logement du compresseur 15a est compressé par rotation d'une roue de compresseur disposée à l'intérieur du logement du compresseur 15a. L'air d'admission ainsi compressé et chauffé dans le logement du compresseur 15a est refroidi par le refroidisseur intermédiaire 16 et s'écoule ensuite dans le collecteur d'admission 8 avec sa quantité étant ajustée comme nécessaire par la soupape d'étranglement d'admission 13. L'air d'admission qui est entré dans le collecteur d'admission 8 est distribué aux chambres de combustion respectives des cylindres 2 par l'intermédiaire des tuyaux à branchement correspondants. Dans chaque chambre de combustion, l'air d'admission est brûlé avec le carburant, servant comme source d'allumage, qui est injecté depuis une soupape correspondante des soupapes d'injection de carburant 3.

D'autre part, un collecteur d'échappement 18 est raccordé au moteur 1. Des tuyaux de branchement du collecteur

d'échappement 18 communiquent avec les chambres de combustion respectives des cylindres 2 par l'intermédiaire d'orifices d'échappement.

Le collecteur d'échappement 18 est raccordé à un logement de turbine 15b du turbocompresseur centrifuge 15. Le logement de turbine 15b est raccordé à un tuyau d'échappement 19, lequel à son tour est raccordé à son extrémité .en aval à un silencieux (non-représenté).

Un catalyseur d'épuration d'échappement 20 pour enlever les composés gazeux nuisibles des gaz d'échappement est disposé à mi-chemin dans le tuyau d'échappement 19. De plus, un capteur de rapport air/carburant 23 et un capteur de température d'échappement 24 sont disposés dans une partie du tuyau d'échappement 19 placée en aval du catalyseur 20. Le capteur de rapport air/carburant 23 sort un signal électrique indicatif du rapport air/carburant des gaz d'échappement s'écoulant par le tuyau d'échappement 19 et le capteur de température d'échappement 24 sort un signal électrique indicatif de la température des gaz d'échappement s'écoulant par le tuyau d'échappement 19.

Une soupape d'étranglement d'échappement 21 pour ajuster la quantité des gaz d'échappement s'écoulant par le tuyau d'échappement 19 est prévue dans le tuyau d'échappement 19 pour être positionnée en aval du capteur de rapport air/carburant 23 et du capteur de température d'échappement 24. La soupape d'étranglement d'échappement 21 est pourvue d'un organe de commande d'étranglement d'échappement 22 qui est constitué d'un moteur pas-à-pas ou analogue et peut être mis en oeuvre pour attaquer la soupape d'étranglement d'échappement 21 de façon à ouvrir ou fermer la soupape 21.

Dans le système d'échappement construit comme décrit ci-dessus, le mélange air/carburant qui a été brûlé dans les cylindres 2 du moteur 1, c'est-à-dire les gaz brûlés,

est déchargé dans le collecteur d'échappement 18 via les orifices d'échappement et s'écoule ensuite depuis le collecteur d'échappement 18 dans le logement de turbine 15b du turbocompresseur centrifuge 15. Les gaz d'échappement qui entrent dans le logement de la turbine 15b font tourner une roue de turbine qui est supportée avec faculté de rotation à l'intérieur du logement de turbine 15b, en utilisant l'énergie thermique contenue dans les gaz d'échappement. Le couple de la roue de turbine ainsi mise en rotation est ensuite transféré à la roue du compresseur disposée dans le logement de compresseur 15a.

Après avoir quitté le logement de turbine 15b, les gaz d'échappement s'écoulent par le tuyau d'échappement 19 et entrent dans le catalyseur d'épuration d'échappement 20 dans lequel les composés nuisibles contenus dans les gaz d'échappement sont enlevés ou éliminés. Les gaz d'échappement qui ont été épurés des composés nuisibles par le catalyseur 20 passent ensuite par la soupape d'étranglement d'échappement 21, de sorte que la quantité d'écoulement des gaz d'échappement est ajustée comme nécessaire par la soupape d'étranglement 21. Après ceci, les gaz d'échappement sont libérés dans l'atmosphère via le silencieux.

Le collecteur d'échappement 18 et le collecteur d'admission 8 communiquent l'un avec l'autre, via un passage de recirculation des gaz d'échappement (passage EGR) 25 à travers lequel une partie des gaz d'échappement dans le collecteur 18 est mis à recirculer dans le collecteur d'admission 8. Une soupape de régulation de débit (soupape EGR) 26 qui est constituée d'une soupape électromagnétique ou analogue est disposée au milieu du passage EGR 25. La soupape de régulation de débit 26 sert à changer la quantité des gaz d'échappement s'écoulant par le passage EGR 25 (que l'on appellera par la suite "gaz EGR") en conformité avec

l'intensité de la puissance électrique appliquée à la soupape 26.

Un refroidisseur EGR 27 pour refroidir les gaz EGR s'écoulant dans le passage EGR 25 est disposé en amont de la soupape EGR 26 dans le passage EGR 25.

Dans le système de recirculation des gaz d'échappement construit comme décrit ci-dessus, lorsque la soupape EGR'26 est ouverte, le passage EGR 25 est amené en état de communication, ce qui permet le passage des gaz EGR par celui-ci de sorte qu'une partie des gaz d'échappement dans le collecteur d'échappement 18 s'écoule dans'le passage EGR 25 et est conduite au collecteur d'admission 8 via le refroidisseur EGR 27. Pendant cette opération, le refroidisseur EGR 27 refroidit les gaz EGR dans le passage EGR par l'intermédiaire de l'échange thermique entre les gaz EGR et un agent refroidissant approprié.

Les gaz EGR mis à circuler depuis le collecteur d'échappement 18 dans le collecteur d'admission 8 par l'intermédiaire du passage EGR 25 sont ensuite aspirés dans les chambres de combustion des cylindres 2 tout en étant mélangés avec de l'air frais s'écoulant depuis une partie en amont du collecteur d'admission 8. Dans chaque chambre de combustion, le mélange de l'air d'admission et des gaz EGR est brûlé avec le carburant, servant comme une source d'allumage, qui est injecté depuis une soupape correspondante des soupapes d'injection de carburant 3.

Les gaz EGR contiennent des composants gazeux inactifs, tels que l'eau (H20) et du dioxyde de carbone (C02) qui sont incombustibles et ont des caractéristiques d'absorption de la chaleur. Si les gaz EGR sont contenus dans le mélange qui doit être brûlé dans la chambre de combustion, en conséquence, la température de combustion du mé-

lange est abaissée et la quantité d'oxydes d'azote (NOx) produite est réduite en conséquence.

En outre, le refroidissement des gaz EGR par le refroidisseur EGR 27 a pour résultat une réduction de la température des gaz EGR et également une réduction du volume des gaz EGR. Lorsque les gaz EGR sont délivrés dans la chambre de combustion, en conséquence, la température `de l'atmosphère dans la chambre de combustion ne s'élève pas à un niveau élevé non-nécessaire et la quantité d'air frais délivré dans la chambre de combustion ne sera pas non-né- cessairement réduite, même en la présence des gaz EGR.

Le catalyseur d'épuration d'échappement 20 utilisé dans l'appareil de contrôle d'émission de ce mode de réalisation sera maintenant décrit en détail.

Le catalyseur d'épuration d'échappement 20 est un catalyseur du NOx qui enlève ou réduit les oxydes d'azote (NOx) contenus dans les gaz d'échappement en la présence d'un agent de réduction. Bien que des exemples de catalyseur du NOx incluent des catalyseurs du NOx du type réduction sélective, des catalyseurs de NOx du type accumulation - réduction, etc. la description qui suit sera donnée en liaison avec un catalyseur du NOx du type accumulation réduction.

Par la suite, le catalyseur d'épuration d'échappement 20 sera simplement appelé "catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20".

Le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 est formé en chargeant un support formé, par exemple, d'alumine, avec au moins une substance choisie parmi les métaux alcalins, tels que le potassium (K), le sodium (Na), le lithium (Li) et le césium (Cs), des métaux alcalino- terreux, tels que le baryum (Ba) et le calcium (Ca) et des métaux de terre rare, tels que le lanthane (La) et l'yt-

trium (Y) et avec un métal noble, tel que du platine (Pt) . Dans la description du mode de réalisation qui suit, le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction est formé en chargeant un support formé d'alumine avec du baryum (Ba) et du platine (Pt).

Le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 construit comme décrit ci-dessus absorbe les oxydes d'azote (NOx) contenus dans les gaz d'échappement lorsque les gaz d'échappement qui entrent dans le catalyseur du NOx 20 présentent une concentration d'oxygène élevée.

A l'opposé, lorsque la concentration d'oxygène des gaz d'échappement entrant dans le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 est abaissée, le catalyseur du NOx 20 libère les oxydes d'azote (NOx) accumulés dans celui-ci.

Si un composé réducteur, tel qu'un hydrocarbure (HC), du monoxyde de carbone (CO), etc. se trouve dans les gaz d'échappement au moment de la libération des oxydes d'azote (NOx), le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 est apte à amener les oxydes d'azote (NOx) libérés du catalyseur du NOx 20 à être réduits en azote (N2).

Bien que les fonctions d'absorption et de libération de NOx du catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 n'aient pas été totalement révélées, le catalyseur du NOx 20 peut être considéré comme absorbant et libérant le NOx en conformité avec le mécanisme suivant.

Lorsque des gaz d'échappement qui entrent dans le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 présentent un rapport air/carburant pauvre et, en conséquence, présentent une concentration en oxygène élevée, l'oxygène (O2) contenu dans les gaz d'échappement est déposé sur la surface du platine (Pt) sous la forme de 02- ou O2-, comme cela est représenté à la figure 2A. Du monoxyde d'azote

(NO) également contenu dans les gaz d'échappement réagit avec 02- ou 02- sur la surface du platine (Pt) pour former du dioxyde d'azote (N02) (2N0 + 202 2N02) . Le dioxyde d'azote (N02) est en outre oxydé sur la surface du platine (Pt) et est absorbé dans le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 pour être accumulé sous la forme d'ions de nitrate (NO3-). Les ions de nitrate N03- ainsi absorbés dans le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 se combinent avec l'oxyde de baryum (BaO) de fa- çon à former du nitrate de baryum (Ba (N03) 2) .

Ainsi, lorsque les gaz d'échappement qui entrent dans le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 présentent un rapport air/carburant pauvre en carburant, des oxydes d'azote (NOx) dans les gaz d'échappement sont absorbés dans le catalyseur du NOx du type accumulation réduction 20 et sont accumulés sous la forme d'ions de nitrate (N03-) .

Le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 continue à absorber le NOx tant que les gaz d'échappement entrants présentent un rapport air/carburant pauvre et que la capacité d'absorption du NOx du catalyseur du NOx 20 n'est pas saturée. En conséquence, lorsque les gaz d'échappement qui entrent dans le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 présentent un rapport air/carburant pauvre en carburant, le NOx contenu dans les gaz d'échappement est absorbé par le catalyseur du NOx 20 et est ainsi enlevé des gaz d'échappement tant que la capacité d'absorption du NOx du catalyseur du NOx n'est pas saturée.

A l'opposé, lorsque la concentration d'oxygène des gaz d'échappement qui entrent dans le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 est abaissée, la quantité de dioxyde d'azote (N02) produite sur la surface du platine (Pt) est réduite. I1 s'ensuit que des réactions inverses

ont lieu, à savoir que les ions de nitrate (N03-) combinés avec l'oxyde de baryum (BaO) sont transformés en dioxyde d'azote (N02) ou monoxyde d'azote (NO), lequel est ensuite libéré ou séparé du catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20.

Si un composé réducteur, tel qu'un hydrocarbure (HC) et du monoxyde de carbone (CO), se trouve dans les gaz d'échappement, comme cela est représenté à la figure 2B, le composé réducteur réagit partiellement avec l'oxygène (02- ou 02-) sur le platine (Pt) formant ainsi des substances actives. Les substances actives réduisent le dioxyde d'azote (N02) ou le monoxyde d'azote (NO) libéré du catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 en azote (N2).

En conséquence, lorsque les gaz d'échappement qui entrent dans le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 présentent un rapport air/carburant stoechiomé- trique ou un rapport air/carburant riche en carburant et, en conséquence, présentent une concentration d'oxygène réduite et une concentration en agent réducteur accrue, les oxydes d'azote(NOx) accumulés dans le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 sont libérés et réduits. En conséquence, la capacité d'absorption du NOx du catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 est reconstituée.

Pendant une opération de combustion au rapport pauvre du moteur à combustion interne 1, le moteur 1 émet des gaz d'échappement ayant un rapport air/carburant pauvre et une concentration d'oxygène accrue et, en conséquence, les oxydes d'azote (NOx) contenus dans les gaz d'échappement sont absorbés par le catalyseur du NOx du type accumulation réduction 20. Si le fonctionnement du moteur 1 au rapport de combustion pauvre se poursuit pendant une durée longue, toutefois, la capacité d'absorption du NOx du catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 devient saturée et

les oxydes d'azote (NOx) contenus dans les gaz d'échappement sont libérés dans l'atmosphère sans être enlevés par le catalyseur du NOx 20.

Dans les moteurs diesels, tels que le moteur 1, en particulier, un mélange air - carburant ayant un rapport air/carburant pauvre est brûlé dans la plus grande partie de la région de fonctionnement du moteur de sorte que ,le rapport air/carburant des gaz d'échappement résultants devient pauvre dans la plus grande partie de la région de fonctionnement du moteur. En conséquence, la capacité d'absorption du NOx du catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 utilisé dans les moteurs diesels sera probablement saturée.

Lorsque le moteur 1 fonctionne normalement en mode pauvre, en conséquence, il est nécessaire de réduire la concentration d'oxygène des gaz d'échappement et d'augmenter la concentration de l'agent réducteur avant que la capacité d'absorption du NOx du catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 soit saturée, libérant et réduisant en conséquence les oxydes d'azote (NOx) accumulés dans le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20.

Pour satisfaire cette exigence, l'appareil de contrôle d'émission de ce mode de réalisation est pourvu d'un mécanisme d'alimentation d'agent de réduction pour ajouter du carburant (essence légère), servant comme un agent réducteur, aux gaz d'échappement qui s'écoulent par le passage d'échappement en amont du catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20. En ajoutant du carburant aux gaz d'échappement par l'intermédiaire du mécanisme d'alimentation d'agent de réduction, l'appareil de contrôle d'émission du mode de réalisation réduit la concentration d'oxygène des gaz d'échappement qui entrent dans le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 et, au même ins-

tant, augmente la concentration de l'agent de réduction dans les gaz d'échappement.

Le mécanisme d'alimentation d'agent de réduction comprend une soupape d'injection d'agent de réduction 28, une soupape de commande d'écoulement 30, une soupape de coupure 31 et un capteur de pression d'agent de réduction 32, comme cela est représenté à la figure 1. La soupape d'injection d'agent de réduction 28 est montée dans une tête de cylindre du moteur 1 de sorte que sa buse est en regard à l'intérieur du collecteur d'échappement 18. La soupape d'injection d'agent de réduction 28 est ouverte pour injecter le carburant lorsque la soupape 28 reçoit du carburant ayant une pression qui est égale à ou plus élevée qu'une pression d'ouverture de soupape prédéterminée. Un passage d'alimentation en agent de réduction 29 guide le carburant délivré depuis la pompe à carburant 6 vers la soupape d'injection d'agent de réduction 28. La soupape de commande d'écoulement 30, qui est disposée au milieu du passage d'alimentation en agent de réduction 29, sert à ajuster la quantité de carburant circulant par le passage d'alimentation en agent de réduction 29. La soupape de coupure 31 est prévue dans le passage d'alimentation en agent de réduction 29 pour être positionnée en amont de la soupape de commande d'écoulement 30. La soupape de coupure 31 bloque ou interdit l'écoulement du carburant par le passage d'alimentation en agent de réduction 29 lorsqu'elle est placée dans une position de coupure. Le capteur de pression d'agent de réduction 32 est fixé au passage d'alimentation en agent de réduction 29 en amont de la soupape de commande d'écoulement 30. Le capteur de pression d'agent de réduction 32 sort un signal électrique correspondant à la pression dans le passage d'alimentation en agent de réduction 29.

De préférence, la soupape d'injection d'agent de réduction 28 est montée dans la tête de cylindre de sorte que la buse de la soupape 28 est placée en aval d'une partie de raccordement du collecteur d'échappement 18 avec le passage EGR 25. De même, la soupape d'injection d'agent de réduction 28 est orientée d'une manière telle que la buse fait saillie dans l'orifice d'échappement du cylindre 2 qui est positionné le plus rapproché d'une partie de raccordement du collecteur d'échappement 18 auquel les quatre tuyaux de branchement se raccordent ou se rejoignent et d'une manière telle que la buse est dirigée vers la partie de raccord du collecteur d'échappement 18.

La soupape d'injection d'agent de réduction 28 étant montée ainsi, l'agent de réduction (composant de carburant non-brûlé) injecté depuis la soupape d'injection d'agent de réduction 28 est empêché de s'écouler dans le passage EGR 25 et l'agent de réduction peut atteindre le logement de turbine 15b du turbocompresseur centrifuge 15 sans rester dans le collecteur d'échappement 18.

Dans le mode de réalisation, comme il est représenté à la figure 1, les quatre cylindres 2 sont numérotés #1, #2, #3 et #4 dans la direction allant de la gauche vers la droite, comme on peut le voir à la figure 1. Puisque le cylindre n 1 (#1) 2 est placé le plus près de la partie de raccordement du collecteur d'échappement 18 parmi les quatre cylindres 2, la soupape d'injection d'agent de réduction 28 est fixée à la paroi de l'orifice d'échappement du cylindre n 1 (#1) 2. Toutefois, si un cylindre 2 autre que le cylindre n 1 (#1) 2 est placé plus près de la partie de raccordement du collecteur d'échappement 18, la soupape d'injection d'agent de réduction 28 est fixée à la paroi de l'orifice d'échappement de ce cylindre 2.

La soupape d'injection d'agent de réduction 28 peut s'étendre à travers ou peut être positionnée près d'une

chemise d'eau (non- représentée) formée dans les têtes de cylindre de sorte que la soupape d'injection d'agent de réduction 28 peut être refroidie par l'eau de refroidissement circulant dans la chemise d'eau.

Dans le mécanisme d'alimentation en agent de réduction comme décrit ci-dessus, du carburant à pression élevée délivré depuis la pompe à carburant 6 est appliqué à la soupape d'injection d'agent de réduction 28 par l'intermédiaire du passage d'alimentation en agent de réduction 29 lorsque la soupape de commande d'écoulement 30 est ouverte. Ainsi, si la pression du carburant-appliquée à la soupape d'injection d'agent de réduction 28 atteint la pression d'ouverture de la soupape ou une pression plus élevée, la soupape d'injection d'agent de réduction 28 est ouverte de façon à injecter le carburant, servant comme un agent de réduction, dans le collecteur d'échappement 18.

L'agent de réduction injecté depuis la soupape d'injection d'agent de réduction 28 dans le collecteur d'échappement 18 s'écoule dans le logement de la turbine 15b en même temps que les gaz d'échappement s'écoulant depuis une partie en amont du collecteur d'échappement 18. Après passage dans le logement de la turbine 15b, l'agent de réduction et les gaz d'échappement sont agités par la rotation de la roue de la turbine et sont mélangés ensemble, formant ainsi des gaz d'échappement présentant un rapport air/carburant riche.

Les gaz d'échappement ainsi formés présentant un rapport air/carburant riche en carburant s'écoulent depuis le logement de la turbine 15b dans le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 par l'intermédiaire du tuyau d'échappement 19 et amènent les oxydes d'azote (NOx) accumulés dans le catalyseur du NOx du type accumulation réduction 20 à être libérés du catalyseur 20 et réduits en azote (N2) .

Si la soupape de commande d'écoulement 30 est ensuite fermée pour arrêter l'alimentation de l'agent de réduction depuis la pompe à carburant 6 à la soupape d'injection d'agent de réduction 28, la pression du carburant appliquée à la soupape d'injection d'agent de réduction 28 devient inférieure à la pression d'ouverture de soupape précédemment mentionnée. I1 s'ensuit que la soupape d'injection d'agent de réduction 28 est fermée, de sorte que l'ajout de l'agent de réduction dans le collecteur d'échappement 18 est terminé.

Le moteur 1 construit comme décrit ci-dessus est pourvu d'une unité de commande électronique (UCE) 35 pour commander le moteur 1. L'unité de commande électronique 35 commande l'état fonctionnel du moteur 1 en conformité avec les conditions de fonctionnement du moteur 1 et une demande ou une requête effectuée par un opérateur de véhicule ou un conducteur.

L'unité de commande électronique 35 est électriquement connectée à divers capteurs, incluant le capteur de pression du distributeur commun 4a, le débitmètre d'air 11, le capteur de température d'air d'admission 12, un capteur de pression de tuyau d'admission 17, le capteur de rapport air/carburant 23, le capteur de température d'échappement 24, le capteur de pression d'agent de réduction 32, un capteur de position de vilebrequin 33, un capteur de température d'eau 34, un capteur de position d'accélération 36, etc. En fonctionnement, l'unité de commande électronique 35 reçoit les signaux de sortie de ces capteurs.

L'unité de commande électronique 35 est également électriquement connectée aux soupapes d'injection de carburant 3, à l'organe de commande d'étranglement d'admission 14, à l'organe de commande d'étranglement d'échappement 22, à la soupape EGR 26, à la soupape de commande d'écoulement

30, à la soupape de coupure 31, etc., et peut commander ces soupapes et autres composants.

Comme cela est représenté à la figure 3, l'unité de commande électronique 35 inclut une unité centrale 351, une mémoire morte 352, une mémoire vive 353, une mémoire vive dé secours 354, un point d'accès d'entrée 356 et un point d'accès de sortie 357 qui sont interconnectés par l'intermédiaire d'un bus bidirectionnel 350. L'unité de commande électronique 35 inclut, en outre, un convertisseur analogi- que/numérique (A/N) 355 qui est relié au point d'accès d'entrée 356.

Le point d'accès d'entrée 356 reçoit les signaux sortis des capteurs, tels que le capteur de position du vilebrequin 33, qui génèrent des signaux en format numérique, et transmet les signaux numériques à l'unité centrale 351, à la mémoire vive 353 ou analogues.

Le point d'accès d'entrée 356 reçoit, par l'intermédiaire du convertisseur A/N 355, des signaux de sortie des capteurs qui génèrent des signaux au format analogique, lesquels capteurs incluent le capteur de pression du distributeur commun 4a, le débitmètre d'air 11, le capteur de température d'air d'admission 12, le capteur de pression de tuyau d'admission 17, le capteur de rapport air/carburant 23, le capteur de température d'échappement 24, le capteur de pression d'agent de réduction 32, le capteur de température d'eau 34, le capteur de position d'accélération 36, etc.

Le point d'accès de sortie 357 est électriquement connecté aux soupapes d'injection de carburant 3, à l'organe de commande d'étranglement d'admission 14, à l'organe de commande d'étranglement d'échappement 22, à la soupape EGR 26, à la soupape de commande d'écoulement 30, à la soupape de coupure 31, etc. En fonctionnement, le point d'ac-

cès de sortie 357 permet aux signaux de commande provenant de l'unité centrale 351 d'être transmis aux soupapes d'injection de carburant 3, à l'organe de commande d'étranglement d'admission 14, à l'organe de commande d'étranglement d'échappement 22, à la soupape EGR 26, à la soupape de commande d'écoulement 30, à la soupape de coupure 31, etc.

La mémoire morte 352 mémorise divers programmes d'application, incluant un programme de commande d'injection de carburant pour commander les soupapes d'injection de carburant 3, un programme de commande d'étranglement d'admission pour commander la soupape d'étranglement d'admission 13, un programme de commande d'étranglement d'échappement pour commander la soupape d'étranglement d'échappement 21, un programme de commande EGR pour commander la soupape EGR 26, un programme de commande d'enlèvement du NOx pour enlever ou réduire les oxydes d'azote (NOx) accumulés dans le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20, un programme de commande d'élimination d'empoisonnement pour éliminer l'empoisonnement du catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 par les oxydes, etc.

En plus des programmes d'application précédemment indiqués, la mémoire morte 352 mémorise diverses tables de correspondance de commande. Les tables de correspondance de commande incluent, par exemple, une table de correspondance de commande de quantité d'injection de carburant indiquant une relation entre l'état fonctionnel du moteur 1 et la quantité de base d'injection de carburant (durée d'injection de carburant de base), une table de correspondance de commande de moment d'injection de carburant indiquant une relation entre l'état fonctionnel du moteur 1 et le moment d'injection de carburant de base, une table de correspondance de commande d'ouverture de soupape d'étranglement d'admission indiquant une relation entre l'état fonctionnel du moteur 1 et le degré cible d'ouverture de la

soupape d'étranglement d'admission 13, et une table de correspondance de commande d'ouverture d'étranglement d'échappement indiquant une relation entre l'état fonctionnel du moteur 1 et le degré cible d'ouverture de la soupape d'étranglement d'échappement 21. Les tables de correspondance de commande incluent, en outre, une table de correspondance de commande d'ouverture de soupape EGR indiquant une relation entre l'état fonctionnel du moteur 1 t le degré cible d'ouverture de la soupape EGR 26, une table de correspondance de commande de quantité d'agent de réduction indiquant une relation entre l'état fonctionnel du moteur 1 et la quantité cible d'agent" dé réduction à ajouter (ou le rapport air/carburant d'échappement cible), une table de correspondance de commande de soupape de commande d'écoulement indiquant une relation entre la quantité cible d'agent de réduction à ajouter et la durée pendant laquelle la soupape de commande d'écoulement 30 est maintenue ouverte, etc.

La mémoire vive 353 mémorise temporairement les signaux de sortie des divers capteurs, les résultats des opérations de l'unité centrale 351, etc. Les résultats des opérations de l'unité centrale 351 incluent, par exemple, une vitesse du moteur qui est calculée à partir d'un intervalle de temps entre des signaux impulsionnels générés depuis le capteur de position de vilebrequin 33. De telles données sont réécrites sur les données les plus anciennes chaque fois que le capteur de position du vilebrequin 33 sort un signal impulsionnel.

La mémoire vive de secours 354 est une mémoire rémanente capable de conserver les données même après que le moteur 1 arrête son fonctionnement.

L'unité centrale 351 opère en conformité avec un ou plusieurs programmes d'application couramment sélectionnés parmi les programmes d'application mémorisés dans la mé-

moire morte 352, de façon à exécuter un ou plusieurs programmes de commande sélectionnés parmi la commande de soupape d'injection de carburant, la commande d'étranglement d'admission, la commande d'étranglement d'échappement, la commande EGR, la commande d'enlèvement du NOx, la commande d'élimination d'empoisonnement et ainsi de suite.

Dans la commande de la soupape d'injection de carburant, par exemple, l'unité centrale 351 détermine tout d'abord une quantité de carburant à injecter depuis chaque soupape d'injection de carburant 3 et détermine ensuite le moment de l'injection du carburant -à partir de chaque soupape d'injection de carburant 3.

Afin de déterminer la quantité de carburant à injecter, l'unité centrale 351 lit une vitesse du moteur et un signal de sortie du capteur de position d'accélérateur 36 (c'est-à-dire le degré d'enfoncement de la pédale d'accélérateur) dans la mémoire vive 353. L'unité centrale 351 accède ensuite à la table de correspondance de commande de quantité d'injection de carburant et calcule une quantité de base d'injection de carburant (durée d'injection de carburant de base) correspondant à la vitesse du moteur et à la position de la pédale d'accélérateur. L'unité centrale 351 corrige ensuite la durée d'injection du carburant de base, en utilisant, comme paramètres, les valeurs des signaux de sortie du débitmètre d'air 11, du capteur de température d'air d'admission 12, du capteur de température d'eau 34, du capteur de rapport air/carburant 23, etc., déterminant de ce fait une durée d'injection de carburant finale.

Afin de déterminer le moment de l'injection de carburant, l'unité centrale 351 accède à la table de correspondance de commande de moment de début d'injection de carburant et calcule un moment d'injection de carburant de base correspondant à la vitesse du moteur et à la position

de la pédale d'accélérateur. En utilisant, comme paramètres, les valeurs des signaux de sortie du débitmètre d'air 11, du capteur de température d'air d'admission 12, du capteur de température d'eau 34, du capteur de rapport air/carburant 23, etc., l'unité centrale 351 corrige le moment d'injection de carburant de base de façon à déterminer un moment d'injection de carburant final.

Après que la durée de l'injection de carburant et le moment de l'injection de carburant sont déterminés, l'unité centrale 351 compare le moment d'injection de carburant au signal de sortie du capteur de position de vilebrequin 33. Au moment où le signal de sortie du capteur de position de vilebrequin 33 coïncide avec le moment du début d'injection de carburant, l'unité centrale 351 commence à appliquer l'énergie d'attaque à une soupape d'injection de carburant appropriée 3. L'unité centrale 351 arrête ensuite d'appliquer l'énergie d'attaque à la soupape d'injection de carburant 3 au moment où le temps écoulé après le début de l'application de l'énergie d'attaque à la soupape d'injection de carburant 3 devient égal à la durée d'injection de carburant.

Si le moteur 1 est dans un état de fonctionnement au ralenti pendant la commande d'injection de carburant, l'unité centrale 351 calcule une vitesse cible de ralenti en utilisant, comme paramètres, une valeur d'un signal de sortie du capteur de température d'eau 34, les états fonctionnels des accessoires, tels qu'un compresseur d'un climatiseur de cabine de véhicule, qui opèrent par l'intermédiaire de l'utilisation de la force de rotation du vilebrequin, etc. L'unité centrale 351 exécute ensuite une commande par asservissement sur la quantité d'injection de carburant de sorte que la vitesse au ralenti réelle devient sensiblement égale à la vitesse au ralenti cible.

Pour effectuer la commande d'étranglement d'admission, l'unité centrale 351 lit, par exemple, une vitesse du moteur et une position de la pédale d'accélérateur dans la mémoire vive 353. L'unité centrale 351 accède ensuite à la table de correspondance de commande d'ouverture de soupape d'étranglement d'admission précédemment indiquée et calcule un degré cible d'ouverture de la soupape d'étranglement d'admission correspondant à la vitesse du moteur et à" la position de la pédale d'accélérateur. L'unité centrale 351 applique ensuite une énergie d'attaque correspondant au degré cible d'ouverture de la soupape d'étranglement d'admission à l'organe de commande d'étrangl-ément d'admission 14. L'unité centrale 351 peut détecter un degré effectif d'ouverture de la soupape d'étranglement d'admission 13 et effectue une commande par asservissement sur l'organe de commande d'étranglement d'admission 14 sur la base d'une différence entre le degré effectif d'ouverture de la soupape d'étranglement d'admission 13 et le degré cible d'ouverture de la soupape d'étranglement d'admission 13.

Pour effectuer la commande d'étranglement d'échappement, l'unité centrale 351 commande l'organe de commande d'étranglement d'échappement 22 de façon à attaquer la soupape d'étranglement d'échappement 21 dans la direction de fermeture de la soupape, par exemple, lorsque le moteur 1 est dans un état fonctionnel de démarrage immédiatement après un démarrage à froid et lorsqu'un chauffage pour chauffer une cabine du véhicule est en fonctionnement.

Dans ce cas, la charge sur le moteur 1 est accrue et la quantité d'injection de carburant est accrue en correspondance. I1 s'ensuit que la quantité de chaleur générée par le moteur 1 augmente, de sorte que le chauffage du. moteur 1 est accéléré et une source de chaleur pour le chauffage de la cabine est procurée de manière sûre.

Pour effectuer la commande EGR, l'unité centrale 351 lit une vitesse du moteur, un signal de sortie du capteur de température d'eau 34 (indiquant une température de l'eau de refroidissement), un signal de sortie du capteur de position d'accélérateur 36 (indiquant une position de la pédale d'accélérateur), etc. dans la mémoire vive 353. L'unité centrale 351 détermine ensuite si les conditions pour exécuter la commande EGR sont établies.

Les conditions pour exécuter la commande EGR précédemment mentionnées incluent, par exemple, (1) une condition que la température de refroidissement soit égale à ou supérieure à une température prédéterminée, (2) une condition que le moteur 1 ait été continuellement mis en #uvre pendant au moins une durée prédéterminée depuis son démarrage, (3) une condition qu'une quantité de changement de la position de la pédale d'accélérateur (c'est-à-dire la quantité d'actionnement de la pédale d'accélérateur) prenne une valeur positive, etc.

S'il est déterminé que les conditions pour l'exécution de la commande EGR énoncées ci-dessus sont satisfaites, l'unité centrale 351 accède à la table de correspondance de commande d'ouverture de soupape EGR, en utilisant la vitesse du moteur et la position de la pédale d'accélérateur comme paramètres et calcule un degré cible d'ouverture de la soupape EGR correspondant à la vitesse du moteur à la position de la pédale d'accélérateur. L'unité centrale 351 applique ensuite une énergie d'attaque correspondant à l'ouverture de soupape EGR cible à la soupape EGR 26. A l'opposé, s'il est déterminé que l'une quelconque des conditions d'exécution de la commande EGR n'est pas satisfaite, l'unité centrale 351 commande la soupape EGR 26 de façon à maintenir un état totalement fermé de la soupape EGR 26.

En outre, pendant la commande EGR, l'unité centrale 351 peut effectuer ce que l'on appelle généralement une commande par asservissement de la soupape EGR dans laquelle le degré d'ouverture de la soupape EGR 26 est commandé de manière asservie en utilisant la quantité d'air d'admission du moteur 1 comme un paramètre.

Dans la commande par asservissement EGR, l'unité centrale 351 détermine, par exemple, une quantité cible d'air d'admission du moteur 1 en utilisant la position de la pédale d'accélérateur, la vitesse du moteur, etc., comme paramètres. A cette fin, il est possible de déterminer préalablement une relation entre la position de la pédale d'accélérateur, la vitesse du moteur et la quantité cible d'air d'admission, sous la forme d'une table de correspondance et d'obtenir une quantité cible d'air d'admission depuis la position de la pédale d'accélérateur à la vitesse du moteur en se référant à la table de correspondance.

Après que la quantité cible d'air d'admission est déterminée par l'intermédiaire de la procédure précédemment mentionnée, l'unité centrale 351 lit une valeur de sortie du débitmètre d'air 11 (indiquant une quantité effective d'air d'admission) dans la mémoire morte 353 et compare la quantité d'air d'admission effective à la quantité d'air d'admission cible.

Si la quantité d'air d'admission effective est inférieure à la quantité d'air d'admission cible, l'unité centrale 351 attaque la soupape EGR 26 par une quantité appropriée dans la direction de fermeture de la soupape. Dans ce cas, la quantité des gaz EGR s'écoulant depuis le passage EGR 25 dans le collecteur d'admission 8 diminue et la quantité des gaz EGR aspirée dans les cylindres 2 du moteur 1 diminue en conséquence. I1 s'ensuit que la quantité d'air frais aspirée dans les cylindres 2 du moteur 1 aug-

mente d'une quantité correspondant à la réduction de la quantité des gaz EGR.

A l'opposé, si la quantité d'air d'admission effective est plus grande que' la quantité d'air d'admission cible, l'unité centrale 351 attaque la soupape EGR 26 d'une quantité appropriée dans la direction d'ouverture de la soupape. Dans ce cas, la quantité des gaz EGR s'écoulant depuis le passage EGR 25 dans le collecteur d'admission 8 augmente et la quantité des gaz EGR aspirée dans les cylindres 2 du moteur 1 augmente en conséquence. I1 s'ensuit que la quantité d'air frais aspirée-dans les cylindres 2 du moteur 1 diminue d'une quantité correspondant à l'augmentation de la quantité des gaz EGR.

Dans la commande d'enlèvement du NOx, l'unité centrale 351 effectue ce que l'on appelle une commande du rapport air/carburant riche crête dans lequel le rapport air/carburant des gaz d'échappement qui entrent dans le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 est commandé à un rapport air/carburant riche pendant une courte durée en un cycle relativement court.

Pour effectuer la commande crête riche, l'unité centrale 351 détermine à des intervalles prédéterminés si les conditions pour effectuer la commande crête riche sont satisfaites. Les conditions d'exécution de la commande crête riche incluent (1) une condition que le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 est à un état activé, (2) une condition qu'une valeur de sortie du capteur de température d'échappement 24 (indiquant la température des gaz d'échappement) est égale à ou inférieure à une limite supérieure prédéterminée, (3) une condition que la commande d'élimination d'empoisonnement ne soit pas exécutée, etc.

S'il est déterminé que les conditions d'exécution de la commande crête riche précédemment mentionnées sont sa-

tisfaites, l'unité centrale 351 commande temporairement le rapport air/carburant des gaz d'échappement qui entrent dans le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 à un rapport air/carburant riche cible en commandant la soupape de commande d'écoulement 30 de sorte que le carburant, servant comme un agent de réduction, est injecté depuis la soupape d'injection d'agent de réduction 28 pendant un court instant.

Plus précisément, l'unité centrale 351 lit une vitesse du moteur, un signal de sortie du capteur de position d'accélérateur 36 (indiquant la position,de la pédale d'accélérateur), un signal de sortie du débitmètre d'air 11 (indiquant la quantité d'air d'admission), un signal de sortie du capteur de rapport air/carburant 23, une quantité d'injection de carburant, etc. dans la mémoire morte 353. En utilisant la vitesse du moteur, la position de la pédale d'accélérateur, la quantité d'air d'admission et la quantité d'injection de carburant comme paramètres, l'unité centrale 351 accède à la table de correspondance de commande de quantité d'agent de réduction mémorisée dans la mémoire morte 352 et calcule une quantité d'agent de réduction (quantité cible de la quantité de réduction à ajouter) qui est nécessaire pour commander le rapport air/carburant des gaz d'échappement à un rapport air/carburant riche cible préétabli.

Ultérieurement, en utilisant la quantité d'agent de réduction cible précédemment mentionnée comme un paramètre, l'unité centrale 351 accède à la table de correspondance de soupape de commande d'écoulement mémorisée dans la mémoire morte 352 et calcule une durée d'ouverture de soupape (durée d'ouverture de soupape cible) de la soupape de commande d'écoulement 30 qui est nécessaire pour injecter la quantité cible d'agent de réduction depuis la soupape d'injection d'agent de réduction 28.

Après que la durée d'ouverture cible de la soupape de commande d'écoulement 30 est calculée, l'unité centrale 351 ouvre la soupape de commande d'écoulement 30 pendant la durée calculée. Dans ce cas, un carburant à pression élevée délivré depuis la pompe à carburant 6 est délivré à la soupape d'injection d'agent de réduction 28 par l'intermédiaire du passage d'alimentation en agent de réduction 29 de sorte que la pression du carburant appliquée à la soupape d'injection d'agent de réduction 28 atteint une pression d'ouverture de soupape ou plus élevée, ouvrant en conséquence la soupape d'injection d'agent de réduction 28.

L'unité centrale 351 ferme la soupape de commande d'écoulement 30 après écoulement de la durée d'ouverture de soupape cible précédemment mentionnée à partir du moment où la soupape de commande d'écoulement 30 est ouverte. La soupape de commande d'écoulement 30 étant ainsi fermée, l'alimentation d'agent de réduction depuis la pompe à carburant 6 à la soupape d'injection d'agent de réduction 28 est interrompue, de sorte que la pression du carburant appliquée à la soupape d'injection d'agent de réduction 28 est réduite à une valeur inférieure à la pression d'ouverture de la soupape. Il s'ensuit que la soupape d'injection d'agent de réduction 28 est fermée.

Ainsi, si la soupape de commande d'écoulement 30 est maintenue ouverte pendant la durée cible d'ouverture de la soupape, la quantité cible de carburant est injectée depuis la soupape d'injection d'agent de réduction 28 dans le collecteur d'échappement 18. L'agent de réduction injecté depuis la soupape d'injection d'agent de réduction 28 est ensuite mélangé aux gaz d'échappement s'écoulant depuis une partie en amont du collecteur d'échappement 18 et forme un mélange d'agent de réduction et des gaz d'échappement, qui présente un rapport air/carburant cible riche. Le mélange

ainsi formé s'écoule dans le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20.

I1 s'ensuit que le rapport air/carburant des gaz d'échappement qui entrent dans le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 est modifié en un cycle relativement court entre un rapport air/carburant pauvre et un rapport air/carburant riche cible de sorte que le rapport air/carburant riche apparaît seulement pendant une courte période.

De cette manière, le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 effectue alternativement l'absorption des oxydes d'azote (NOx) et la libération et la réduction des oxydes d'azote (NOx) de manière répétée en un cycle court.

Pour effectuer la commande d'élimination d'empoisonnement, l'unité centrale 351 effectue un traitement d'élimination d'empoisonnement pour éliminer l'empoisonnement du catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 provoqué par des oxydes.

Dans quelques cas, un carburant utilisé dans le moteur 1 contient du soufre (S). Si un tel carburant est brûlé dans le moteur 1, en conséquence, des oxydes de soufre (SOx) , tels que des dioxydes de soufre (S02), des trioxydes de soufre (S03), etc., sont produits.

Les oxydes de soufre (SOx) s'écoulent en même temps que les gaz d'échappement dans le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 et sont absorbés dans le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 par un mécanisme qui est sensiblement le même que le mécanisme d'absorption des oxydes d'azote (NOx).

Plus précisément, lorsque les gaz d'échappement qui entrent dans le catalyseur du NOx du type accumulation -

réduction 20 présentent un rapport air/carburant pauvre, de l'oxygène (02) est déposé sur la surface du platine (Pt) sous la forme de 02- ou 02" comme énoncé précédemment en liaison avec le mécanisme d'absorption du NOx. En conséquence, les oxydes de soufre (SOx), tels que le dioxyde de soufre (S02), les trioxydes de soufre (S03) , etc., contenus dans les gaz d'échappement réagissent avec 02- ou 02- sur la surface du platine (Pt), pour former en conséquence S03-, S04-, etc.

S03- et S04- sont de plus oxydés sur la surface du platine (Pt) et sont absorbés sous la forme d'ions sulfate (S042-) par le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20. Les ions sulfate (S042-) absorbés dans le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 sont ensuite combinés avec l'oxyde de baryum (Ba0) pour former un sulfate (BaS04).

Ainsi, lorsque le rapport air/carburant des gaz d'échappement qui entrent dans le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 est un rapport air/carburant pauvre, les oxydes de soufre (SOx) dans les gaz d'échappement sont absorbés sous la forme d'ions sulfate (S042-) dans le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20.

I1 devrait convenir de noter ici que le sulfate (BaS04) est plus stable et se décomposera vraisemblablement moins que le nitrate de baryum (Ba(N03)2). En conséquence, même lorsque le rapport air/carburant des gaz d'échappement entrant dans le catalyseur du NOx 20 est commandé au rapport air/carburant stoechiométrique ou riche, le sulfate (BaS04) tend à rester dans le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 sans être décomposé.

Si la quantité de sulfate (BaS04) dans le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 augmente, la quantité d'oxyde de baryum (BaO) utilisée pour absorber les

oxydes d'azote (NOx) est réduite en conséquence, avec pour effet que la capacité d'absorption du NOx du catalyseur du NOx 20 se détériore, à savoir ce que l'on appelle un empoisonnement par SOx se produit.

Comme exemple d'un procédé pour éliminer l'empoisonnement par SOx du catalyseur du NOx du type accumulation réduction 20, la température de l'atmosphère à laquelle le catalyseur du NOx 20 est exposé est élevée dans une plage de température élevée d'environ 500 C à environ 700 C et le rapport air/carburant des gaz d'échappement qui entrent dans le catalyseur du NOx 20 est-commandé à un rapport air/carburant riche. I1 s'ensuit que le sulfate de baryum (BaS04) accumulé dans le catalyseur du NOx 20 se décompose thermiquement pour former S03- ou S04- et les ions S03- ou S04- sont amenés à réagir avec les hydrocarbures (HC) et le monoxyde de carbone (CO) présents dans les gaz d'échappement pour être ainsi réduits en S02- sous une forme gazeuse.

De ce fait, dans le procédé d'élimination de l'empoisonnement en conformité avec ce mode de réalisation, l'unité centrale 351 exécute tout d'abord un processus d'élévation de la température du catalyseur consistant à élever la température du catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 et commande ensuite le rapport air/carburant des gaz d'échappement entrant dans le catalyseur du NOx 20 à un rapport air/carburant riche.

Dans le processus d'élévation de la température du catalyseur, l'unité centrale 351 peut élever la température du lit du catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 de la manière suivante. C'est-à-dire que l'unité centrale 351 effectue une post-injection subsidiaire de carburant à partir de chaque soupape d'injection de carburant 3 pendant la course de dilatation de cylindre 2 et ajoute le carburant provenant de la soupape d'injection d'agent de réduction 28 dans les gaz d'échappement, de

sorte que les composés du carburant non brûlés sont oxydés au niveau du catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20. En raison de la chaleur produite pendant cette oxydation, la température du lit du catalyseur du NOx 20 est élevée.

Toutefois, une température excessivement élevée du catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 peut induire probablement une détérioration thermique du catalyseur du NOx 20. I1 est en conséquence préférable de commander la quantité de post-injection de carburant et la quantité de carburant à ajouter d'-une manière asservie, sur la base d'un signal de sortie du capteur de température d'échappement 24.

Après que la température du lit du catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 est élevée dans une plage de température élevée allant d'environ 500 C à environ 700 C par le processus d'élévation de température du catalyseur décrit ci-dessus, l'unité centrale 351 amène la soupape d'injection d'agent de réduction 28 à injecter le carburant de façon à commander le rapport air/carburant des gaz d'échappement qui entrent dans le catalyseur du NOx 20 à un rapport air/carburant riche.

Si une quantité excessivement importante de carburant est injectée depuis la. soupape d'injection d'agent de réduction 28, toutefois, le carburant injecté peut rapidement brûler dans le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20, surchauffant en conséquence le catalyseur du NOx 20 ou le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 peut être refroidi de manière non-nécessaire par la quantité excessive de carburant injectée depuis la soupape d'injection d'agent de réduction 28. En conséquence, il est préféré que l'unité centrale 351 effectue une commande par asservissement sur la quantité de carburant injectée depuis la soupape d'injection d'agent de réduction

28, sur la base du signal de sortie du capteur de rapport air/carburant 23.

Si le procédé d'élimination d'empoisonnement est exécuté comme décrit ci-dessus, le rapport air/carburant des gaz d'échappement entrant dans le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 est passé à un rapport air/carburant riche à condition que le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 présente une température de lit élevée. De ce fait, le sulfate de baryum (BaS04) accumulé dans le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 se décompose thermiquement pour former S03- ou S04- et les ions S03- ou S04- sont amenés à réagir avec les hydrocarbures (HC) et le monoxyde de carbone (CO) présents dans les gaz d'échappement pour être en conséquence réduits en S02- sous forme gazeuse. De cette manière, l'empoisonnement par SOX du catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 est éliminé.

Pour effectuer la commande d'enlèvement du NOx comme décrit ci-dessus, l'unité centrale 351 exécute une commande crête riche pendant un cycle prédéterminé de façon à commander le rapport air/carburant des gaz d'échappement qui entrent dans le catalyseur du NOx du type accumulation réduction 20 à un rapport air/carburant riche cible seulement pendant une courte durée, de sorte que les oxydes d'azote (NOx) accumulés dans le catalyseur du NOx 20 sont libérés et réduits.

Le rapport air/carburant riche cible pour utilisation dans la commande crête riche est une valeur fixe qui est déterminée sur l'hypothèse que le mécanisme d'alimentation en agent de réduction et le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 sont placés à leurs états ou conditions typiques. S'il n'y a pas de changement de performance du catalyseur du NOx 20, la caractéristique de mécanisme d'alimentation en agent de réduction, la caractéris-

tique des soupapes d'injection de carburant 3, et analogues, avec l'écoulement du temps en utilisation ou en raison des changements des événements, la quantité d'agent de réduction délivrée peut devenir excessive ou insuffisante par rapport à la quantité des oxydes d'azote (NOx) accumulés dans le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20.

Au vue des problèmes décrits précédemment, il est prévu de détecter la quantité d'oxydes d'azote (NOx) libérés depuis le catalyseur du NOx 20 sur la base du signal de sortie du capteur de rapport air/carburant 23 pendant l'exécution de la commande crête riche, et d'effectuer une commande par asservissement sur le rapport air/carburant riche cible (en d'autres termes, la quantité d'agent de réduction ajoutée) en conformité avec la quantité détectée d'oxydes d'azote (NOx).

De plus, le rapport air/carburant est calculé sur la base d'un signal de sortie généré par le capteur de rapport air/carburant 23 qui est supposé être dans une condition de nouveau mélange. En conséquence, s'il n'y a pas de changement de la caractéristique de sortie du capteur 23, en raison de changements chronologiques ou de détérioration, par exemple, le rapport air/carburant peut être détecté de manière fausse ou erronée, faisant qu'il est difficile d'exécuter une commande par asservissement précise.

Dans ce mode de réalisation, en conséquence, l'unité centrale 351 compare le rapport air/carburant obtenu depuis un signal de sortie du capteur de rapport air/carburant 23 à une valeur prédéterminée pendant le procédé d'élimination de l'empoisonnement dans lequel le rapport air/carburant des gaz d'échappement qui entrent le catalyseur du NOx 20 est établi à un rapport air/carburant riche pendant une durée relativement longue et corrige le signal de sortie du capteur de rapport air/carburant 23 sur la base d'une dé-

viation du rapport air/carburant obtenu par rapport à la valeur prédéterminée. Ici, la valeur prédéterminée est équivalente au rapport air/carburant obtenu pendant une période précédente du procédé d'élimination de l'empoisonnement lorsque le capteur de rapport air/carburant 23 est neuf.

C'est-à-dire, puisque le rapport air/carburant des gaz d'échappement qui entrent dans le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 est commandé à un rapport air/carburant riche pendant le procédé d'élimination d'empoisonnement, les oxydes d'azote (NOx) accumulés dans le catalyseur du NOx 20 et/ou 02 accumulé sont libérés pendant une période précédente d'exécution du procédé d'élimination d'empoisonnement. Si les oxydes d'azote (NOx) sont libérés du catalyseur du NOx 20, le rapport air/carburant des gaz d'échappement mesuré sur le côté aval du catalyseur du NOx 20 (que l'on appellera par la suite "rapport air/carburant d'échappement côté aval") devient proche de la valeur st#- chiométrique, en raison de l'oxygène contenu dans les oxydes d'azote (NOx) libérés et de l'oxygène (en général appelé accumulation d'02) absorbé et accumulé dans le catalyseur du NOx 20.

De ce fait, en calculant une déviation du rapport air/carburant d'échappement côté aval depuis le rapport air/carburant prédéterminé pendant une période d'exécution précédente du procédé d'élimination d'empoisonnement, la quantité de changement dans la sortie du capteur de rapport air/carburant 23, à savoir la valeur par laquelle la sortie du capteur devrait être corrigée, peut être déterminée.

Après que la valeur de sortie du capteur de rapport air/carburant 23 a été corrigée comme décrit ci-dessus, l'unité centrale 351 mémorise la valeur corrigée dans une zone prédéterminée de la mémoire vive 353 ou dans la mémoire vive de secours 354.

Si la commande d'enlèvement du NOx est exécutée après la fin de la commande d'élimination d'empoisonnement, l'unité centrale 351 exécute la commande crête riche sur la base de la valeur corrigée du capteur de rapport air/carburant 23 mémorisée dans la mémoire vive 353 ou dans la mémoire vive de secours 354.

Dans ce cas, la quantité d'agent de réduction injectée depuis la soupape d'injection d'agent de réduction 28 pendant la commande crête riche reflète le rapport air/carburant des gaz d'échappement effectivement libérés du catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20. En conséquence, la quantité d'agent de réduction ajoutée peut être commandée à une valeur optimale même si la caractéristique de sortie du capteur de rapport air/carburant 23 change, par exemple en raison de changements chronologiques ou d'une détérioration du capteur 23.

En conséquence, pendant la commande de crête riche associée au procédé d'élimination d'empoisonnement ou au procédé d'enlèvement du NOx, la quantité d'agent de réduction délivrée ne sera pas excessivement large ni insuffisante et sinon une détérioration possible des émissions d'échappement due à une alimentation excessive ou insuffisante de l'agent de réduction peut être empêchée de manière avantageuse.

En outre, même lorsque la commande crête riche n'est pas effectuée, la quantité de carburant délivrée au moteur à combustion interne peut être commandée par asservissement sur la base du rapport air/carburant d'échappement et la détérioration des émissions des échappements peut être empêchée de manière identique.

La commande d'élimination d'empoisonnement en conformité avec ce mode de réalisation sera décrite de manière

plus détaillée en se référant à l'organigramme présenté à la figure 5.

L'organigramme de la figure 5 illustre un programme de commande d'élimination d'empoisonnement. Le programme de commande d'élimination d'empoisonnement est exécuté de manière répétée par l'unité centrale 351 à des intervalles de temps prédéterminés (par exemple chaque fois que le capteur de position de vilebrequin 33 génère un signal impulsion- nel). Le programme de commande d'élimination d'empoisonnement est prémémorisé dans la mémoire morte 352.

A une _. étape S501 du programme de commande d'élimination d'empoisonnement, l'unité centrale 351 détermine initialement si les conditions pour exécuter le procédé d'élimination d'empoisonnement sont satisfaites. Les conditions d'exécution d'élimination d'empoisonnement peuvent inclure, par exemple, (1) une condition que le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 soit dans un état activé, (2) une condition qu'une valeur de sortie du capteur de température d'échappement 24 (indiquant la température des gaz d'échappement) soit égale à ou inférieure à une valeur limite supérieure, (3) une condition qu'un degré d'empoisonnement par SOx du catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20 dépasse une plage autorisable, etc.

S'il est déterminé à l'étape S501 que l'une quelconque des conditions d'exécution de d'élimination d'empoisonnement n'est pas satisfaite, l'unité centrale 351 finit temporairement l'exécution de ce programme.

S'il est déterminé à l'étape S501 que les conditions d'exécution d'élimination d'empoisonnement sont satisfaites, l'unité centrale 351 avance à une étape S502. A l'étape S502, l'unité centrale 351 lit une vitesse du moteur, une valeur de sortie du capteur de position d'accélérateur 36 (indiquant la position de la pédale d'accéléra-

teur) et une valeur de sortie du capteur de rapport air/carburant 23 dans la mémoire vive 353. En utilisant la vitesse du moteur, la position de la pédale d'accélérateur et le rapport air/carburant comme paramètres, l'unité centrale 351 calcule une quantité d'agent de réduction (carburant) qui est nécessaire pour changer le rapport air/carburant des gaz d'échappement qui entrent dans le catalyseur du NOx 20 à un rapport air/carburant riche de référence prédéterminé.

Pour permettre l'opération ci-dessus, il est possible de déterminer par expériences une relation entre la vitesse du moteur, la position de la pédale d'accélérateur et la quantité d'agent de réduction ajoutée et de prémémoriser la relation sous la forme d'une table de correspondance dans la mémoire morte 352 ou analogues.

A une étape S503, l'unité centrale 351 commande la soupape de commande d'écoulement 30 en conformité avec la quantité d'agent de réduction déterminée à l'étape S502, de façon à commencer à ajouter l'agent de réduction provenant de la soupape d'injection d'agent de réduction 28 aux gaz d'échappement.

A une étape S504, l'unité centrale 351 mémorise la valeur de sortie du capteur de rapport air/carburant 23 (rapport air/carburant d'échappement cété aval) dans la mémoire vive 353.

A une étape S505, l'unité centrale 351 détermine si les conditions pour finir le procédé d'élimination d'empoisonnement sont satisfaites. Les conditions de détermination d'élimination d'empoisonnement peuvent inclure, par exemple, une condition que le temps ou la durée d'exécution du procédé d'élimination d'empoisonnement a atteint au moins une durée ou un temps prédéterminé.

S'il est déterminé à l'étape S505 que les conditions de détermination d'élimination d'empoisonnement ne sont pas satisfaites, l'unité centrale 351 exécute de manière répétée les étapes S504 et S505 jusqu'à ce qu'une décision affirmative (OUI) soit obtenue à l'étape S505.

A l'opposé, s'il est déterminé à l'étape S505 que les conditions de détermination d'élimination d'empoisonnement sont satisfaites, l'unité centrale 351 avance à une étape S506, dans laquelle l'unité centrale 351 commande la soupape de commande d'écoulement 30 de façon à arrêter l'ajout de l'agent de réduction.

A une étape S507, l'unité centrale 351 détermine si le rapport air/carburant d'échappement côté aval pendant une période précédente à la commande d'élimination d'empoisonnement est égal à un rapport air/carburant prédéterminé.

S'il est déterminé à une étape S507 que le rapport air/carburant d'échappement côté aval est égal au rapport air/carburant prédéterminé, l'unité centrale 351 finit temporairement l'exécution du programme.

A l'opposé, s'il est déterminé à une étape S507 que le rapport air/carburant d'échappement côté aval est différent du rapport air/carburant prédéterminé, l'unité centrale 351 avance à une étape S508.

A l'étape S508, l'unité centrale 351 calcule une déviation du rapport air/carburant d'échappement côté aval par rapport au rapport air/carburant prédéterminé pendant la commande d'élimination d'empoisonnement mémorisée dans la mémoire vive 353 et mémorise la valeur calculée comme une valeur de correction dans une zone prédéterminée dans la mémoire vive de secours 354. Ultérieurement, l'unité centrale 351 arrête temporairement l'exécution du programme.

Dans la commande d'enlèvement du NOx après l'exécution du programme de commande d'élimination d'empoisonnement précédemment décrit, l'unité centrale 351 exécute la commande de crête riche tout en supposant, comme un rapport air/carburant d'échappement côté aval réel, une valeur obtenue en ajoutant la valeur de correction mémorisée dans la zone prédéterminée de la mémoire vive de secours 354 au rapport air/carburant déterminé depuis le signal de sortie du capteur de rapport air/carburant 23.

En conformité avec l'appareil de contrôle d'émission du moteur à combustion interne du mode de réalisation, la quantité d'agent de réduction injectée depuis la soupape d'injection d'agent de réduction 28 pendant la commande crête riche reflète le rapport air/carburant des gaz d'échappement effectivement libérés depuis le catalyseur du NOx du type accumulation - réduction 20. De ce fait, la quantité d'agent de réduction ajoutée peut être commandée à une valeur optimale même s'il y a tout changement quelconque dans la caractéristique du signal de sortie du capteur de rapport air/carburant 23, en raison par exemple de changements chronologiques et de détérioration.

En conséquence, pendant la commande crête riche, la quantité d'agent de réduction délivrée ne sera pas excessivement large ni insuffisante et une détérioration possible d'une autre manière des émissions d'échappement provenant d'une alimentation excessive ou insuffisante de l'agent de réduction peut être empêchée de manière avantageuse.

Bien que l'invention ait été décrite en se référant à ce qui est présentement considéré être ses modes de réalisation préférés, on comprendra que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation ou aux structures décrites. A l'opposé, l'invention est destinée à couvrir diverses modifications et dispositions équivalentes.

Dans l'appareil de contrôle d'émission en conformité avec l'invention, le rapport air/carburant des gaz d'échappement est détecté pendant l'exécution du procédé d'élimination d'empoisonnement pour le catalyseur du NOx et la valeur de sortie du moyen de détection de rapport air/carburant est corrigée sur la base d'une déviation entre le rapport air/carburant détecté et une valeur prédéterminée.

La disposition ci-dessus fait qu'il est possible de détecter le rapport air/carburant avec une précision améliorée et d'effectuer un procédé d'enlèvement du NOx optimal même dans le cas où le signal de sortie du moyen de détection de rapport air/carburant dévie de sa valeur nominale en raison par exemple de changements chronologiques ou de la détérioration du moyen de détection.

En particulier, dans l'appareil de contrôle d'émission dans lequel un agent de réduction est ajouté aux gaz d'échappement de façon à commander le rapport air/carburant des gaz d'échappement entrant dans le catalyseur du NOx à un niveau cible prédéterminé pendant le procédé d'enlèvement du NOx, la disposition décrite précédemment est efficace pour empêcher la détérioration des émissions d'échappement en raison d'une alimentation excessive ou insuffisante de l'agent de réduction en raison des erreurs dans les résultats des mesures du rapport air/carburant.

En outre, la mesure précise du rapport air/carburant qui est obtenue en conformité avec l'invention fait qu'il est possible d'effectuer une commande par asservissement avec une précision suffisamment élevée lors de la détermination de la quantité de carburant injectée dans le moteur à combustion interne dans des cas autres que dans le procédé d'enlèvement du NOx. Dans ce cas, également, la détérioration des émissions d'échappement peut être empêchée.

Claims

REVENDICATIONS 1. Appareil de contrôle d'émission d'un moteur à éom- bustion interne du type à combustion pauvre qui est capable de brûler un mélange air/carburant présentant un rapport air/carburant pauvre, comprenant un catalyseur du NOx (20) disposé dans un passage d'échappement (18) du moteur à combustion interne (1), le catalyseur du NOx (20) étant conçu pour absorber les oxydes d'azote contenus dans les gaz d'échappement lorsque les gaz d'échappement présentent un rapport air/carburant élevé, et pour libérer les oxydes d'azote accumulés dans celui-ci lorsque les gaz d'échappement présentent un rapport air/carburant faible ; un moyen de commande d'enlèvement du NOx pour exécuter un procédé d'enlèvement du NOx de façon à libérer et réduire les oxydes d'azote absorbés dans le catalyseur du NOx (20) ; un moyen de commande d'élimination d'empoisonnement pour exécuter un procédé d'élimination d'empoisonnement de façon à éliminer l'empoisonnement du catalyseur du NOx (20) dû aux oxydes ; un moyen de détection de rapport air/carburant (23) disposé dans le passage d'échappement (18) pour détecter un rapport air/carburant des gaz d'échappement ; et un moyen de correction du rapport air/carburant pour corriger un signal de sortie du moyen de détection du rapport air/carburant (23), sur la base d'un signal de sortie généré par le moyen de détection du rapport air/carburant (23) pendant l'exécution du procédé d'élimination d'empoisonnement, dans lequel le signal de sortie corrigé est uti-

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lisé pour une commande ultérieure effectuée par l'appareil de contrôle d'émission.
2. Appareil de contrôle d'émission selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pendant l'exécution du procédé d'élimination d'empoisonnement, la température de l'atmosphère à laquelle le catalyseur du NOx(20) est exposé est élevée.
3. Appareil de contrôle d'émissian@selon la revendication 2, caractérisé en ce que la température est élevée à une température d'environ 500 C à 700 C.
4. Appareil de contrôle d'émission selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, pendant l'exécution du procédé d'élimination d'empoisonnement, le rapport air/carburant des gaz d'échappement entrant dans le catalyseur du NOx est rendu riche.
5. Appareil de contrôle d'émission selon la revendication 4, caractérisé en ce que le rapport air/carburant est rendu riche en ajoutant un agent de réduction aux gaz d'échappement via une soupape d'injection d'agent de réduction (28) qui injecte l'agent de réduction dans un collecteur des gaz d'échappement (18).
6. Appareil de contrôle d'émission selon la revendication 5, caractérisé en ce que la soupape d'injection d'agent de réduction (28) est disposée dans le collecteur

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des gaz d'échappement (18), de sorte que la buse de la soupape (28) est en regard de l'intérieur du collecteur (18).
7. Appareil de contrôle d'émission selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la buse de la soupape d'injection d'agent de réduction (28) est placée en aval d'une partie de raccordement du collecteur d'échappement (18) avec un passage de recirculation des gaz d'échappement.
8. Appareil de contrôle d'émission selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le procédé d'élimination d'empoisonnement n'est exécuté que lorsque au moins une condition prédéterminée pour l'exécution est satisfaite.
9. Appareil de contrôle d'émission selon la revendication 8, caractérisé en ce que la au moins une condition prédéterminée pour l'exécution du procédé d'élimination d'empoisonnement comprend au moins les conditions suivantes le catalyseur du NOx (20) est dans un état activé ; une température des gaz d'échappement est égale à ou inférieure à une valeur limite supérieure ; et un degré d'empoisonnement par SOx du catalyseur du NOx (20) dépasse une plage autorisable.
10. Appareil de contrôle d'émission selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le moyen de correction de rapport air/carburant compare un si-

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gnal de sortie généré par le moyen de détection de rapport air/carburant (23) pendant une période précédente du procédé d'élimination de l'empoisonnement à une valeur prédéterminée et, s'il existe une déviation du signal de sortie par rapport à la valeur prédéterminée, le moyen de correction de rapport air/carburant corrige le signal de sortie du moyen de détection de rapport air/carburant (23) sur la base de la déviation.
11. Appareil de contrôle d'émission selon la revendication 10, caractérisé en ce que la- valeur prédéterminée correspond à un signal de sortie généré par le moyen de détection du rapport air/carburant (23) pendant une période précédente au procédé d'élimination d'empoisonnement lorsque le moyen. de détection de rapport air/carburant (23) est neuf.
12. Appareil de contrôle d'émission selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le moyen de détection du rapport air/carburant (23) est placé en aval du catalyseur du NOx (20) pour détecter le rapport air/carburant des gaz d'échappement qui sont passés par le catalyseur du NOx (20).
13. Appareil de contrôle d'émission selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le signal de sortie corrigé du moyen de détection du rapport air/carburant (23) est utilisé dans une commande ultérieure pour déterminer une quantité d'un agent de réduction qui est ajoutée pendant le procédé d'enlèvement du NOx ou pendant le procédé d'élimination d'empoisonnement.

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14. Appareil de contrôle d'émission selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le carburant est utilisé comme un agent de réduction ou agent réducteur.
15. Appareil de contrôle d'émission selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'un capteur de température (24) est disposé en aval du catalyseur du NOx (20) pour détecter la température des gaz d'échappement qui sont passés par le catalyseur du NOx.
16. Procédé de contrôle d'émission d'un appareil de contrôle d'émission d'un moteur à combustion interne du type à combustion pauvre qui est capable.de brûler un mélange d'air/carburant présentant un rapport air/carburant pauvre, le moteur à combustion interne incluant un catalyseur du NOx (20) disposé dans un passage d'échappement (18) du moteur à combustion interne (1), le catalyseur du NOx (20) étant conçu pour absorber les oxydes d'azote contenus dans les gaz d'échappement lorsque les gaz d'échappement présentent un rapport air/carburant élevé, et pour libérer les oxydes d'azote accumulés dans celui-ci lorsque les gaz d'échappement présentent un rapport air/carburant faible, le procédé comprenant les étapes consistant à exécuter un procédé d'enlèvement du NOx de façon à libérer et réduire les oxydes d'azote absorbés dans le catalyseur du NOx (20) ; exécuter un procédé d'élimination d'empoisonnement de façon à éliminer l'empoisonnement du catalyseur du NOx (20) dû aux oxydes ;

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détecter un rapport air/carburant des gaz d'échappement par un capteur de rapport air/carburant (23) disposé dans le passage d'échappement (18) ; et corriger un signal de sortie du capteur de rapport air/carburant (23), sur la base d'un signal de sortie généré par le capteur de rapport air/carburant (23) pendant l'exécution du procédé d'élimination d'empoisonnement, dans lequel le signal de sortie corrigé est utilisé pour une commande ultérieure effectuée par l'appareil de contrôle d'émission.
17. Procédé de contrôle d'émission selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'un signal de sortie généré par le capteur de rapport air/carburant (23) pendant une période précédente du procédé d'élimination d'empoisonnement est comparé à une valeur prédéterminée et s'il existe une déviation du signal de sortie par rapport à la valeur prédéterminée, le signal de sortie du capteur de rapport air/carburant (23) est corrigé sur la base de la déviation.
18. Procédé de contrôle d'émission selon la revendication 17, caractérisé en ce que la valeur prédéterminée correspond à un signal de sortie généré par le capteur de rapport air/carburant (23) pendant une période précédente du procédé d'élimination d'empoisonnement lorsque le capteur de rapport air/carburant (23) est neuf.
19. Procédé de contrôle d'émission selon l'une quelconque des revendications 16 à 18, caractérisé en ce que le capteur de rapport air/carburant (23) est placé en aval du catalyseur du NOx (20) pour détecter le rapport

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air/carburant des gaz d'échappement qui sont passés par le catalyseur du NOx (20).
20. Procédé de contrôle d'émission selon l'une quelconque des revendications 16 à 19, caractérisé en ce que le signal de sortie corrigé du capteur de rapport air/carburant (23) est utilisé dans une commande ultérieure pour déterminer une quantité d'agent de réduction qui est ajoutée pendant le procédé d'enlèvement du NOx ou le procédé d'élimination d'empoisonnement.