FR2849896A1 - Internal combustion engine exploiting process for use in automobile vehicle, involves exploiting engine based on values of function of preset division of local temperature, and determining conversion of polluting agent - Google Patents
Internal combustion engine exploiting process for use in automobile vehicle, involves exploiting engine based on values of function of preset division of local temperature, and determining conversion of polluting agent Download PDFInfo
- Publication number
- FR2849896A1 FR2849896A1 FR0315469A FR0315469A FR2849896A1 FR 2849896 A1 FR2849896 A1 FR 2849896A1 FR 0315469 A FR0315469 A FR 0315469A FR 0315469 A FR0315469 A FR 0315469A FR 2849896 A1 FR2849896 A1 FR 2849896A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- catalyst
- temperature
- internal combustion
- combustion engine
- exhaust gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
- F01N9/005—Electrical control of exhaust gas treating apparatus using models instead of sensors to determine operating characteristics of exhaust systems, e.g. calculating catalyst temperature instead of measuring it directly
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
- F01N11/002—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring or estimating temperature or pressure in, or downstream of the exhaust apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
- F01N11/002—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring or estimating temperature or pressure in, or downstream of the exhaust apparatus
- F01N11/005—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring or estimating temperature or pressure in, or downstream of the exhaust apparatus the temperature or pressure being estimated, e.g. by means of a theoretical model
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
- F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
- F01N3/0814—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents combined with catalytic converters, e.g. NOx absorption/storage reduction catalysts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
- F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
- F01N3/0842—Nitrogen oxides
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
- F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1439—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
- F02D41/144—Sensor in intake manifold
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
- F02D41/1446—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being exhaust temperatures
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2430/00—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics
- F01N2430/06—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics by varying fuel-air ratio, e.g. by enriching fuel-air mixture
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/08—Exhaust gas treatment apparatus parameters
- F02D2200/0802—Temperature of the exhaust gas treatment apparatus
- F02D2200/0804—Estimation of the temperature of the exhaust gas treatment apparatus
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Abstract
Description
La présente invention concerne un procédé et unThe present invention relates to a method and a
dispositif pour l'exploitation d'un moteur à combustion interne, comportant une installation d'échappement avec au moins un catalyseur monté en aval du moteur à combustion 5 interne et avec un appareil de commande de moteur pour influencer les paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne. apparatus for operating an internal combustion engine, comprising an exhaust system with at least one catalyst mounted downstream of the internal combustion engine and with a motor control apparatus for influencing the operating parameters of the engine internal combustion.
Sur les véhicules automobiles équipés de moteurs à combustion modernes, qui présentent une plus faible 10 consommation de carburant en régime pauvre et en régime de charge stratifiée, un retraitement supplémentaire des gaz d'échappement pour la réduction des émissions d'oxyde d'azote est nécessaire pour satisfaire aux prescriptions légales en matière de gaz d'échappement. Pour résoudre ce 15 problème, on utilise de préférence des catalyseurs accumulateurs à NOx. Les moteurs à allumage commandé pouvant fonctionner en régime pauvre équipés de catalyseurs accumulateurs à NOx imposent dans le cas présent des exigences particulièrement élevées à une commande de moteur 20 pour atteindre un résultat optimum en ce qui concerne les émissions polluantes de gaz d'échappement et la consommation de carburant dans des conditions de fonctionnement les plus nombreuses possibles. Ainsi, un catalyseur accumulateur à NOx avec des gaz d'échappement 25 pauvres obtient des taux de conversion d'oxyde d'azote suffisamment élevés seulement dans une plage de températures relativement étroite. C'est pourquoi le catalyseur doit être maintenu dans une large plage de fonctionnement dans cette plage de températures, afin de 30 permettre un régime pauvre améliorant le rendement si possible sans restrictions. Si les températures des gaz d'échappement augmentent par exemple avec des vitesses du véhicule croissantes ou des charges plus élevées du moteur à combustion interne, le régime pauvre doit être abandonné 35 lorsque la température du catalyseur dépasse la limite de température supérieure. D'autre part, le régime pauvre doit être autorisé à nouveau de la façon la plus précoce possible lorsque la température du catalyseur redescend dans la plage de températures autorisée. In motor vehicles equipped with modern combustion engines, which have lower fuel consumption in lean and stratified charge modes, further reprocessing of exhaust gases for the reduction of nitrous oxide emissions is necessary to meet the legal requirements for exhaust gas. To solve this problem, NOx accumulator catalysts are preferably used. Spark-ignition-type engines equipped with NOx accumulator catalysts in the present case impose particularly high demands on an engine control 20 to achieve optimum results with regard to exhaust gas emissions and fuel consumption. fuel consumption under the most possible operating conditions. Thus, an NOx storage catalyst with poor exhaust gas obtains sufficiently high nitrogen oxide conversion rates only in a relatively narrow temperature range. This is why the catalyst must be maintained in a wide operating range in this temperature range, in order to allow a lean regime improving the yield if possible without restrictions. If the exhaust gas temperatures increase, for example, with increasing vehicle speeds or higher loads of the internal combustion engine, the lean regime should be abandoned when the catalyst temperature exceeds the upper temperature limit. On the other hand, the lean diet must be allowed again as early as possible when the catalyst temperature falls back to the permissible temperature range.
En régime pauvre, il s'établit des températures de gaz 5 d'échappement nettement plus faibles par rapport à un régime homogène du moteur à combustion interne pour X,=1, ce qui peut aboutir en particulier dans les phases du régime de charge faible à ce que la température du catalyseur descende au-dessous de la plage de températures autorisée, 10 raison pour laquelle également le régime pauvre doit être à nouveau abandonné. Dans le même temps, les faibles températures entraînent également une conversion plus mauvaise des autres composants d'agents polluants, en particulier des composés d'hydrocarbure HC. Une commutation 15 par exemple dans le régime stoechiométrique aboutit à ce que d'une part les températures des gaz d'échappement augmentent et la vitesse spatiale des catalyseurs baisse, ce qui entraîne une meilleure conversion des agents polluants, et d'autre part la consommation de carburant 20 augmente. Pour trouver un compromis favorable entre les variations des émissions polluantes et la consommation, il faut effectuer une coordination précise entre le régime du moteur à combustion interne et les catalyseurs qui fonctionnent dans la plage des températures dites Light25 Off". In lean conditions, significantly lower exhaust gas temperatures are established compared to a homogeneous internal combustion engine speed for X = 1, which can result particularly in the phases of the low load regime. that the catalyst temperature falls below the permissible temperature range, for which reason also the lean diet must be abandoned again. At the same time, low temperatures also result in poorer conversion of other pollutant components, particularly HC hydrocarbon compounds. A switching 15 for example in the stoichiometric regime results in the one hand that the temperatures of the exhaust gas increase and the space velocity of the catalysts decreases, resulting in a better conversion of pollutants, and secondly the consumption fuel increases. In order to find a favorable compromise between the variations of the polluting emissions and the consumption, it is necessary to carry out a precise coordination between the speed of the internal combustion engine and the catalysts which work in the range of temperatures known as Light25 Off ".
De plus, les catalyseurs à NOx actuels présentent par rapport aux catalyseurs à trois voies une stabilité à température élevée nettement plus faible. Parallèlement à une conception protectrice vis-à-vis des températures de 30 l'installation des gaz d'échappement, il est souvent nécessaire d'avoir une stratégie pour la protection thermique des composants, afin de ne pas exploiter le système de catalyseur, même avec des états de marche très dynamiques, au-dessus de la limite de capacité de charge 35 thermique, ce qui pourrait entraîner un important vieillissement inacceptable. In addition, the current NOx catalysts have significantly lower high temperature stability over the three-way catalysts. In addition to a protective design with regard to the temperatures of the exhaust gas installation, it is often necessary to have a strategy for the thermal protection of the components, in order not to exploit the catalyst system, even with very dynamic operating conditions, above the limit of thermal load capacity, which could lead to significant unacceptable aging.
Une connaissance précise de la température du catalyseur est donc avantageuse. A cet effet, on propose dans le brevet US 5 747 049 A un modèle de température pour un catalyseur accumulateur à NOx, pour lequel la 5 température est déterminée côté entrée et côté sortie du catalyseur accumulateur et la commande du moteur est influencée en conséquence. De même la publication EP 1 067 279 A2 décrit un modèle de température pour surveiller et maintenir la disponibilité opérationnelle d'un catalyseur 10 accumulateur à NOx. A precise knowledge of the catalyst temperature is therefore advantageous. For this purpose, US Pat. No. 5,747,049 A proposes a temperature model for a NOx storage catalyst, for which the temperature is determined on the inlet side and the outlet side of the accumulator catalyst, and the motor control is influenced accordingly. Similarly, EP Publication 1 067 279 A2 discloses a temperature model for monitoring and maintaining the operational availability of a NOx storage catalyst.
Par la publication DE 198 36 955 Al, on connaît un modèle de température pour un catalyseur accumulateur à NOx, avec lequel la température est calculée séparément pour deux plages partielles et la commande du moteur est 15 influencée en conséquence. Le catalyseur accumulateur à NOx comprend donc deux catalyseurs partiels. Un régime pauvre est amorcé seulement dans les cas o les deux catalyseurs partiels se trouvent à l'intérieur d'une plage de températures autorisée. DE 198 36 955 A1 discloses a temperature model for a NOx storage catalyst, with which the temperature is calculated separately for two partial ranges and the motor control is influenced accordingly. The NOx storage catalyst therefore comprises two partial catalysts. A poor diet is initiated only in cases where the two partial catalysts are within a permitted temperature range.
Toutefois, des effets qui apparaissent dans le régime dynamique en raison d'une répartition de température inhomogène dans le catalyseur sont difficiles à enregistrer avec les procédés connus. Avec des moteurs à combustion interne pouvant fonctionner en régime pauvre, on respecte 25 donc une grande marge de sécurité par rapport aux températures critiques, par exemple un seuil de désorption thermique, afin d'éviter des points de rupture de NOx. En conséquence, le moteur à combustion interne doit donc fonctionner pendant des fractions de temps plus élevées que 30 nécessaire dans un régime désavantageux du point de vue de la consommation. However, effects that occur in the dynamic regime due to an inhomogeneous temperature distribution in the catalyst are difficult to record with known methods. With internal combustion engines that can operate in a lean regime, a wide margin of safety with respect to critical temperatures, for example a thermal desorption threshold, is therefore respected in order to avoid NOx breakpoints. Accordingly, the internal combustion engine must therefore operate for higher time fractions than necessary in a disadvantageous consumption regime.
Dans la publication DE 100 36 942 Al, on détermine une fonction de répartition de la température d'un volume de catalyseur au moyen d'un modèle de calcul à plusieurs 35 zones. Le catalyseur est divisé ici en zones partielles le long de l'écoulement des gaz d'échappement et on détermine une répartition de température dépendante du lieu dans le catalyseur. Un modèle de température similaire est connu par exemple par la publication DE 100 38 461 Ai. DE 100 36 942 A1 discloses a function of distributing the temperature of a catalyst volume by means of a multi-zone calculation model. The catalyst is divided here into partial zones along the flow of the exhaust gas and a location-dependent temperature distribution in the catalyst is determined. A similar temperature model is known for example from DE 100 38 461 Ai.
L'objectif de la présente invention est donc la 5 création d'un procédé qui permet d'exploiter une machine à combustion interne de façon avantageuse du point de vue de la consommation et avec une faible émission d'agents polluants ainsi qu'un dispositif pour l'application du procédé. The object of the present invention is therefore the creation of a method which makes it possible to operate an internal combustion machine advantageously from the point of view of consumption and with a low emission of pollutants and a device for the application of the method.
Selon l'invention, on met à disposition un modèle de température du catalyseur avec une fonction de répartition dynamique prédéfinie de la température locale dans le volume de catalyseur et le moteur à combustion interne fonctionne en fonction des valeurs de cette fonction de 15 répartition. De cette façon, on permet un contrôle amélioré de la charge thermique locale du catalyseur et on améliore l'optimisation de la consommation et des émissions du moteur à combustion interne. According to the invention, a catalyst temperature model is provided with a predefined dynamic distribution function of the local temperature in the catalyst volume and the internal combustion engine operates according to the values of this distribution function. In this way, an improved control of the local thermal load of the catalyst is allowed and the optimization of the consumption and emissions of the internal combustion engine is improved.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, 20 la fonction de répartition est déterminée au moyen d'un modèle de calcul à plusieurs zones pour une pluralité de zones partielles du volume de catalyseur. Un état de fonctionnement du moteur à combustion interne, qui entraîne une augmentation de la température des gaz d'échappement, 25 peut être amorcé quand un nombre de zones partielles prédéfinies reste en deçà d'un niveau de température autorisé et au-dessus d'une température critique inférieure. Lorsque l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne entraîne une réduction de la température 30 des gaz d'échappement, celui-ci peut être activé quand un nombre prédéfini de zones partielles dépasse un niveau de température autorisé en deçà d'une température critique supérieure. Au lieu d'un nombre de zones partielles, on peut avoir recours comme critère également à une somme 35 prédéfinie du volume des zones partielles. According to a preferred embodiment of the invention, the distribution function is determined by means of a multi-zone calculation model for a plurality of partial areas of the catalyst volume. An operating state of the internal combustion engine, which results in an increase of the exhaust gas temperature, may be initiated when a number of predefined partial areas remain below a permitted temperature level and above a lower critical temperature. When the operating state of the internal combustion engine results in a reduction of the exhaust gas temperature, it can be activated when a predefined number of partial areas exceeds a permitted temperature level below a critical temperature. higher. Instead of a number of partial areas, a predefined sum of the volume of the partial areas can also be used as a criterion.
Dans des conceptions avantageuses, on peut prendre en compte un facteur de correction concernant le vieillissement d'un catalyseur et/ou une quantité d'agents polluants stockés et/ou une conversion à escompter en 5 fonction d'une température locale et actuelle dans au moins une zone partielle et exploiter en conséquence le moteur à combustion interne L'avantage de l'invention réside dans le fait que des paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne 10 sont optimisés en ce qui concerne une conversion des agents polluants du catalyseur, un mode de fonctionnement autorisé et une protection thermique des composants. Il est par exemple possible que le moteur à combustion interne puisse déjà fonctionner à un régime pauvre lorsque seulement une 15 partie du catalyseur se trouve dans la plage de températures autorisée. Ceci signifie qu'un régime pauvre avantageux du point de vue de la consommation peut déjà être activé à un instant précoce. In advantageous designs, a correction factor relating to the aging of a catalyst and / or a quantity of stored pollutants and / or a conversion to be discounted as a function of a local and current temperature can be taken into account. The advantage of the invention lies in the fact that operating parameters of the internal combustion engine 10 are optimized with regard to a conversion of the pollutants of the catalyst, a authorized mode of operation and thermal protection of the components. For example, it is possible for the internal combustion engine to be able to operate at a low speed already when only a portion of the catalyst is within the permitted temperature range. This means that a favorable low-consumption diet may already be activated at an early stage.
On peut également terminer plus tôt des mesures 20 destinées à l'échauffement du catalyseur, par exemple après un démarrage à froid ou après une phase plus longue de ralenti ou de charge faible, ou appliquer ces mesures avec une plus faible intensité, ce qui permet des économies de carburant et charge moins le catalyseur au point de vue 25 thermique. It is also possible to finish earlier measurements for the heating of the catalyst, for example after a cold start or after a longer phase of slow idling or low load, or apply these measurements with a lower intensity, allowing save fuel and charge the catalyst less thermally.
Les mesures destinées à la protection thermique des composants contre des températures élevées inacceptables peuvent être rendues tributaires de la fonction de répartition des températures dans le volume du catalyseur. 30 Pour le cas o des mesures de protection pour les composants doivent être mises en oeuvre, ceci permet une réduction des suppléments de sécurité, avec lesquels on doit empêcher de dépasser une température critique supérieure et de ce fait par exemple un enrichissement du 35 mélange plus tardif et/ou plus faible. Du fait du mode de fonctionnement amélioré du moteur à combustion interne et du comportement des gaz d'échappement ainsi amélioré, il est possible de réduire la teneur en métal noble d'un catalyseur par rapport aux systèmes connus si on respecte des valeurs limites d'émissions prédéfinies. Measurements for the thermal protection of components against unacceptable high temperatures can be made dependent on the temperature distribution function in the catalyst volume. In the case where protection measures for the components have to be implemented, this allows a reduction of the safety supplements, with which it must be prevented from exceeding a higher critical temperature and thus, for example, enrichment of the mixture. late and / or weaker. Due to the improved operating mode of the internal combustion engine and the thus improved exhaust behavior, it is possible to reduce the noble metal content of a catalyst compared with known systems if the limit values of predefined programs.
Dans les dessins annexés: la figure 1 montre un moteur à combustion interne avec une installation d'échappement associée, la figure 2 montre la courbe en fonction du temps d'une température des gaz d'échappement, une répartition de 10 la température de catalyseur dans différentes zones d'un volume de catalyseur, ainsi que la vitesse associée du véhicule. In the accompanying drawings: FIG. 1 shows an internal combustion engine with an associated exhaust system, FIG. 2 shows the curve as a function of time of an exhaust gas temperature, a distribution of the catalyst temperature. in different areas of a catalyst volume, as well as the associated speed of the vehicle.
La figure 1 montre un moteur à combustion interne 1, par exemple un moteur à allumage commandé pouvant 15 fonctionner en régime pauvre ou un moteur diesel à combustion interne avec une installation d'échappement 2 et un appareil de commande de moteur 3, de préférence pour l'exploitation d'un véhicule automobile. Le moteur à combustion interne 1 présente un certain nombre de 20 cylindres 4 (les composants correspondants ne sont repérés que par une seule référence), en aval desquels est disposé un chemin d'échappement de gaz d'échappement 5. Dans l'installation d'échappement 2 est disposé un dispositif d'épuration des gaz d'échappement avec un précatalyseur 6 25 optionnel et un catalyseur principal 7 pour la conversion des composants nocifs ou inopportuns des gaz d'échappement en autres composants. Le précatalyseur 6 est conçu de préférence comme un catalyseur à trois voies et le catalyseur principal 7 comme un catalyseur accumulateur à 30 NOx. En aval des cylindres 4 sont disposés dans les chemins des gaz d'échappement 5 des capteurs de gaz d'échappement optionnels ou des capteurs de NOx avec lesquels respectivement la concentration de NOx des gaz d'échappement guidés à travers l'installation d'échappement 35 2 du moteur à combustion interne 1 peuvent être mesurés. En amont du précatalyseur 6 est disposé un autre capteur de gaz d'échappement 8' optionnel. Dans une zone de l'installation d'échappement 2 entre le précatalyseur 6 et le catalyseur principal 7, en amont du précatalyseur 6 et en aval du catalyseur principal 7, est disposé un autre 5 capteur de gaz d'échappement 9. Un autre capteur 10 est disposé en aval du catalyseur principal 7 dans l'installation d'échappement 2. Il va de soi que, avec un dispositif structuré d'épuration de gaz d'échappement avec plusieurs parties, des capteurs peuvent être disposés en 10 amont et en aval des parties respectives. FIG. 1 shows an internal combustion engine 1, for example a positive-ignition engine capable of operating in a lean state or an internal combustion diesel engine with an exhaust system 2 and an engine control unit 3, preferably for the operation of a motor vehicle. The internal combustion engine 1 has a number of cylinders 4 (the corresponding components are identified only by a single reference), downstream of which is disposed an exhaust path of exhaust gas 5. In the installation of Exhaust 2 is arranged an exhaust gas purification device with an optional precatalyst 6 and a main catalyst 7 for the conversion of the harmful or undesirable components of the exhaust gases into other components. The precatalyst 6 is preferably designed as a three-way catalyst and the main catalyst 7 as a NOx storage catalyst. Downstream of the cylinders 4, optional exhaust gas sensors or NOx sensors are arranged in the exhaust paths 5 with which the NOx concentration of the exhaust gas guided through the exhaust system is respectively controlled. 2 of the internal combustion engine 1 can be measured. Before the precatalyst 6 is disposed another exhaust gas sensor 8 'optional. In an area of the exhaust system 2 between the precatalyst 6 and the main catalyst 7, upstream of the precatalyst 6 and downstream of the main catalyst 7, there is disposed another exhaust gas sensor 9. Another sensor 10 is disposed downstream of the main catalyst 7 in the exhaust system 2. It goes without saying that, with a structured exhaust gas cleaning device with several parts, sensors can be arranged upstream and downstream of the exhaust system 2. downstream of the respective parties.
En supplément des capteurs mentionnés, il est prévu en aval et en amont du précatalyseur 6 et en amont du catalyseur principal 7 des sondes lambda 11 et 12, ainsi que des capteurs de température 13, 13' pour déterminer la 15 température de fonctionnement des appareils catalyseurs. On comprend également qu'en remplacement ou en supplément, d'autres capteurs de température peuvent être prévus pour mesurer la température des gaz d'échappement ou la température de fonctionnement du dispositif d'épuration des 20 gaz d'échappement ou de parties de celui-ci. En particulier, on peut prévoir des capteurs de température pour détecter une répartition de température dans le volume du catalyseur principal 7 et/ou du précatalyseur 6. Pour le recyclage des gaz d'échappement, le moteur à combustion 25 interne 1 présente un système de recyclage de gaz d'échappement 15 avec une vanne contrôlable. In addition to the aforementioned sensors, there is provided downstream and upstream of the precatalyst 6 and upstream of the main catalyst 7 lambda probes 11 and 12, as well as temperature sensors 13, 13 'to determine the operating temperature of the devices. catalysts. It is also understood that, in addition or in addition, other temperature sensors may be provided for measuring the exhaust gas temperature or the operating temperature of the exhaust gas cleaning device or parts thereof. -this. In particular, it is possible to provide temperature sensors for detecting a temperature distribution in the volume of the main catalyst 7 and / or of the precatalyst 6. For the recirculation of the exhaust gas, the internal combustion engine 1 has an internal combustion system. exhaust gas recirculation 15 with a controllable valve.
L'appareil de commande du moteur 3 enregistre de façon déjà connue au moyen d'autres capteurs non représentés des paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne 30 1, comme par exemple la position du papillon des gaz, le taux de recyclage des gaz d'échappement, le point d'allumage, le moment d'injection des préinjections, des injections principales et des injections ultérieures, la pression d'injection, la position du clapet tumble, la 35 pression d'admission, l'actionneur de phase de l'arbre à cames, le régime, la position de la pédale d'accélérateur, la charge, la vitesse de roulement et similaires, et peut influer éventuellement sur ces paramètres au moyen d'actionneurs (non représentés), un système de câble 14 ou similaire étant prévu pour la communication entre 5 l'appareil de commande de moteur 3 et les capteurs ou actionneurs. L'appareil de commande de moteur 3 comprend également un appareil de réglage à sondes lambda 3a pour le réglage de la concentration d'oxygène dans les gaz d'échappement ou de la valeur lambda. L'appareil de 10 commande de moteur 3 reçoit des capteurs de gaz d'échappement des signaux avec lesquels la concentration de certains composants de gaz d'échappement, comme par exemple la concentration des émissions brutes de NOx du moteur à combustion interne 1 et la concentration de NOx en amont 15 des appareils catalyseurs 6 et/ou 7 peut être calculée. The engine control unit 3 records in known manner by means of other sensors, not shown, operating parameters of the internal combustion engine 30 1, such as, for example, the position of the throttle valve, the recirculation rate of the throttle exhaust, the ignition point, the injection timing of the pre-injections, the main injections and subsequent injections, the injection pressure, the position of the tumble valve, the inlet pressure, the phase actuator of the the camshaft, the speed, the position of the accelerator pedal, the load, the running speed and the like, and may possibly influence these parameters by means of actuators (not shown), a cable system 14 or the like being provided for communication between the motor control apparatus 3 and the sensors or actuators. The engine control apparatus 3 also includes a lambda sensor setting apparatus 3a for adjusting the oxygen concentration in the exhaust gas or the lambda value. The engine control apparatus 3 receives from the exhaust gas sensors signals with which the concentration of certain exhaust gas components, such as, for example, the NOx gross emission concentration of the internal combustion engine 1 and the NOx concentration upstream of catalyst units 6 and / or 7 can be calculated.
Le catalyseur accumulateur à NOx 7 fonctionne habituellement dans un cycle d'accumulation, qui comprend au moins un mode d'absorption habituellement assez long et un mode de régénération assez court. Le stockage s'effectue 20 ici avec une valeur lambda > 1, et le déstockage à un moment ultérieur avec une valeur lambda < 1 ou =1. The NOx accumulator catalyst 7 usually operates in an accumulation cycle, which comprises at least one usually fairly long absorption mode and a fairly short regeneration mode. The storage takes place here with a lambda value> 1, and the destocking at a later time with a lambda value <1 or = 1.
Comme les catalyseurs accumulateurs à NOx présentent une stabilité aux températures élevées nettement inférieure par rapport aux catalyseurs à trois voies et comme des 25 températures élevées associées à des concentrations élevées d'oxygène aboutissent à une forte accélération du vieillissement, on doit éviter une sollicitation de température élevée d'un niveau inacceptable du catalyseur principal 7. De même on doit s'efforcer de maintenir la 30 température du catalyseur dans une plage de températures autorisée au-dessus d'une température Tu critique inférieure et au-dessous d'une température To critique supérieure, afin de permettre des taux de conversion suffisants pour des oxydes d'azote. Since NOx storage catalysts have much lower stability at high temperatures than three-way catalysts and high temperatures associated with high oxygen concentrations result in high acceleration of aging, temperature stress must be avoided. In the same way, efforts should be made to maintain the temperature of the catalyst within a permissible temperature range above a critical temperature below and below a temperature T 0. superior criticism, in order to allow sufficient conversion rates for nitrogen oxides.
L'invention est décrite ci-dessous en se référant au catalyseur principal 7, en particulier à un catalyseur accumulateur à NOx. Cependant, elle peut être appliquée de façon avantageuse également à d'autres types de catalyseur ainsi qu'à des systèmes de catalyseurs qui comprennent plusieurs catalyseurs. The invention is described below with reference to the main catalyst 7, in particular to a NOx storage catalyst. However, it can be advantageously applied also to other types of catalyst as well as to catalyst systems which comprise several catalysts.
Selon l'invention, il est prévu un modèle de température du catalyseur avec une fonction de répartition thermique prédéfinie de la température locale dans le volume de catalyseur et le moteur à combustion interne fonctionne en fonction des valeurs de cette fonction de 10 répartition. Le modèle de température est mis en oeuvre de préférence dans l'appareil de commande de moteur 3. According to the invention there is provided a temperature model of the catalyst with a predefined thermal distribution function of the local temperature in the catalyst volume and the internal combustion engine operates according to the values of this distribution function. The temperature model is preferably implemented in the motor control apparatus 3.
L'invention part des considérations suivantes. En mode de roulement réel, les catalyseurs sont rarement sollicités pendant des périodes prolongées avec une température 15 constante de gaz d'échappement. Très souvent, on est en présence de différences de températures locales assez grandes à l'intérieur du volume de catalyseur. Afin de répondre aux multiples conditions aux limites pour un fonctionnement d'un catalyseur accumulateur à NOx, il est 20 avantageux de prévoir des moyens pour déterminer des différences de températures locales dans le volume de catalyseur. Il peut s'agir de capteurs de température qui enregistrent des valeurs de température locales à l'intérieur du volume de catalyseur et les transmettent à 25 l'appareil de commande de moteur 3 ou de préférence un modèle de calcul qui tient compte des différences de températures locales et des variations dans le temps de la température. On détermine en particulier, de préférence, une fonction de répartition de la température dans le 30 volume de catalyseur suivant une direction d'écoulement principal des gaz d'échappement. Les variations de température réelles sont représentées ainsi de façon simple. The invention is based on the following considerations. In actual rolling mode, the catalysts are rarely stressed for extended periods of time with a constant exhaust gas temperature. Very often, there are relatively large local temperature differences within the catalyst volume. In order to meet the multiple boundary conditions for operation of a NOx storage catalyst, it is advantageous to provide means for determining local temperature differences in the catalyst volume. These may be temperature sensors which record local temperature values within the catalyst volume and transmit them to the motor control unit 3 or preferably a calculation model which takes into account differences in temperature. local temperatures and variations in temperature time. In particular, a temperature distribution function in the catalyst volume is preferably determined in a main flow direction of the exhaust gas. The actual temperature variations are thus represented in a simple way.
Le catalyseur 7 est de préférence subdivisé 35 spatialement en une pluralité de secteurs partiels et la température des secteurs partiels individuels est déterminée. Il en résulte une fonction de répartition de la température pour la pluralité des zones partielles. Dans le cas présent, la subdivision peut se faire en principe de façon quelconque, une subdivision dans la direction axiale, 5 en particulier le long de l'écoulement principal des gaz d'échappement à travers le catalyseur 7, étant opportune. The catalyst 7 is preferably spatially divided into a plurality of partial sectors and the temperature of the individual partial sectors is determined. This results in a temperature distribution function for the plurality of partial areas. In this case, the subdivision can in principle be done in any way, a subdivision in the axial direction, particularly along the main flow of the exhaust gas through the catalyst 7, being appropriate.
De la même façon, on peut procéder également à une subdivision radiale. Le nombre exact des zones partielles dépendra de la grandeur du catalyseur et/ou de la nature du 10 flux abordant la surface frontale, afin de saisir les irrégularités et/ou les gradients de température apparaissant réellement ou à escompter. Un nombre de 3 à 5 secteurs partiels est préféré. Il est possible de se baser pour différents régimes de fonctionnement du moteur à 15 combustion interne 1 à chaque fois sur un nombre différent de zones partielles du catalyseur 7. In the same way, one can also proceed to a radial subdivision. The exact number of partial areas will depend on the size of the catalyst and / or the nature of the flow approaching the front surface, in order to capture the irregularities and / or temperature gradients actually occurring or expected. A number of 3 to 5 partial sectors is preferred. It is possible to base for different operating regimes of the internal combustion engine 1 each time on a different number of partial zones of the catalyst 7.
Dans l'appareil de commande d'un moteur 3, on dépose de préférence un modèle de calcul à plusieurs zones pour le catalyseur accumulateur à NOx 7, en option également pour 20 le catalyseur 6. In the control apparatus of an engine 3, a multi-zone calculation model for the NOx storage catalyst 7 is preferably deposited, optionally also for the catalyst 6.
La figure 2 montre pour illustration par exemple la corrélation entre une température de gaz d'échappement AT(t) en fonction du temps t, une courbe de température dans le temps Tl(t), T2(t), T3(t) dans un volume de 25 catalyseur avec une pluralité de zones partielles TI, T2, T3 dans la partie supérieure et une fonction vitesse-temps vfzg(t) spécifique dans la partie inférieure. Le catalyseur 7 est décomposé ici en trois zones partielles Tl, T2, T3, comme indiqué dans la partie supérieure. La plage de 30 températures autorisée pour un fonctionnement de catalyseur judicieux se situe entre une température critique inférieure Tu et une température critique supérieure To. FIG. 2 shows, for example, the correlation between an exhaust gas temperature AT (t) as a function of time t, a temperature curve in time Tl (t), T2 (t), T3 (t) in a catalyst volume with a plurality of partial zones TI, T2, T3 in the upper part and a specific velocity-time function vfzg (t) in the lower part. The catalyst 7 is decomposed here into three partial zones T1, T2, T3, as indicated in the upper part. The allowable temperature range for sensible catalyst operation is between a lower critical temperature Tu and a higher critical temperature To.
Un flux massique de gaz d'échappement aborde la face avant du catalyseur 7, ce qui est indiqué dans la partie 35 supérieure par une flèche. La direction d'écoulement principal des gaz d'échappement correspond à l'extension axiale du catalyseur 7. Un calcul comparatif avec un modèle de calcul à une zone, sur lequel le catalyseur 7 n'est pas subdivisé en plusieurs zones partielles, est dessiné dans l'image supérieure sous la forme d'une courbe en tirets. A mass flow of exhaust gas approaches the front face of the catalyst 7, which is indicated in the upper part by an arrow. The main flow direction of the exhaust gas corresponds to the axial extension of the catalyst 7. A comparative calculation with a one-zone calculation model, on which the catalyst 7 is not subdivided into several partial zones, is drawn. in the upper image as a dashed line.
Compte tenu de l'inertie thermique du catalyseur accumulateur à NOx 7, la température du catalyseur suit rapidement la température des gaz d'échappement AT(t), par exemple après une phase d'accélération. Il apparaît que, dans le cas présent et au moins dans une direction axiale, 10 il y a des différences de températures importantes au plan local et au niveau du temps entre les différentes zones partielles Tl, T2, T3. Given the thermal inertia of the NOx accumulator catalyst 7, the temperature of the catalyst rapidly follows the temperature of the exhaust gas AT (t), for example after an acceleration phase. It appears that in the present case and at least in an axial direction, there are significant local and time differences in temperature between the different partial areas T 1, T 2, T 3.
Si l'on recherche un point de fonctionnement au ralenti ou un point de fonctionnement de charge faible 15 directement à la suite d'une courte phase d'accélération, il apparaît le fait que le catalyseur se situe par endroits rapidement à nouveau au-dessous de la température critique supérieure To du catalyseur 7. Avec les flux massiques de gaz d'échappement seulement faibles qui suivent alors et 20 qui s'accompagnent généralement également de faibles flux massiques de NOx, il s'établit également seulement de faibles vitesses spatiales dans le catalyseur 7. C'est pourquoi il suffit déjà pour une conversion de NOx suffisante que seule une partie du volume total du 25 catalyseur 7 se trouve à une température faible en conséquence et autorisée. Dans ce cas, il est acceptable d'autoriser un régime pauvre avantageux du point de vue de la consommation pour le moteur à combustion interne 1 déjà à un stade précoce, bien qu'une partie du catalyseur 7 se 30 trouve encore au-dessus de la température critique supérieure To. If an idling point of operation or a low load operating point is sought directly after a short acceleration phase, it appears that the catalyst is in places rapidly again below of the catalyst's critical upper temperature T.sub.7 With the only weak mass flows which follow then and which are also generally accompanied by low NOx mass fluxes, only low space velocities are also established. Thus it is already sufficient for sufficient NOx conversion that only part of the total volume of the catalyst 7 is at a correspondingly low and permissible temperature. In this case, it is acceptable to allow a fuel-efficient lean regime for the internal combustion engine 1 already at an early stage, although some of the catalyst 7 is still above the internal combustion engine 1. the higher critical temperature To.
La partie inférieure illustre une situation de conduite caractéristique. Sur la base d'une faible vitesse du véhicule vO à l'instant tO avec de faibles températures 35 de gaz d'échappement, on passe par une phase d'accélération qui aboutit à une augmentation de la température des gaz d'échappement AT(t). Ensuite, le véhicule n'est déplacé que brièvement avec une vitesse vl plus élevée jusqu'à ce qu'une phase de décélération commence juste après l'instant t2 et qu'on poursuive juste 5 avant l'instant t4 avec une vitesse v2 plus faible et constante. Lors de la phase de décélération, la température des gaz d'échappement AT(t) diminue et atteint un niveau approximativement constant lors du trajet consécutif effectué à la vitesse constante v2. The lower part illustrates a characteristic driving situation. On the basis of a low vehicle speed vO at time t0 with low exhaust gas temperatures, an acceleration phase is passed which results in an increase in the exhaust gas temperature AT ( t). Then, the vehicle is moved only briefly with a higher speed vl until a deceleration phase starts just after the moment t2 and we continue just 5 before the moment t4 with a speed v2 plus weak and constant. During the deceleration phase, the exhaust gas temperature AT (t) decreases and reaches an approximately constant level during the consecutive path performed at the constant speed v2.
Pour le profil de conduite décrit, le comportement des températures peut être comparé comme résultat d'un modèle de calcul à une zone simple (courbe en tirets) et d'un modèle de calcul à plusieurs zones préféré (courbes en trait plein), ici un modèle de calcul à trois zones pour 15 les trois zones partielles. Le modèle de calcul à une zone est réalisé en raison de la simplicité de sorte que la température maximale du catalyseur 7 correspond à peu près à la température T2 maximale de la zone partielle du milieu T2. For the described driving profile, the behavior of the temperatures can be compared as a result of a simple zone calculation model (dashed curve) and a preferred multi-zone calculation model (solid lines), here a three zone calculation model for the three partial zones. The one-zone calculation model is made because of the simplicity so that the maximum temperature of the catalyst 7 corresponds approximately to the maximum T2 temperature of the partial zone of the medium T2.
La température, calculée avec le simple modèle de 20 calcul à une zone, du catalyseur 7 dépasse entre les instants t2 et t5 la température critique supérieure To de la plage de températures autorisée. Ainsi, le régime pauvre serait bloqué par l'appareil de commande de moteur 3 dans cet intervalle de temps. Dans les zones partielles 25 individuelles Tl, T2, T3 du modèle de calcul à trois zones avec les courbes de températures spécifiques Tl(t), T2(t), T3(t), la température critique supérieure à To est en revanche atteinte ou dépassée avec une temporisation. Les variations de température réelles dans le catalyseur 7 sont 30 restituées donc de façon plus précise. Ceci a dans l'exemple de réalisation la conséquence que, dans toutes les zones partielles Tl, T2, T3, la température supérieure To est certes dépassée de façon temporaire, mais jamais au même moment. The temperature, calculated with the simple one-zone calculation model, of the catalyst 7 exceeds between the times t2 and t5 the upper critical temperature To of the permitted temperature range. Thus, the lean diet would be blocked by the engine control apparatus 3 in this time interval. In the individual partial areas T1, T2, T3 of the three zone calculation model with the specific temperature curves T1 (t), T2 (t), T3 (t), however, the critical temperature higher than To is reached or exceeded with a delay. The actual temperature variations in the catalyst 7 are thus restored in a more precise manner. This has in the embodiment the consequence that, in all the partial areas T1, T2, T3, the upper temperature To is certainly exceeded temporarily, but never at the same time.
En conséquence, on peut disposer à tout instant tl-t7 d'au moins certaines zones partielles Tl, T2, T3 du catalyseur 7 ou surfaces du volume de catalyseur qui sont suffisamment appropriées pour la conversion de NOx en régime pauvre et donc utilisées de ce fait, étant donné que leur température est inférieure à la température critique 5 supérieure To dans la plage de températures autorisée au moment o la zone partielle est sollicitée avec des gaz d'échappement, comme ceci est représenté dans l'aperçu: Intervalle de temps Zone partielle avec température T < To tlt2 T2, T3 t2-t3 T3 t3-t4 Tl, T3 t4-t5 Tl t5-t6 Tl, T2 Dans tout l'intervalle de temps compris entre tl et t7, il n'est donc pas nécessaire selon l'invention de renoncer à un régime pauvre avantageux du point de vue de la consommation en raison de températures de catalyseur trop élevées. Consequently, at least some of the partial regions T 1, T 2, T 3 of the catalyst 7 or the catalyst volume areas which are sufficiently suitable for the conversion of NOx in the lean state and therefore used in this way can be provided at any time. because their temperature is lower than the critical temperature greater than To within the permissible temperature range at the time the partial zone is solicited with exhaust gases, as shown in the overview: Time interval Zone Partial with temperature T <To tlt2 T2, T3 t2-t3 T3 t3-t4 Tl, T3 t4-t5 Tl t5-t6 Tl, T2 In the whole time interval between t1 and t7, it is therefore not necessary according to the invention to give up a poor diet advantageous from the point of view of consumption because of too high catalyst temperatures.
Il en est de même pour le cas d'un refroidissement du catalyseur 7 lorsque le moteur à combustion interne 1 fonctionne par exemple pendant un temps prolongé en régime de ralenti ou en régime de faible charge et que le catalyseur 7 refroidit et descend d'après un simple modèle 20 de calcul à une zone à une température inférieure à la température critique inférieure Tu. Là aussi, il apparaît des différences de températures locales qui aboutissent à ce que côté entrée et dans la zone avant du catalyseur 7, certaines zones partielles sont refroidies déjà au-dessous 25 de la température critique inférieure Tu, alors que, dans la zone arrière du catalyseur 7, on dispose encore de zones partielles avec des températures suffisamment élevées dans la plage de températures autorisé comprises entre Tu et To. It is the same for the case of a cooling of the catalyst 7 when the internal combustion engine 1 operates for example for a prolonged period of idling or low load regime and that the catalyst 7 cools and descends according to a simple calculation model at a zone at a temperature below the lower critical temperature Tu. There again, local temperature differences appear which result in the inlet side and in the front zone of the catalyst 7, some partial zones being cooled already below the lower critical temperature Tu, whereas in the rear zone of the catalyst 7, there are still partial zones with sufficiently high temperatures in the allowed temperature range between Tu and To.
De préférence, on autorise donc un régime pauvre du moteur à combustion interne 1 en fonction d'un certain nombre de zones partielles Tl, T2, T3 lorsqu'on peut disposer d'un nombre suffisant de zones partielles Tl, T2, 5 T3 présentant un niveau de température qui autorise une conversion de NOx en régime pauvre avec une réduction suffisante des agents polluants. Preferably, a lean regime of the internal combustion engine 1 is therefore allowed as a function of a certain number of partial zones T 1, T 2, T 3 when a sufficient number of partial regions T 1, T 2, T 3 having a temperature level that allows a conversion of NOx in a lean regime with a sufficient reduction of the polluting agents.
Un état de fonctionnement du moteur à combustion interne 1, qui entraîne une augmentation de la température 10 des gaz d'échappement, peut être amorcé de préférence dès qu'un nombre prédéfini de zones partielles Tl, T2, T3 est au-dessous d'un niveau de température autorisé supérieur à une température critique inférieure Tu. Un état de fonctionnement du moteur à combustion interne 1, qui 15 entraîne une réduction de la température des gaz d'échappement, peut être alors réglé de préférence dès qu'un nombre prédéfini de zones partielles Tl, T2, T3 dépasse un niveau de température autorisé inférieur à une température critique supérieure To. Le nombre nécessaire de 20 zones partielles Tl, T2, T3 peut dépendre de la grandeur du catalyseur 7, de la température des gaz d'échappement, de la conductibilité thermique et/ou de la capacité thermique du catalyseur 7, de la température locale dans les zones partielles Tl, T2, T3 du catalyseur 7 et de paramètres de 25 ce type. An operating state of the internal combustion engine 1, which results in an increase in the temperature of the exhaust gas, can be initiated preferably as soon as a predefined number of partial areas T1, T2, T3 is below an allowed temperature level higher than a lower critical temperature Tu. An operating state of the internal combustion engine 1, which results in a reduction in the temperature of the exhaust gas, can then be adjusted preferably as soon as a predefined number of partial areas T1, T2, T3 exceeds a temperature level. The required number of partial zones Tl, T2, T3 may depend on the size of the catalyst 7, the temperature of the exhaust gas, the thermal conductivity and / or the thermal capacity. catalyst 7, the local temperature in the partial areas T1, T2, T3 of the catalyst 7 and parameters of this type.
L'autorisation de l'état de fonctionnement respectif peut être rendu tributaire également d'une somme des volumes des zones partielles Tl, T2, T3 disponibles avec la température souhaitée. Authorization of the respective operating state can be made dependent also on a sum of the volumes of the partial areas T1, T2, T3 available with the desired temperature.
Sur la base du nombre calculé ou du total calculé des volumes des zones partielles Tl, T2, T3 disponibles dans une plage de températures souhaitée, on définit de préférence un flux massique de NOx et/ou un flux massique de gaz d'échappement maximal autorisé et on décide par 35 comparaison avec la valeur respective calculée dans l'appareil de commande de moteur 3 pour le point de fonctionnement actuel si le régime pauvre peut être autorisé. Comme variante, on peut exiger en fonction de la température des zones partielles TI, T2, T3 également un régime pauvre avec d'autres paramètres de fonctionnement du 5 moteur, comme par exemple l'angle d'allumage et/ou le moment d'injection ou un autre type de régime pauvre, qui présente des émissions brutes de NOx plus faibles. D'autre part, une masse incorporée actuellement dans le catalyseur accumulateur à NOx 7 d'agents polluants, par exemple du 10 NOx, peut également être prise en compte et/ou le flux massique autorisé de NOx et/ou le flux massique degaz d'échappement peut être corrigé en conséquence. De la même façon, il est possible de prendre en compte en conséquence un vieillissement du catalyseur 7 et/ou d'autres composants 15 dans l'installation d'échappement 2 et/ou des masses d'agents polluants stockées actuellement en formant par exemple des valeurs caractéristiques appropriées dans l'appareil de commande de moteur 3 qui déterminent les valeurs autorisées pour le flux massique de NOx et/ou le 20 flux massique de gaz d'échappement avec ces valeurs caractéristiques. On the basis of the calculated number or calculated total of the volumes of the partial zones T 1, T 2, T 3 available in a desired temperature range, a mass flow of NOx and / or a maximum permitted mass flow of exhaust gas is preferably defined. and it is decided by comparison with the respective value calculated in the motor control apparatus 3 for the current operating point if the lean regime can be allowed. As an alternative, depending on the temperature of the partial zones TI, T2, T3, it is also possible to obtain a low speed with other operating parameters of the motor, such as for example the ignition angle and / or the moment of ignition. injection or another type of lean diet, which has lower gross NOx emissions. On the other hand, a mass currently incorporated in the pollutant NOx accumulator catalyst, for example NOx, can also be taken into account and / or the authorized mass flow of NOx and / or the mass flow degass. escape can be corrected accordingly. In the same way, it is possible to take into account accordingly an aging of the catalyst 7 and / or other components 15 in the exhaust system 2 and / or masses of pollutants stored currently forming, for example appropriate characteristic values in the engine control apparatus 3 which determine the permissible values for the mass flow of NOx and / or the mass flow of exhaust gas with these characteristic values.
Il est également avantageux d'évaluer la température respective d'une zone partielle T1, T2, T3 en fonction de son influence sur la conversion des agents polluants qui 25 peut être ainsi obtenue et de former à partir de cela des facteurs de correction pour le flux massique autorisé de NOx et/ou le flux massique de gaz d'échappement. De cette façon, on peut tenir compte du fait qu'une quantité d'agents polluants pouvant être stockée, en particulier du 30 NOx n'est pas constante dans la plage de températures autorisée comprise entre Tu et To, mais présente en général un maximum. It is also advantageous to evaluate the respective temperature of a partial zone T1, T2, T3 as a function of its influence on the conversion of pollutants which can thus be obtained and to form correction factors for authorized mass flow of NOx and / or the mass flow of exhaust gas. In this way, it can be taken into account that a quantity of pollutants that can be stored, in particular NOx, is not constant in the allowed temperature range between Tu and To, but generally has a maximum .
Dans une autre application avantageuse, le procédé conforme à l'invention peut être utilisé pour réduire 35 l'émission d'agents polluants après un démarrage à froid du moteur à combustion interne 1 ou éventuellement à la suite d'une phase prolongée de ralenti ou de charge faible. Là aussi, l'invention est décrite ci-dessous à l'aide du catalyseur principal 7; mais elle peut être appliquée également à d'autres catalyseurs ou types de catalyseurs. 5 Lors des phases de fonctionnement citées, le niveau de température du catalyseur est globalement trop faible pour fournir des taux de conversion suffisamment élevés pour des phases de fonctionnement ultérieures notamment en ce qui concerne les émissions de HC. Si le moteur à combustion 10 interne fonctionne après un démarrage à froid par exemple dans une accélération avec des puissances assez élevées, les flux massiques de HC supérieurs inhérents à ces puissances et également d'autres flux massiques de gaz d'échappement aboutissent à des ruptures de traitement, 15 étant donné que l'échauffement du catalyseur 7 est temporisé par sa capacité thermique et que seule une partie des agents polluants peut être convertie. Afin cependant d'atteindre le plus vite possible ce qu'on appelle le "Light-Off" du catalyseur principal 7 et d'éviter des 20 points de rupture d'émission, on pourrait mettre en oeuvre des mesures de chauffage généralement connues pour le catalyseur 7, par exemple le retardement du point d'allumage et similaire. Ces mesures de chauffage entraînent cependant une augmentation de la consommation de 25 carburant. Comme variante, le catalyseur 7 peut cependant être chauffé également avec des moyens externes. In another advantageous application, the process according to the invention can be used to reduce the emission of pollutants after a cold start of the internal combustion engine 1 or possibly following an extended idling phase or low charge. Again, the invention is described below with the aid of the main catalyst 7; but it can be applied also to other catalysts or types of catalysts. During the operating phases mentioned, the temperature level of the catalyst is generally too low to provide sufficiently high conversion rates for subsequent operating phases, particularly with regard to HC emissions. If the internal combustion engine operates after a cold start, for example in an acceleration with relatively high powers, the higher HC mass flows inherent in these powers and also other mass flows of exhaust gases lead to breaks. as the heating of the catalyst 7 is delayed by its heat capacity and only a part of the pollutants can be converted. However, in order to reach as quickly as possible the so-called "Light-Off" of the main catalyst 7 and to avoid emission failure points, it would be possible to implement generally known heating measurements for the catalyst 7, e.g. ignition point retardation and the like. These heating measures, however, lead to an increase in fuel consumption. Alternatively, the catalyst 7 may however be heated also with external means.
La conception de la mesure de chauffage concernant l'intensité et la durée dans le temps doit se faire de telle sorte que, dans le régime de conduite consécutif, on 30 n'ait pas des points de rupture d'émission d'un niveau inacceptable afin de respecter de façon sre des valeurs limites prédéfinies d'agents polluants. Pour avoir un rendement de conversion suffisamment élevé, il suffit cependant selon l'invention pour de nombreux états de 35 conduite qu'une partie seulement de la surface ou du volume du catalyseur 7 ou des catalyseurs 6, 7 dans l'installation d'échappement 2 ait atteint un niveau de température approprié, surtout avec un catalyseur récent ou assez récent. Il est donc suffisant dans une application préférée de l'invention d'appliquer une mesure de chauffage pour le 5 catalyseur 7 au moyen de l'influence du moteur à combustion interne 1 seulement jusqu'à ce qu'un degré d'échauffement souhaité soit atteint. Des inconvénients inopportuns concernant la consommation de carburant peuvent ainsi être évités. The design of the heating measurement with respect to intensity and duration over time must be such that, in the subsequent driving regime, no unacceptably high level of emission failure is achieved. in order to comply with predefined limit values of polluting agents. In order to have a sufficiently high conversion efficiency, however, it is sufficient for many driving states that only part of the surface or volume of the catalyst 7 or catalysts 6, 7 in the exhaust system is sufficient for the invention. 2 has reached an appropriate temperature level, especially with a recent or relatively new catalyst. It is therefore sufficient in a preferred application of the invention to apply a heating measure for the catalyst 7 by means of the influence of the internal combustion engine 1 only until a desired degree of heating is achieved. achieved. Inconvenient disadvantages regarding fuel consumption can thus be avoided.
Etant donné que le catalyseur 7 se réchauffe dans ce cas de fonctionnement de l'avant vers l'arrière le long d'un chemin d'écoulement de gaz d'échappement et en général également de l'intérieur vers l'extérieur, on dispose avec une durée croissante d'une surface de plus en plus grande 15 avec un niveau de température suffisant pour la conversion des agents polluants. Ainsi, on dispose avec une durée croissante de la mesure de chauffage d'un nombre plus grand des zones partielles Tl, T2, T3 qui présentent une puissance suffisante lors de la conversion des agents 20 polluants. La mesure de chauffage peut donc être achevée de façon prématurée, ce qui permet d'économiser du carburant. Since in this case the catalyst 7 is heated from front to rear along an exhaust gas flow path and in general from the inside out, there is with increasing duration of a larger and larger surface with a temperature level sufficient for the conversion of pollutants. Thus, a larger number of the partial areas T 1, T 2, T 3 which have a sufficient power during the conversion of the polluting agents are available with increasing duration of the heating measurement. The heating measurement can therefore be completed prematurely, which saves fuel.
De la même façon on peut commuter après une phase de régime pauvre de façon temporaire dans le régime dit homogène avec X = 1, afin d'élever, par les températures de 25 gaz d'échappement supérieures qui en résultent, un nombre suffisant de zones partielles Tl, T2, T3 à une température supérieure. In the same way, it is possible to switch after a lean phase temporarily to the so-called homogeneous regime with X = 1, in order to raise, by the resulting higher exhaust temperatures, a sufficient number of zones. partial T1, T2, T3 at a higher temperature.
De préférence, on règle la longueur et/ou l'intensité d'un moyen de chauffage pour l'échauffement du catalyseur 7 30 en fonction des températures Tl(t), T2(t), T3(t) des différentes zones partielles Tl, T2, T3 du catalyseur 7. Preferably, the length and / or intensity of a heating means for the heating of the catalyst 7 is adjusted as a function of the temperatures T1 (t), T2 (t), T3 (t) of the different partial zones T1. , T2, T3 of the catalyst 7.
Dans le cas le plus simple, on peut former une somme des volumes des zones partielles Tl, T2, T3 qui se situent audessus d'une température prédéfinie. Il peut s'agir par exemple d'une température critique inférieure Tu qui représente la limite de température inférieure pour une conversion suffisante d'agents polluants, par exemple une conversion de HC du catalyseur 7. D'autre part, le niveau de température dans les différentes zones partielles Tl, T2, T3 peut être évalué en fonction de l'influence sur une 5 vitesse de conversion d'un agent polluant dans le catalyseur 7. A partir de là, on peut former dans les différentes zones partielles Tl, T2, T3 un facteur d'évaluation concernant le rendement de conversion que l'on peut obtenir, de sorte que l'on peut corriger la somme 10 déterminante des volumes des zones partielles Tl, T2, T3 qui doivent être disponibles pour achever la mesure de chauffage. In the simplest case, it is possible to form a sum of the volumes of the partial zones T1, T2, T3 which are above a predefined temperature. It may be for example a lower critical temperature Tu which represents the lower temperature limit for a sufficient conversion of pollutants, for example an HC conversion of the catalyst 7. On the other hand, the temperature level in the different partial zones T1, T2, T3 can be evaluated as a function of the influence on a conversion rate of a pollutant in the catalyst 7. From there, it is possible to form in the various partial zones T1, T2 , T3 an evaluation factor relating to the conversion efficiency that can be obtained, so that the decisive sum of the volumes of the partial areas T1, T2, T3 which must be available to complete the measurement of heating.
De la même façon, il est possible de sélectionner en conséquence un mode de fonctionnement approprié du moteur à 15 combustion interne 1 pour garantir une surface active suffisante concernant la conversion d'agents polluants dans le catalyseur 7. En supplément, on peut prendre en compte l'influence du vieillissement par les valeurs caractéristiques, formée dans l'appareil de commande du 20 moteur 3, du vieillissement du catalyseur 7 en déterminant un nombre nécessaire ou des volumes des zones partielles Tl, T2, T3 avec une température suffisante en fonction des valeurs caractéristiques. In the same way, it is possible to select accordingly an appropriate operating mode of the internal combustion engine 1 to ensure a sufficient active surface area for the conversion of pollutants into the catalyst 7. In addition, it can be taken into account. the influence of aging by the characteristic values, formed in the motor control unit 3, of the aging of the catalyst 7 by determining a necessary number or volumes of the partial areas T1, T2, T3 with a sufficient temperature as a function of characteristic values.
Si le moteur à combustion interne 1 fonctionne avec 25 une très grande puissance, il devient souvent nécessaire de limiter la température des gaz d'échappement par enrichissement du mélange afin de protéger le catalyseur 7 ou les catalyseurs 6, 7 dans l'installation d'échappement 2 contre une surcharge thermique. Etant donné que cette 30 opération entraîne une sensible augmentation aussi bien de la consommation de carburant que les émissions de polluants, cette mesure est limitée par l'invention à une plage de fonctionnement minimum indispensable du moteur à combustion interne 1. Le catalyseur 7 peut représenter ici 35 également dans le mode de conduite dynamique des températures très différentes localement. Il est donc avantageux de concevoir un enrichissement du mélange et d'exploiter le moteur à combustion interne 1 de telle sorte que le point le plus chaud dans le catalyseur 7 présente précisément une température maximale autorisée, de préfé5 rence une température critique supérieure To*. De cette façon, on obtient un compromis entre une limitation de la consommation de carburant et une limitation consécutive sur le plan thermique du vieillissement du catalyseur 7. If the internal combustion engine 1 operates with a very high power, it often becomes necessary to limit the temperature of the exhaust gas by enriching the mixture to protect the catalyst 7 or the catalysts 6, 7 in the plant. exhaust 2 against thermal overload. Since this operation results in a substantial increase in both fuel consumption and pollutant emissions, this measure is limited by the invention to a minimum essential operating range of the internal combustion engine 1. Catalyst 7 can represent here also in the dynamic driving mode very different temperatures locally. It is therefore advantageous to design an enrichment of the mixture and to operate the internal combustion engine 1 so that the hottest point in the catalyst 7 has precisely a maximum permitted temperature, preferably a higher critical temperature To *. In this way, a compromise is reached between a limitation of the fuel consumption and a consequent limitation in the thermal plane of the aging of the catalyst 7.
Contrairement à un modèle de calcul simple à une zone, 10 qui décrit la température du catalyseur de façon globale avec une seule valeur, un modèle de calcul préféré à plusieurs zones permet d'avoir une meilleure adaptation à la fonction de répartition réelle locale et temporelle de la température dans la catalyseur 7. Si on prend en compte 15 la répartition, on peut donc commencer l'enrichissement du mélange à un moment ultérieur, étant donné que les incertitudes concernant la température maximale locale sont sensiblement plus faibles. On peut renoncer en particulier à avoir recours à la température des gaz d'échappement 20 comme indicateur déterminant de la température maximale autorisée et, dans le cas d'un dépassement de cette température, mettre en oeuvre immédiatement l'enrichissement du mélange afin d'empêcher une surcharge thermique du catalyseur 7. Etant donné que la température des gaz 25 d'échappement augmente beaucoup plus rapidement que la température dans la première zone partielle du catalyseur Tl, l'enrichissement du mélange serait enclenché dès que la température des gaz d'échappement a atteint la température critique. Si l'on prend en compte la fonction de 30 répartition de la température dans le catalyseur 7, on reconnaît en revanche si la température de la zone partielle Tl la plus avancée à l'entrée du catalyseur 7 est encore inférieure à cet instant à la valeur maximale autorisée et si l'enrichissement du mélange pour la 35 limitation de la température n'est pas encore nécessaire. In contrast to a simple one-zone calculation model, which describes the catalyst temperature globally with a single value, a preferred multi-zone computation model provides better adaptation to the actual local and temporal distribution function. If the distribution is taken into account, the enrichment of the mixture can be started at a later time, since the uncertainties regarding the maximum local temperature are substantially lower. In particular, the exhaust gas temperature can be omitted as a determining indicator of the maximum permissible temperature and, in the event of this temperature being exceeded, the mixture can be enriched immediately in order to To prevent a thermal overload of the catalyst 7. Since the temperature of the exhaust gases increases much more rapidly than the temperature in the first partial zone of the catalyst T1, the enrichment of the mixture would be switched on as soon as the temperature of the gases of exhaust reached the critical temperature. If the function of the temperature distribution in the catalyst 7 is taken into account, it is recognized, however, whether the temperature of the most advanced partial zone T 1 at the inlet of the catalyst 7 is still lower at this time than the maximum permissible value and enrichment of the mixture for temperature limitation is not yet necessary.
En régime stationnaire, par exemple avec une vitesse du véhicule maximale, l'enrichissement du mélange est alors comparable dans les deux cas. In stationary mode, for example with a maximum vehicle speed, the enrichment of the mixture is then comparable in both cases.
En cas de refroidissement, on peut procéder de façon analogue lorsque par exemple le moteur à combustion interne 1 5 fonctionne d'abord avec un régime élevé et des charges très élevées et quand on passe ensuite à une exploitation avec des régimes plus faibles ou des charges plus faibles ou même entre-temps à un mode de coupure d'alimentation poussée. Là, le catalyseur 7 se refroidit sous l'effet des 10 gaz d'échappement fraîchement arrivés. In case of cooling, it is possible to proceed in a similar manner when for example the internal combustion engine 1 5 operates first with a high speed and very high loads and then goes on to an operation with lower speeds or loads weaker or even in the meantime to a mode of power failure. There, the catalyst 7 cools under the effect of the freshly arrived exhaust gas.
Etant donné que le catalyseur 7 se refroidit alors dans la direction d'écoulement des gaz d'échappement de l'avant vers l'arrière, une protection thermique des composants est maintenue dans l'idéal jusqu'à ce 15 qu'également la température de la zone partielle T3 la plus en arrière à la sortie du catalyseur 7 soit descendue audessous d'une température maximale autorisée. Il s'agit de préférence d'une autre température critique supérieure To**, qui ne doit pas concider avec la première 20 température critique supérieure To*. De ce fait, l'ensemble du catalyseur 7 peut être protégé contre une surcharge thermique. En tenant compte, selon l'invention, de la fonction de répartition de la température dans le catalyseur 7, on empêche qu'une mesure de protection des 25 composants soit achevée trop tôt, étant donné que les températures maximales qui apparaissent localement et/ou par moment dans le catalyseur ne sont pas négligées. Since the catalyst 7 then cools in the flow direction of the exhaust gases from front to rear, a thermal protection of the components is ideally maintained until the temperature the rearmost zone T3 at the outlet of the catalyst 7 has dropped below a maximum permitted temperature. It is preferably another higher critical temperature To **, which must not coincide with the first higher critical temperature To *. As a result, the entire catalyst 7 can be protected against thermal overload. Taking into account, according to the invention, the function of distribution of the temperature in the catalyst 7, it is prevented that a protective measure of the components is completed too early, since the maximum temperatures which appear locally and / or at times in the catalyst are not neglected.
Dans une application préférée de l'invention, on choisit donc l'enclenchement ou le désenclenchement et/ou 30 l'intensité d'un enrichissement de mélange selon la fonction de répartition de la température dans le catalyseur 7, en prenant en compte en particulier la température T1(1), T2(t), T3(t) de la zone partielle la plus chaude Tl, T2, T3. Ceci peut aboutir également à ce 35 qu'une coupure d'alimentation en poussée soit autorisée de façon retardée afin d'éviter une forte arrivée d'oxygène dans le catalyseur 7 dans le cas de températures du catalyseur d'un niveau inacceptable. Etant donné que le moment d'autorisation de la coupure d'alimentation en poussée dépend de la fonction de répartition de la 5 température du catalyseur, il est judicieux de ne donner une autorisation que dans le cas o la zone partielle T3 la plus en arrière du catalyseur 7 est également suffisamment refroidie. Globalement, ceci permet un enclenchement et un désenclenchement en fonction des besoins des mesures de 10 protection thermique des composants. In a preferred application of the invention, the switching on or off and / or the intensity of a mixing enrichment according to the function of distribution of the temperature in the catalyst 7 is thus chosen, taking into account in particular the temperature T1 (1), T2 (t), T3 (t) of the hottest partial zone T1, T2, T3. This may also lead to a delayed supply of feed shutoff to avoid a strong oxygen supply to the catalyst 7 in the case of unacceptably high catalyst temperatures. Since the moment of authorization of the thrust supply cutoff depends on the catalyst temperature distribution function, it is advisable to give an authorization only in the case where the rearmost part T3 is Catalyst 7 is also sufficiently cooled. Overall, this allows switching on and off according to the needs of the thermal protection measures of the components.
A l'aide de procédé conforme à l'invention, le catalyseur 7, ou un système de catalyseur contenu dans l'installation d'échappement 2, fonctionne de façon optimisée par le fonctionnement du moteur à combustion 15 interne. Le catalyseur 7 est utilisé de façon plus efficace. De cette façon, il est possible d'abaisser la teneur en métal noble du catalyseur 7 ou éventuellement d'autres catalyseurs. With the aid of the process according to the invention, the catalyst 7, or a catalyst system contained in the exhaust system 2, operates in an optimized manner by the operation of the internal combustion engine. Catalyst 7 is used more efficiently. In this way, it is possible to lower the noble metal content of the catalyst 7 or possibly other catalysts.
Les véhicules équipés de moteur à combustion interne 1 20 pouvant fonctionner à un régime pauvre, qui satisfont aux conditions du nouveau cycle de conduite européen NEFZ et atteignent une émission de HC < 0,07 g/km et une émission de NOx < 0,05 g/km avec des catalyseurs non endommagés thermiquement avec une masse de soufre stockée inférieure à 25 0,2 g/l de volume de catalyseur et une fraction de régime pauvre maîtrisée dans le temps sans phases de coupure de poussée avec une valeur lambda > 1,15 d'au moins 250 secondes, en particulier au moins 350 secondes, une émission de HC inférieure à 0,07 g/km et une émission de 30 NOx inférieure à 0,05 g/km, sont équipés aujourd'hui couramment de catalyseurs qui présentent des teneurs en métal noble supérieures à 100 g/ft3. Si l'on utilise des systèmes de catalyseurs qui présentent au moins un catalyseur accumulateur à NOx et éventuellement un 35 catalyseur à trois voies monté en amont comme précatalyseur et qui fonctionnent avec le procédé conforme à l'invention, la teneur en métal noble peut être abaissée jusqu'à 100 g/ft3, avantageusement jusqu'à 80 g/ft3, de préférence jusqu'à S 60 g/ft3. Même après un vieillissement au four expérimental du catalyseur accumulateur à NOx, qui 5 présente une teneur en métal noble réduite en conséquence, à 850 C pour 4 heures et de l'éventuel précatalyseur à 1100 C pour 4 heures dans une atmosphère présentant 2 % de 02 et 10 % H20, on ne dépasse pas une émission de HC de 0,1 g/km et une émission de NOx de 0,08 g/km, lors d'un 10 test de NEFZ consécutif. Vehicles with internal combustion engine 1 20 capable of operating at a low engine speed, meeting the requirements of the new European NEFZ driving cycle and achieving HC <0.07 g / km and NOx <0.05 g / km with catalysts not thermally damaged with a stored sulfur mass of less than 0.2 g / l of catalyst volume and a lean-time fraction under control with no lump-off phase with a lambda value> 1 At least 250 seconds, in particular at least 350 seconds, an HC emission of less than 0.07 g / km and a NOx emission of less than 0.05 g / km, are nowadays commonly equipped with catalysts that have noble metal contents greater than 100 g / ft3. If catalyst systems which have at least one NOx storage catalyst and optionally upstream three-way catalyst as precatalyst and which operate with the process according to the invention are used, the noble metal content may be down to 100 g / ft 3, preferably up to 80 g / ft 3, preferably up to 60 g / ft 3. Even after experimental oven aging of the NOx storage catalyst, which has a noble metal content correspondingly reduced, at 850 C for 4 hours and the possible precatalyst at 1100 C for 4 hours in an atmosphere having 2% of At 02 and 10% H 2 O, an HC emission of 0.1 g / km and an NOx emission of 0.08 g / km was not exceeded in a subsequent NEFZ test.
Claims (23)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10261680 | 2002-12-31 | ||
DE10305451A DE10305451A1 (en) | 2002-12-31 | 2003-02-11 | Method and device for operating an internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2849896A1 true FR2849896A1 (en) | 2004-07-16 |
FR2849896B1 FR2849896B1 (en) | 2012-04-13 |
Family
ID=32598092
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR0315469A Expired - Fee Related FR2849896B1 (en) | 2002-12-31 | 2003-12-26 | METHOD AND DEVICE FOR OPERATING AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10305451A1 (en) |
FR (1) | FR2849896B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2916232A1 (en) * | 2007-05-18 | 2008-11-21 | Renault Sas | Post treatment system temperature estimating method for vehicle, involves calculating output temperature of current reactor from temperature and mass flow of gas and from fraction of total energy liberated during regeneration |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005001144A1 (en) * | 2005-01-11 | 2006-08-03 | Mehnert, Jens, Dr.-Ing. | Method for controlling start-up of internal combustion engine involves determining some parameters and start-up measures are then arranged depending upon determined parameters which cause change in control of decompression equipment |
DE102009015900A1 (en) * | 2009-04-01 | 2010-10-07 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Diesel-internal combustion engine operating method, involves operating diesel internal combustion engine with less air/fuel mixture after operating temperature of flue gas purification system is reached |
DE102011103346B4 (en) | 2011-02-16 | 2014-06-26 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Method for the model-based determination of the temperature distribution of an exhaust aftertreatment unit |
DE102021119173A1 (en) | 2021-07-23 | 2023-01-26 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method for operating an internal combustion engine of a motor vehicle and motor vehicle |
DE102022208296A1 (en) | 2022-08-09 | 2024-02-15 | Vitesco Technologies GmbH | Method for adjusting the power of an internal combustion engine |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1994004800A1 (en) * | 1992-08-17 | 1994-03-03 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Process for monitoring the operation of a catalytic converter |
WO1997012129A2 (en) * | 1995-09-29 | 1997-04-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Process and device for reacting a pollutant in an exhaust gas on a catalyst |
US5626014A (en) * | 1995-06-30 | 1997-05-06 | Ford Motor Company | Catalyst monitor based on a thermal power model |
US5747049A (en) | 1995-07-07 | 1998-05-05 | Shiseido Company, Ltd. | Cosmetic composition |
DE19836955A1 (en) | 1998-08-14 | 2000-03-09 | Siemens Ag | Method for detecting and maintaining the operational readiness of a NO¶x¶ storage catalytic converter |
DE19929292A1 (en) * | 1999-06-25 | 2000-12-28 | Volkswagen Ag | Control of the operating condition of motor vehicle internal combustion engine dependent upon the catalyst cell temperature uses set detected threshold levels to vary engine control parameters |
EP1067279A2 (en) | 1999-07-06 | 2001-01-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Method to detect and maintain the state of a NOX storage catalyst |
DE19961164A1 (en) * | 1999-12-17 | 2001-06-21 | Volkswagen Ag | Device and method for determining exhaust gas and catalyst temperature |
DE10038461A1 (en) | 2000-08-07 | 2002-03-14 | Volkswagen Ag | Determining distribution of nitrate and sulfate in nitrogen oxide storage catalyst involves employing finite element model describing local nitrogen oxide and sulfur oxide exchange in terms of storage efficiency factors |
DE10036942A1 (en) | 2000-07-28 | 2002-05-08 | Volkswagen Ag | Modeling of axial distribution of exhaust catalyst temperature, slices catalyst into discs, calculating temperature of each as function of approaching exhaust gas temperature |
-
2003
- 2003-02-11 DE DE10305451A patent/DE10305451A1/en not_active Ceased
- 2003-12-26 FR FR0315469A patent/FR2849896B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1994004800A1 (en) * | 1992-08-17 | 1994-03-03 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Process for monitoring the operation of a catalytic converter |
US5626014A (en) * | 1995-06-30 | 1997-05-06 | Ford Motor Company | Catalyst monitor based on a thermal power model |
US5747049A (en) | 1995-07-07 | 1998-05-05 | Shiseido Company, Ltd. | Cosmetic composition |
WO1997012129A2 (en) * | 1995-09-29 | 1997-04-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Process and device for reacting a pollutant in an exhaust gas on a catalyst |
DE19836955A1 (en) | 1998-08-14 | 2000-03-09 | Siemens Ag | Method for detecting and maintaining the operational readiness of a NO¶x¶ storage catalytic converter |
DE19929292A1 (en) * | 1999-06-25 | 2000-12-28 | Volkswagen Ag | Control of the operating condition of motor vehicle internal combustion engine dependent upon the catalyst cell temperature uses set detected threshold levels to vary engine control parameters |
EP1067279A2 (en) | 1999-07-06 | 2001-01-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Method to detect and maintain the state of a NOX storage catalyst |
DE19961164A1 (en) * | 1999-12-17 | 2001-06-21 | Volkswagen Ag | Device and method for determining exhaust gas and catalyst temperature |
DE10036942A1 (en) | 2000-07-28 | 2002-05-08 | Volkswagen Ag | Modeling of axial distribution of exhaust catalyst temperature, slices catalyst into discs, calculating temperature of each as function of approaching exhaust gas temperature |
DE10038461A1 (en) | 2000-08-07 | 2002-03-14 | Volkswagen Ag | Determining distribution of nitrate and sulfate in nitrogen oxide storage catalyst involves employing finite element model describing local nitrogen oxide and sulfur oxide exchange in terms of storage efficiency factors |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2916232A1 (en) * | 2007-05-18 | 2008-11-21 | Renault Sas | Post treatment system temperature estimating method for vehicle, involves calculating output temperature of current reactor from temperature and mass flow of gas and from fraction of total energy liberated during regeneration |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE10305451A1 (en) | 2004-07-29 |
FR2849896B1 (en) | 2012-04-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2106498B1 (en) | Method for controlling the temperature of the exhaust gases of a thermal engine | |
FR2899932A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING THE REGENERATION OF A DEPOLLUTION SYSTEM | |
EP1766202B1 (en) | System for assisting regeneration of pollution management means associated with catalyst forming means | |
WO2008050051A1 (en) | Method for controlling the temperature of the gases in an internal combustion engine exhaust circuit | |
FR2849896A1 (en) | Internal combustion engine exploiting process for use in automobile vehicle, involves exploiting engine based on values of function of preset division of local temperature, and determining conversion of polluting agent | |
FR3069887B1 (en) | METHOD FOR PASSIVE REGENERATION OF A PARTICLE FILTER FOR AN ENGINE WITH AUTOMATIC GEARBOX | |
FR3029972A1 (en) | METHOD FOR HEATING A CATALYST IN A HYBRID MOTORIZATION DEVICE | |
WO2011128543A1 (en) | Method for regenerating a particle filter | |
FR3029974A1 (en) | METHOD FOR PURGING A NITROGEN OXIDE TRAP AND ASSOCIATED MOTORIZATION DEVICE | |
WO2018138245A1 (en) | Method for controlling the emissions of nitrogen oxides in the exhaust of an internal combustion engine | |
EP1766212A1 (en) | System for assisting regeneration of pollution management means | |
EP1413720B1 (en) | Method to determine the internal temperature of a particulate filter, method to control the regeneration of said particulate filter, control system and particulate filter thereof | |
EP2238334A2 (en) | Method and device for regenerating an exhaust gas post-treatment device | |
EP3237732B1 (en) | Method for diagnosing a nitrogen oxide trap and associated device | |
EP2066882B1 (en) | Method and device for controlling an anti-pollution system and vehicle provided with the device | |
EP1625296B1 (en) | Method and system for controlling the regeneration of a particulate filter, and internal combustion engine provided with one such particulate filter | |
FR2981690A3 (en) | Method for treating exhaust gas of internal combustion engine i.e. petrol engine, of car, involves determining richness amplitude value by controller of combustion engine according to ageing size characteristic of upstream catalyst | |
FR3057612B1 (en) | PROCESS FOR PURGING A NITROGEN OXIDE TRAP FROM AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND ASSOCIATED MOTORIZATION DEVICE | |
FR2950654A1 (en) | METHOD FOR CONTROLLING AN ENGINE BY EXOTHERMIC REGENERATION OF AN EXHAUST GAS POST-PROCESSING COMPONENT | |
FR2943095A1 (en) | Particle filter regeneration process for internal combustion diesel engine of motor vehicle, involves regenerating particle filter by injecting fuel into exhaust line based on defined injection parameter i.e. temperature set point | |
FR2831603A1 (en) | Apparatus for controlling emission from IC engine comprises regenerating NOx catalyzer in internal combustion engine exhaust by keeping catalyzer near target temperature and heating it whenever engine is at low load | |
FR2813635A1 (en) | Apparatus for controlling emissions of internal combustion engine, includes exhaust catalyst absorbing NOx, controllers adjusting engine NOx emissions and generating catalyst clean up | |
FR2849471A1 (en) | Internal combustion engine exhaust system catalytic converter condition diagnosis uses rich and lean exhaust gas feeds and signals from probe downstream of converter | |
FR3000991A1 (en) | SYSTEM FOR TREATING EXHAUST GAS FROM AN ENGINE ON A MOTOR VEHICLE AND ITS CONTROL METHOD. | |
FR2983531A1 (en) | Method managing fuel supply of internal combustion engine i.e. diesel engine, of power unit of car, involves determining temperature of air-fuel mixtures, and adjusting noise of combustion according to temperature of air-fuel mixtures |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 13 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 14 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 15 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 16 |
|
ST | Notification of lapse |
Effective date: 20200910 |