FR2869645A1 - Procede de gestion d'un dispositif de traitement des gaz d'echappement - Google Patents

Abstract

Procédé de gestion d'un dispositif de traitement des gaz d'échappement (24) d'un moteur à combustion interne (10) selon lequel on effectue un changement de mode de fonctionnement du moteur à combustion interne (10) selon une caractéristique (Mfa, mE, Clt, N, v).Pour une demande de changement de mode de fonctionnement, on lance une horloge (t), et grâce à l'exploitation d'au moins une grandeur caractéristique (Mfa, mE, Clt, N, v) pendant la durée fixée par l'horloge (t), on décide en continu si l'on peut effectuer le changement de mode de fonctionnement, on effectue immédiatement le changement de mode de fonctionnement si cela est le cas, et on effectue le changement de mode de fonctionnement au plus tard lorsqu'on atteindra la durée fixée par l'horloge (t).

Description

Domaine de l'invention

La présente invention concerne un procédé de gestion d'un dispositif de traitement des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne selon lequel on effectue un changement de mode de fonctionne- ment du moteur à combustion interne selon une caractéristique (Mfa, mE, Clt, N, v).

Etat de la technique Le document DE 100 56016 Al décrit un procédé du type défini ci-dessus dans lequel on lance une régénération d'un dispositif de traitement des gaz d'échappement en fonction d'une grandeur caractéristique. La température du dispositif de traitement des gaz d'échappement pendant la régénération dépend d'une part de l'état du dispositif de traitement des gaz d'échappement et d'autre part de l'état du moteur à combustion interne. La génération du dispositif de traitement des gaz d'échappement est effectuée par exemple en introduisant du carburant imbrûlé dans le canal des gaz d'échappement du moteur à combustion interne. Le carburant engendre une réaction exothermique dans le catalyseur d'oxydation. Les gaz d'échappement réchauffés chauffent le dispositif de traitement des gaz d'échappement à la température de démarrage né- 2o cessaire à la régénération. La régénération est divisée en deux phases. Dans la première phase, la quantité de carburant imbrûlé contenue dans les gaz d'échappement augmente au cours du temps. Dans la seconde phase, la quantité de carburant imbrûlé est maintenue au moins sensiblement à un niveau constant. Ce moyen permet, d'une part, d'assurer que la température du dispositif de traitement des gaz d'échappement augmente selon une fonction prédéterminée, c'est-à-dire ni trop rapidement ni trop lentement. D'autre part, on diminue la variation de couple qui se produit le cas échéant dans le moteur à combustion interne en cas de variation du mode de fonctionnement passant du mode normal à la régénération, de façon à ne pas être perceptible par le conducteur du véhicule entraîné par ce moteur à combustion interne.

Le document DE 100 56 034 Al décrit un procédé de ges- tion d'un dispositif de traitement des gaz d'échappement selon lequel la régénération du dispositif de traitement des gaz d'échappement est exécutée selon l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne.

L'état de charge du dispositif de traitement des gaz d'échappement avec un composant des gaz d'échappement est saisi pour être comparé à un seuil prédéfini modifié suivant l'état de fonctionnement du moteur à cornbustion interne. Si l'on est dans les conditions appropriées, le dispositif de traitement des gaz d'échappement est régénéré prématurément avant que l'on atteint l'état de charge autorisé. L'état du moteur à combustion in-terne peut être pris en compte dans les mêmes conditions à la fin de la régénération.

Dans la mesure où l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne était défavorable en cours de régénération, il y a arrêt de la régénération.

But de l'invention La présente invention a pour but de développer un procédé de gestion d'un dispositif de traitement des gaz d'échappement permettant de rendre une éventuelle variation brusque du couple du moteur à combustion interne, imperceptible pour le conducteur du véhicule.

Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que pour une demande de changement de mode de fonctionnement, on lance une horloge (t) et grâce à l'exploitation d'au moins une grandeur caractéristique (Mfa, mE, Clt, N, v) pendant la durée fixée par l'horloge (t) on décide en continu si l'on peut effectuer le changement de mode de fonctionnement, on effectue immédiatement le changement de mode de fonctionnement si cela est le cas, et on effectue le changement de mode de fonctionnement au plus tard lorsqu'on atteindra la durée fixée par l'horloge.

Le dispositif de traitement des gaz d'échappement peut être par exemple un catalyseur accumulateur et/ou un filtre à particules. Ces deux types d'équipements accumulent un composant des gaz d'échappement. De temps en temps il faut les régénérer. Cette régénération se fait actuellement en élevant la température de fonctionnement par rapport à la température normale. On peut augmenter la température par exemple en introduisant du carburant imbrûlé dans le canal des gaz d'échappement pour y réagir de manière exothermique.

De façon avantageuse, le carburant imbrûlé est fourni de manière interne au moteur en modifiant la gestion ou commande du mo- teur à combustion interne. Une autre possibilité consiste à détériorer de manière intentionnelle le rendement du moteur à combustion interne pour augmenter la température des gaz d'échappement. Les mesures prises dans le moteur conduisent à une variation brusque du couple du moteur à combustion interne perçue par le conducteur du véhicule équipé du moteur à combustion interne comme moteur.

Or, le procédé selon l'invention permet de faire ce change-ment de mode de fonctionnement sans que le conducteur ne perçoive la 5 variation brusque de couple ainsi produite.

Au moins une grandeur caractéristique représente un état de fonctionnement du moteur à combustion interne ou du véhicule auto-mobile, et son exploitation permet de déterminer un état concluant à une variation de l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne ou de l'état de conduite du véhicule. Une telle variation qui est en général voulue ou perçue par le conducteur peut en outre servir à effectuer un changement de mode de fonctionnement.

Le procédé selon l'invention garantit que le changement de mode de fonctionnement se fait au plus tard dans chaque cas à la fin de la 15 période fixée par l'horloge.

Un développement prévoit comme grandeur caractéristique, un signal caractérisant une coupure de poussée du moteur à combustion interne. Un tel signal est par exemple une valeur de consigne de couple fixée de manière générale par la position de la pédale d'accélérateur du véhicule automobile. Lorsqu'aucun couple n'est demandé, on peut le cas échéant couper le mode de poussée. Dans ce mode de fonctionnement on coupe l'alimentation en carburant des cylindres du moteur à combustion interne ou du moins on réduit considérablement cette alimentation.

Un développement prévoit que la grandeur caractéristique caractérise un changement de rapport de vitesses dans une boîte de vites-ses associée au moteur à combustion interne. Dans le cas d'une transmission automatique, on dispose d'un signal de liaison de force qui indique la coupure de la ligne de transmission.

Un développement prévoit que la grandeur caractéristique caractérise une charge supérieure à un seuil prédéfini de fonctionnement du moteur à combustion interne. Pour une charge élevée appliquée au moteur à combustion interne, on a en général une température de gaz d'échappement élevée de sorte que l'on peut faire un changement de mode de fonctionnement pour passer d'un mode de fonctionnement normal à une régénération avec température plus élevée des gaz d'échappement, le cas échéant avec seulement une faible intervention dans la commande du moteur. La charge du moteur à combustion interne peut se déterminer par exemple à l'aide du signal de vitesse de rotation ou du signal de carburant, tous deux existant déjà.

Un développement prévoit que la grandeur caractéristique distingue une variation dynamique du moteur à combustion interne.

Comme signal on utilise avantageusement par exemple une valeur de consigne de couple ou par exemple la vitesse de rotation. Pour des accélérations ou des opérations de freinage du véhicule, le changement de mode de fonctionnement n'apparaît pas.

Selon un développement, le changement de mode de fonctionnement à exécuter après la durée fixée par l'horloge, peut être effectué par une fonction prédéfinie. On peut par exemple utiliser une variation en forme de rampe d'au moins une grandeur de commande du moteur à combustion interne.

On peut par exemple décaler dans le sens du retard une injection principale de carburant. En variante ou en plus on peut prévoir au moins une post-injection de carburant. En variante ou en plus on peut régler un volet d'étranglement dans le sens de la fermeture. En variante ou en plus on peut également diminuer la pression de charge (pression d'alimentation) .

Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un mode de réalisation d'un procédé de gestion d'un dispositif de traitement des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne représenté dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 montre l'environnement technique d'application du procédé de l'invention, la figure 2 montre un ordinogramme du procédé.

Description d'un mode de réalisation de l'invention La figure 1 montre un moteur à combustion interne 10 dont le canal d'admission 11 est équipé d'un capteur d'air 12, d'un volet d'étranglement 13 ainsi que d'un capteur de pression de charge 14.

Le canal de gaz d'échappement 20 du moteur à combustion interne 10 est équipé d'un catalyseur 21, d'un filtre à particules 22 ainsi que d'un capteur de pression d'alimentation 23. Le catalyseur 21 et le fil- tre à particules 22 constituent un dispositif de traitement des gaz d'échappement 24.

Le moteur à combustion interne 10 coopère avec une transmission 30 recevant un signal de commande de transmission GS provenant d'une commande ou gestion de moteur 35.

Le capteur d'air 12 fournit à la commande 35 un signal d'air msL; le capteur de pression d'alimentation 14 fournit un signal de pression d'alimentation pLD; le moteur à combustion interne 10 fournit un signal de vitesse de rotation N (régime) ; la transmission 30 fournit un signal de transmission de force Clt et le capteur de pression d'alimentation 23 fournit un signal de pression d'alimentation pPF.

Le commande 35 reçoit en outre une valeur de consigne de couple Mfa ainsi qu'un signal de vitesse v.

La commande 35 fournit un dispositif d'alimentation en carburant 30 associé au moteur à combustion interne 10, un signal de carburant mE et au volet d'étranglement 13, un signal de volet d'étranglement DK.

La commande 35 comporte un moyen d'évaluation de signal 45 et une horloge t recevant une requête de changement de mode de fonctionnement 46. Le moyen d'évaluation de signal 45 fournit à un commutateur de mode de fonctionnement 47, un signal de libération de changement de mode de fonctionnement 48 et l'horloge t fournit un signal de durée 49.

La commutation de mode de fonctionnement 47 comprend une commande de changement de mode de fonctionnement 50. La commutation de mode de fonctionnement 47 fournit un signal de changement de mode de fonctionnement 51.

La figure 2 montre le déroulement du procédé de l'invention.

Par une première interrogation 60 on vérifie s'il y a une re- quête de changement de mode de fonctionnement 40. Dans la négative, on exécute de nouveau la première interrogation 60. Dans l'affirmative, on démarre l'horloge t dans un premier bloc fonctionnel 61. En outre, par une seconde interrogation 62 on vérifie si l'on a un signal de libération de changement de mode de fonctionnement 48. Si cela est le cas, alors dans un second bloc fonctionnel 63 on exécute immédiatement le changement de mode de fonctionnement en fournissant le signal de changement de mode de fonctionnement 51. Si cela n'est pas le cas, on vérifie par une troisième interrogation 64 s'il y a un signal de fin de durée 49. Si cela est le cas on passe dans un troisième bloc de fonction 63 pour effectuer un changement de mode de fonctionnement avec une transition prédéterminée. Si cela n'est pas le cas, on revient à la seconde interrogation 62.

Le procédé selon l'invention fonctionne comme suit: La commande 35 fixe le signal de carburant mE au moins en fonction de la valeur de consigne de couple Mfa dépendant de la position d'une pédale d'accélérateur du véhicule non représentée. Le cas échéant on peut tenir compte en plus du signal d'air msL fourni par le capteur d'air 12 et/ou de la vitesse de rotation N du moteur à combustion interne 10 et/ou du signal de pression d'alimentation pLD fourni par le capteur de pression de charge 14.

Le couple fourni par le moteur à combustion interne 10 est appliqué par la transmission 30 à l'entraînement non représenté du véhicule.

Les gaz d'échappement arrivant dans au moins un canal de gaz d'échappement 20 du moteur à combustion interne 10 sont nettoyés par le dispositif de traitement des gaz d'échappement 24 qui en élimine au moins l'un des composants gazeux gênants. Le dispositif de traitement des gaz d'échappement 24 comporte par exemple au moins un catalyseur 21 et/ou un filtre à particules 22. Dans la mesure où le catalyseur 21 est réalisé comme catalyseur accumulateur, il faut effectuer de temps en temps une régénération. Le filtre à particules 22 doit également être régénéré suivant son état de charge ou d'encombrement.

L'état de charge du catalyseur accumulateur peut se déterminer par exemple à l'aide d'un modèle de catalyseur 21 et de grandeurs caractéristiques mesurées ou calculées des gaz d'échappement. L'état de charge du filtre à particules 22 peut également se déterminer à l'aide de grandeurs caractéristiques mesurées ou calculées des gaz d'échappement. En variante ou en plus on peut déterminer l'état de charge du filtre à particules à l'aide du signal de pression de charge pPF fourni par le capteur de pression de charge 23. Le capteur de pression de charge 23 saisit de préférence au moins la pression des gaz d'échappement en amont du filtre à particules 22. Dans la mesure où le capteur de pression d'alimentation 23 n'est pas un capteur de pression différentiel, il peut calculer au moins approximativement la pression des gaz d'échappement produite en aval du filtre à particules 22 selon le sens de passage des gaz.

Si l'état de charge du catalyseur 21 et/ou du filtre à parti-cules 22 dépasse un seuil prédéfini il faut lancer une régénération. De la même manière on peut déterminer la fin de la régénération. Dans les deux cas on a une requête de changement de mode de fonctionnement 46.

Dans l'exemple de réalisation présente on peut supposer que la régénération est faite par une intervention sur la commande ou gestion du moteur à combustion interne 10. Dans ce cas on peut avoir une variation brusque de couple fournie par le moteur à combustion in-terne 10. La procédure alternative qui prévoit l'introduction d'au moins un agent réactif directement dans le canal des gaz d'échappement 20 est en principe possible mais ne sera pas examinée de manière plus détaillée dans la suite.

Dans la première interrogation 60 on vérifie l'existence d'une requête de changement de mode de fonctionnement 46. Si cela n'est pas le cas on exécute de nouveau la première interrogation 60. Si cela est le cas, selon le premier bloc fonctionnel 61, on lance l'horloge t. La requête de changement de mode de fonctionnement 46 est en outre appliquée au moyen d'exploitation de signal 45.

Le moyen d'exploitation de signal 45 exploite une grandeur caractéristique permettant de tirer une conclusion concernant l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne 10 et/ou l'état de fonc- 2o tionnement du véhicule entraîné par le moteur à combustion interne 10.

Une première grandeur caractéristique est par exemple un circuit de poussée du moteur à combustion interne 10 qui coupe totale-ment ou pratiquement totalement l'alimentation en carburant des différents cylindres du moteur à combustion interne 10. Un signal approprié pour reconnaître le mode de poussée est par exemple le signal de carburant mE et/ou la valeur de consigne de couple Mfa. L'exploitation de signal 45 vérifie si la valeur de consigne de couple Mfa et/ou le signal de carburant mE ont au moins sensiblement une valeur zéro. Si cela est le cas, on développe le signal de libération de changement de mode de fonctionnement 48 ce qui se fait directement par un changement de mode de fonctionnement selon le second bloc de fonctionnement 63.

Le signal de libération de changement de mode de fonction- nement 48 est appliqué à la commande de changement de mode de fonc- tionnement 47 intervenant avec le signal de changement de mode de fonctionnement 51 dans la commande du moteur à combustion interne 10. Le signal de changement de mode de fonctionnement 51 commande par exemple à l'aide du signal de volet d'étranglement DK, un réglage du volet d'étranglement 13 dans le sens de la fermeture. En variante ou en plus on peut prévoir une diminution de la pression d'alimentation fournie par un turbocompresseur non représenté, pression saisie par un capteur de pression d'alimentation 14 fournissant le signal de pression d'alimentation pLD. En variante ou en plus, le signal de carburant mE peut déplacer dans le sens du retard une injection principale de carburant. En variante ou en plus, à l'aide du signal de carburant mE on peut lancer au moins une post-injection de carburant. Dans la mesure où le moteur à combustion interne 10 est un moteur à combustion interne à commande extérieure, on peut déplacer dans la direction du retard l'instant d'allumage.

Tous les moyens ont pour but soit d'augmenter la température des gaz d'échappement soit au moins introduire un agent réactif, par exemple du carburant imbrûlé dans le canal des gaz d'échappement 20 servant dans le cadre d'une réaction exothermique pour le chauffage ou du gaz d'échappement ou directement au dispositif de traitement des gaz d'échappement 24.

Le moyen d'exploitation de signal 45 peut déterminer en va-riante ou en plus, comme grandeur caractéristique, un changement de rapport de vitesses de la transmission aux boîtes de vitesses 30. Dans la mesure où la transmission 30 est une transmission automatique, on dis-pose directement du signal de transmission de force Cit. Si la transmission est une boîte de vitesses à rapport, il faut fournir séparément le signal de transmission de force Cit. On peut par exemple utiliser le signal d'embrayage.

Le moyen d'exploitation de signal 45 peut exploiter en va-riante ou en plus comme grandeur caractéristique, l'état de charge du moteur à combustion interne 10 et effectuer un contrôle pour déterminer si une valeur limite supérieure de l'état de charge a été dépassée. L'état de charge du moteur à combustion interne 10 peut se déterminer par exem- ple à partir du signal de carburant mE et du signal de vitesse de rotation N. Le cas échéant on peut tenir compte en plus du rapport passé dans la boîte de vitesses 30. Le cas échéant on peut en outre tenir compte de la vitesse de déplacement v. En tenant compte de cette grandeur caractéristique on suppose que pour un état de charge élevé, par exemple la pleine charge, on a de toute façon une température relativement élevée pour les gaz d'échappement sans que le changement de mode de fonctionnement ne produise une variation significative du couple du moteur à combustion interne 10.

Le moyen d'exploitation de signal 45 peut en variante ou en plus détecter comme grandeur caractéristique, une reconnaissance d'une opération dynamique du moteur à combustion interne 10 ou globalement du véhicule automobile. Par exemple, on peut prévoir une variation de la valeur de consigne de couple Mfa. On peut déterminer une augmentation ou un quotient de différence ou quotient différentiel. Le quotient différentiel peut être approché en pratique par au moins un quotient de différence. Dans cette réalisation on tient avantageusement compte en outre de la vitesse v du véhicule. La vitesse v ou la prise en compte le cas échéant supplémentaire du rapport de vitesses passé peuvent servir à réduire la variation de modes de fonctionnement car pour une vitesse de dé-placement élevée v et une charge relativement faible on aura une dynamique réduite pour la ligne de transmission si bien qu'une variation brusque de couple fournie par le moteur à combustion interne 10 est très perceptible.

Une autre grandeur caractéristique pour déterminer la dynamique est la vitesse de rotation N et/ou la vitesse de déplacement v. L'exploitation de signal 45 détermine les gradients de préférence par au moins un calcul d'un quotient de différence.

Dans la mesure où au moins l'une des conditions est rem-plie, dans la deuxième interrogation 62 on détermine la présence du signal de libération de changement de mode de fonctionnement 48 conduisant directement à un changement de mode de fonctionnement. En l'absence de signal de libération de changement de mode de fonctionnement 48, on vérifie dans la troisième interrogation 64 si l'on a le signal de durée 49 de l'horloge t. Si cela n'est pas le cas, dans la seconde interrogation 62 on vérifie en outre l'existence d'états appropriés pour un changement immédiat de mode de fonctionnement. Si dans la troisième interrogation 64 on constate la présence du signal de durée 49, alors selon le troisième bloc fonctionnel 65 on change le mode de fonctionnement selon un profil pré-défini.

L'horloge t donne le signal de fin de temps de durée 49 si la durée prédéfinie par l'horloge t est terminée. La durée est fixée en fonction de la requête d'urgence d'une régénération en provenance du dispositif de traitement des gaz d'échappement 24. Dans la mesure où la génération concerne le catalyseur 21 réalisé comme catalyseur accumulateur, la durée peut se situer dans la plage des secondes. Dans la mesure où la régénération du filtre à particules 22 est prévue la durée relève du domaine des minutes.

L'évolution chronologique du changement de mode de fonctionnement est prédéfinie par la commande de changement de mode de fonctionnement 50 contenue dans le commutateur de mode de fonctionnement 47. Le changement de mode de fonctionnement sera exécuté en douceur. La commande changement de mode de fonctionnement 50 pro-duit par exemple une transition en forme de rampe passant d'un mode de fonctionnement à l'autre. On peut prévoir par exemple une évolution de la fonction sous forme linéaire ou parabolique. Le but de ce moyen est de répartir une variation éventuelle du couple fourni par le moteur à combustion interne 10 à une plage de temps de par exemple quelques secondes pour que le conducteur du véhicule automobile ne perçoive pas le changement de mode de fonctionnement même dans des situations de fonctionnement défavorables du moteur à combustion interne 10 ou globalement du véhicule.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1 ) Procédé de gestion d'un dispositif de traitement des gaz d'échappement (24) d'un moteur à combustion interne (10) selon lequel on effectue un changement de mode de fonctionnement du moteur à combustion interne (10) selon une caractéristique (Mfa, mE, Clt, N, v), caractérisé en ce que pour une demande de changement de mode de fonctionnement, on lance une horloge (t) et grâce à l'exploitation d'au moins une grandeur caractéristique (Mfa, mE, Clt, N, v) pendant la durée fixée par l'horloge (t) on décide en continu si l'on peut effectuer le changement de mode de fonctionnement, on effectue immédiatement le changement de mode de fonctionnement si cela est le cas, et on effectue le changement de mode de fonctionnement au plus tard lorsqu'on atteindra la durée fixée par l'horloge (t).

2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la grandeur caractéristique est un signal (Mfa, mE) caractérisant la cou-pure de poussée du moteur à combustion interne (10).

3 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la grandeur caractéristique est un signal (Clt) distinguant un changement de rapport de vitesses d'une boîte de vitesses (30) associée au moteur à 25 combustion interne (10).

4 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que comme grandeur caractéristique on utilise un signal (mE, N, Clt, v) qui 30 caractérise l'état de charge du moteur à combustion interne (10).

5 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la grandeur caractéristique est un signal (Mfa, N, v) qui caractérise la dy-35 namique du moteur à combustion interne (10) et/ ou d'un véhicule auto- mobile.

6 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' avec le changement de mode de fonctionnement on lance ou on termine une régénération du dispositif de traitement des gaz d'échappement (24).

7 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' à la fin de la durée fixée par l'horloge (t) on fait un changement de mode de fonctionnement avec une transition prédéfinie.

8 ) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le changement est une fonction en forme de rampe ou de parabole.

9 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' avec le changement de mode de fonctionnement on déplace dans le sens du retard une injection principale de carburant et/ou on prévoit au moins une postinjection de carburant et/ou on règle dans le sens de la fermeture un volet d'étranglement (13) et/ou on diminue la pression de charge.