FR2906841A1 - Systeme de determination du debit massique d'oxydes d'azote emis dans les gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système de détermination du débit massique d'oxydes d'azote émis dans les gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne comprenant une unité de contrôle électronique 7 comprenant des moyens de calcul 17 capables de calculer le débit massique d'oxydes d'azote à partir de valeurs de débits de carburant injecté, de signaux d'un capteur de la vitesse de rotation du moteur et d'un ensemble mémorisé de valeurs de débits massiques d'oxydes d'azote en fonction du débit de carburant injecté et de la vitesse de rotation N du moteur. L'unité de contrôle électronique 7 comprend également des premiers et deuxièmes moyens de correction 19, 20 capables de corriger le débit d'oxydes d'azote calculé par les moyens de calcul 17 à partir d'ensembles mémorisés de valeurs.

Description

Système de détermination du débit massique d'oxydes d'azote émis dans les

gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne L'invention concerne un système et un procédé de détermination de la teneur en oxydes d'azote dans les gaz d'échappement de moteurs à combustion interne. Lors du fonctionnement des moteurs à combustion interne, il y a production de gaz d'échappement contenant différentes substances polluantes, leurs proportions respectives dépendant essentiellement de la composition du mélange carburant/air. En particulier, lors d'un fonctionnement avec un mélange carburant/air pauvre, c'est-à-dire lorsque la richesse R est inférieure à 1, la proportion d'émission d'oxydes d'azote (NOS) est élevée. Il est connu que, dans de tels moteurs, on utilise des catalyseurs accumulateurs de NOS pour pouvoir respecter les prescriptions strictes imposées en matière de gaz d'échappement. Les catalyseurs accumulateurs de NOS fonctionnent de manière discontinue ou alternative, c'est-à-dire qu'en fonctionnement normal, ils piègent les polluants mais ne les traitent que lors des phases de régénération.

Les catalyseurs accumulateurs de NOS ont donc une capacité d'accumulation limitée. Pour être régénérés, ces pièges nécessitent des modes de combustion spécifiques, dans des conditions de fonctionnement moteur déterminées, de sorte que l'on ne peut pas toujours obtenir un degré suffisant de stockage des NOS produits.

Dans un procédé d'épuration des gaz d'échappement fonctionnant de façon discontinue, il faut déterminer la quantité d'oxydes d'azote qui arrive dans le catalyseur accumulateur de NOS, afin de pouvoir déterminer le moment et la durée d'une régénération. Cette quantité de NOS dépend du débit massique en NOS, c'est-à-dire de la concentration en NOS dans les gaz d'échappement et du débit massique des gaz d'échappement. Lorsqu'on est en régime pauvre, la quantité de NOS correspond essentiellement aux émissions brutes de NOS du moteur.

2906841 2 Une possibilité pour déterminer la concentration des NOS dans les gaz d'échappement est d'utiliser un capteur placé en amont du catalyseur. Ce capteur fournit un signal de la concentration en NOS dans les gaz d'échappement et permet, conjointement avec le débit 5 massique d'air et de carburant, de calculer le débit massique de NOS. On devrait aussi disposer un tel capteur en aval du catalyseur, pour diagnostiquer son efficacité. La demande de brevet US 2002/0108367 concerne une méthode d'estimation de la quantité de NOS stockée dans un catalyseur 10 accumulateur. La méthode prévoit la détermination d'un changement de concentration d'oxygène dans le ratio air/carburant des gaz d'échappement entrant dans le catalyseur accumulateur et sortant du catalyseur, afin de déterminer la quantité de NOS absorbée dans le catalyseur accumulateur.

15 Le brevet US 6,588,200 concerne une méthode d'ajustement de la mesure du rapport air/carburant. La méthode prévoit la détermination d'un premier rapport air/carburant en amont d'un catalyseur accumulateur, la mesure d'un second rapport air/carburant à partir d'un capteur d'oxygène placé en aval du catalyseur 20 accumulateur et l'ajustement de la mesure du second rapport air/carburant par un facteur correctif. Du fait que les capteurs mentionnés ci-dessus sont chers, ont une précision inversement proportionnelle à leur champ d'utilisation et nécessitent une connectique chère, il est souhaitable de renoncer au 25 moins à l'un des deux capteurs ou même complètement aux deux. De ce fait, on a tenté de calculer les émissions de NOS du moteur, à partir de grandeurs d'influence correspondantes du moteur, en utilisant des modèles de calcul basés sur des équations physiques. La demande de brevet EP 1 408 331 concerne un procédé 30 d'évaluation en temps réel de la quantité de NOS produits par un cylindre d'un moteur à combustion. Le procédé utilise notamment un modèle qui se base sur la température, la pression et la concentration d'oxygène dans le cylindre.

2906841 3 Le brevet FR 2 830 276 concerne une méthode de détermination du niveau d'émission de NOX d'un moteur en fonction de la température locale, de la concentration en oxygène et du temps de séjour de la charge des cylindres dans la chambre de combustion. Plus 5 particulièrement, la méthode prévoit la mesure de la température de la chambre de combustion afin d'adapter le modèle de calcul des NOX formés. Cependant, les nombreux paramètres physiques ou variables d'état qui sont nécessaires à ces modèles, sont difficilement 10 identifiables ou mesurables sur moteur. De plus, ces modèles physiques sont la plupart du temps trop gourmands en charge de calcul ou en mémoire pour pouvoir être implémentés dans un calculateur de gestion électronique moteur. L'invention vise à remédier à ces inconvénients.

15 L'invention a pour but de proposer un modèle simple et fiable permettant de déterminer la quantité d'oxydes d'azote formés par un moteur à combustion interne. En particulier, l'invention a pour but de déterminer le débit massique d'oxydes d'azote tout en limitant la charge de calcul du calculateur et les mesures nécessaires.

20 Un système de détermination du débit massique d'oxydes d'azote émis dans les gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne comprend : - au moins une chambre de combustion disposée dans un cylindre, - un système commandé d'injection de carburant dans la chambre de 25 combustion, - un moyen de détermination du débit d'air alimentant la chambre de combustion, - un capteur de la vitesse de rotation du moteur, et - une unité de contrôle électronique comprenant des moyens de calcul 30 capables de calculer le débit massique d'oxydes d'azote à partir des valeurs de débit de carburant injecté, des signaux du capteur de la vitesse de rotation du moteur et d'un ensemble mémorisé de valeurs de débits massiques d'oxydes d'azote en fonction du débit de carburant injecté et de la vitesse de rotation du moteur, 2906841 4 L'unité de contrôle électronique comprend en outre : - des premiers moyens de correction capables de corriger les valeurs de débit massique d'oxydes d'azote calculées par les moyens de calcul, à partir des valeurs de débit d'air alimentant la chambre de 5 combustion, des signaux de la vitesse de rotation du moteur et d'un premier ensemble mémorisé de valeurs de correction de débits massiques d'oxydes d'azote en fonction du débit d'air alimentant la chambre de combustion et de la vitesse de rotation du moteur, et - des deuxièmes moyens de correction capables de corriger les valeurs 10 de débit massique d'oxydes d'azote calculées par les moyens de calcul, à partir des valeurs de débit d'air alimentant la chambre de combustion, des valeurs de débits de carburant injecté et d'un deuxième ensemble mémorisé de valeurs de correction de débits massiques d'oxydes d'azote en fonction du débit d'air alimentant la 15 chambre de combustion et du débit de carburant injecté. Le système calcule donc le débit massique de NOX à partir d'un ensemble mémorisé de valeurs, ou cartographie de valeurs, et non à partir d'une équation physique. On limite ainsi les calculs et les durées de traitement des données. L'ensemble de valeurs est déterminé sur un 20 banc d'essai moteur puis est mémorisé dans l'unité de contrôle électronique (UCE). Les mesures nécessaires pour appliquer le modèle selon un aspect de l'invention sont des mesures courantes, notamment pour optimiser le fonctionnement du moteur. Ainsi, le régime moteur, ou 25 vitesse de rotation du moteur, est mesuré de façon classique par un capteur placé au niveau de l'embrayage. Le débit d'air alimentant la chambre de combustion peut être soit mesuré, par exemple avec un capteur à fil chaud, soit déterminé à partir des valeurs de consigne qui commandent le dispositif, par exemple à clapet, contrôlant 30 l'alimentation en air de la chambre de combustion. Enfin, le débit de carburant injecté dans la chambre de combustion peut être déterminé à partir des valeurs de consigne qui commandent l'injecteur. Ces capteurs ou valeurs de consignes sont généralement déjà présents dans 2906841 5 les moteurs à combustion interne et leur utilisation pour déterminer le débit massique de NOS peut donc se faire facilement. Le système permet également de calculer la quantité d'oxydes d'azote formés sans utiliser de nouveaux capteurs. Le système se base 5 sur un nombre restreint de grandeurs (débit d'air, débit de carburant et vitesse de rotation) pour calculer le débit de NOS. De plus, le système nécessite soit des capteurs couramment utilisés, tels que le capteur de vitesse de rotation du moteur, soit des valeurs de consigne. Le système permet ainsi d'éviter les capteurs moins courants qui sont susceptibles 10 de dériver ou de s'encrasser dans le temps. De plus, l'utilisation d'un nombre réduit de capteurs permet de limiter les coûts tels que les coûts de connectique ou de développement de fonctions de diagnostique de l'état de fonctionnement des capteurs. Les premiers et deuxièmes moyens de correction sont intégrés 15 dans le modèle de calcul du débit massique de NOS afin de prendre en compte un paramètre moteur supplémentaire qui est le débit d'air alimentant la chambre de combustion. On obtient alors un modèle à trois paramètres : vitesse de rotation du moteur, débit d'air alimentant la chambre de combustion et débit de carburant injecté. Le calcul du 20 débit massique de NOS peut se faire dans ce cas en multipliant les différentes valeurs obtenues par les ensembles mémorisés de valeurs à partir des paramètres pris deux à deux. Ici, la prise en compte du débit d'air alimentant la chambre de combustion, se fait par l'intermédiaire de moyens de correction dont les valeurs sont multipliées à celles 25 obtenues par les moyens de calcul. Préférentiellement, l'unité de contrôle électronique comprend également des troisièmes moyens de correction capables de corriger les valeurs de débit massique d'oxydes d'azote calculées par les moyens de calcul et corrigées par les premiers et deuxièmes moyens de 30 correction, à partir de signaux de capteurs de la température de l'air (Tair), de la température de l'eau de refroidissement du moteur à combustion interne (Teau) et/ou de la pression atmosphérique (Patin). On considère ici la prise en compte de paramètres extérieurs pouvant également influer sur le débit massique de NOS, c'est-à-dire 2906841 6 des paramètres qui ne sont pas des paramètres de fonctionnement du moteur. Ces paramètres sont pris en compte dans le modèle grâce à des troisièmes moyens de correction compris dans l'unité de contrôle électronique.

5 Préférentiellement, le moteur à combustion interne comprend un dispositif commandé de recirculation partielle des gaz d'échappement, et les moyens de calcul et les premiers et deuxièmes moyens de corrections sont capables de calculer le débit massique d'oxydes d'azote à partir des valeurs de débit de carburant injecté, des 10 signaux du capteur de la vitesse de rotation du moteur, des valeurs de débit d'air alimentant la chambre de combustion, des ensembles mémorisés de valeurs et de la commande du dispositif de recirculation partielle des gaz d'échappement. Le débit massique de NOX dans les gaz d'échappement dépend 15 également du dispositif de recirculation partielle des gaz (EGR : en anglais Exhaust Gas Recirculation ). En effet, une partie des oxydes d'azote formés sont ré-acheminés dans la chambre de combustion et peuvent être éliminés durant ce second passage. Le modèle tient donc compte de ce paramètre pour calculer le débit massique de NOX sortant 20 du moteur dans les gaz d'échappement. La valeur de l'EGR est évaluée à partir de la valeur consigne de la vanne de recirculation partielle des gaz. Préférentiellement, le dispositif commandé de recirculation partielle des gaz d'échappement comprend une vanne commandée à 25 deux états. Préférentiellement, au moins un parmi les moyens de calcul et les premiers et deuxièmes moyens de correction comprend deux ensembles mémorisés de valeurs correspondant chacun à un état de la vanne commandée du dispositif de recirculation partielle des gaz.

30 L'invention se rapporte également à un procédé de détermination du débit massique d'oxydes d'azote émis dans les gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne dans lequel on calcule le débit massique d'oxydes d'azote à partir des valeurs de débit de carburant injecté dans la chambre de combustion, de la vitesse 2906841 7 de rotation du moteur et d'un ensemble mémorisé de valeurs de débits massiques d'oxydes d'azote en fonction du débit de carburant injecté et de la vitesse de rotation du moteur. Selon ce procédé, on corrige les valeurs calculées de débits massiques d'oxydes d'azote : 5 - à partir des valeurs de débit d'air alimentant la chambre de combustion, de la vitesse de rotation du moteur et d'un premier ensemble mémorisé de valeurs de correction de débits massiques d'oxydes d'azote en fonction du débit d'air alimentant la chambre de combustion et de la vitesse de rotation du moteur, et 10 - à partir des valeurs de débit d'air alimentant la chambre de combustion, des valeurs de débit de carburant injecté et d'un deuxième ensemble mémorisé de valeurs de correction de débits massiques d'oxydes d'azote en fonction du débit d'air alimentant la chambre de combustion et du débit de carburant injecté.

15 Préférentiellement, on calcule le débit massique d'oxydes d'azote à partir des valeurs de débit de carburant injecté, de la vitesse de rotation du moteur, des valeurs de débit d'air alimentant la chambre de combustion, des ensembles mémorisés de valeurs et de la commande du dispositif de recirculation partielle des gaz 20 d'échappement. Selon un aspect de l'invention, le système est appliqué à la régénération d'un dispositif de traitement des gaz d'échappement du moteur à combustion interne, ledit dispositif de traitement comprenant au moins un piège à oxydes d'azote et/ou un filtre à particules.

25 L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée suivante d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente une illustration schématique d'un moteur à combustion interne avec une recirculation partielle des gaz 30 d'échappement et un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote, et - la figure 2 est un exemple de modèle de réalisation de l'unité de contrôle électronique. Sur la figure 1, on a représenté un bloc-cylindre 1 d'un moteur à combustion interne, par exemple diesel. Le bloc-cylindre 1 comprend 2906841 8 un piston 2 guidé de façon déplaçable, un injecteur de carburant 3, une soupape d'admission 4 et une soupape d'échappement 5. En outre, dans le cylindre 1 se trouve une chambre de combustion 6 délimitée par le piston 2. De l'air neuf est amené à la chambre de combustion 6 5 par la soupape d'admission 4, des gaz d'échappement étant évacués après combustion, au moyen de la soupape d'échappement 5. Une unité de contrôle électronique 7 assure la commande de la combustion, notamment en envoyant des valeurs de consigne à l'injecteur de carburant 3, et le traitement des différents signaux. En 10 particulier, l'unité de contrôle 7 reçoit les signaux provenant notamment d'un moyen de détermination du débit d'air Qair alimentant la chambre de combustion 6 et d'un capteur 9 de la vitesse de rotation N du moteur. Le moyen de détermination du débit d'air Qair alimentant la chambre de combustion 6 peut être par exemple un débitmètre à fil 15 chaud 8. Le moyen de détermination du débit d'air Qair peut être également un moyen de l'unité de contrôle électronique 7 qui fournit les valeurs de consigne qui commandent un dispositif, par exemple à clapet, contrôlant la quantité d'air alimentant la chambre à combustion 6. Le capteur 9 de la vitesse de rotation N du moteur peut comprendre 20 par exemple un disque (non représenté) monté sur un vilebrequin, associé à un capteur de marque angulaire détectant la vitesse de rotation N. La recirculation partielle des gaz d'échappement (EGR) est déterminée dans le cas présent à partir de la valeur de consigne d'une 25 vanne 11 de recirculation partielle des gaz. On considère ici que l'EGR se fait selon deux états : le premier état dans lequel la vanne 11 est fermée et dans lequel il n'y a pas de recirculation des gaz ; le deuxième état dans lequel la vanne 11 est ouverte et permet une recirculation partielle des gaz d'échappement vers la conduite 30 d'admission 12. L'état de la vanne 11 est déterminé en fonction du point de fonctionnement du moteur et est commandé par l'unité de contrôle électronique 7. L'EGR est donc déterminée directement dans l'unité 7.

2906841 9 Au moyen de la soupape d'admission 4, on peut introduire la quantité d'air de combustion nécessaire et déterminée par un dispositif à clapet 13, de la conduite d'admission 12 à la chambre de combustion 6. Le dispositif à clapet 13 permet de contrôler la quantité d'air 5 alimentant la chambre de combustion 6 et est commandé par un moyen de l'unité de commande 7. Selon les cas et la précision du dispositif à clapet 13, on utilisera le moyen de commande du dispositif à clapet pour déterminer la quantité d'air alimentant la chambre de combustion 6, ou bien, comme c'est le cas dans l'exemple décrit, on utilisera un 10 dispositif 8 supplémentaire pour mesurer le débit d'air Qair avec précision. Les gaz d'échappement sortent de la chambre de combustion 6 par la soupape d'échappement 5 et sont acheminés par une conduite d'échappement 14 vers un ou plusieurs dispositifs de traitement 15, 15 par exemple un catalyseur accumulateur de NOX ou un filtre à particules. Une conduite 16 de recirculation des gaz d'échappement, qui se ramifie depuis la conduite d'échappement 14, est prévue pour recycler les gaz d'échappement de la conduite d'échappement 14 vers la 20 conduite d'admission 12. Dans la conduite 16 de recirculation des gaz d'échappement se trouve la vanne 11 de contrôle de l'EGR qui est commandée par l'unité 7. On va ensuite expliciter plus en détails le calcul du débit massique de NOX à partir des différentes grandeurs mesurées.

25 L'unité 7 comprend des moyens de calcul 17, et des premiers, deuxièmes et troisièmes moyens de correction 19, 20, 21. Ces moyens 17, 19, 20, 21 permettent de déterminer le débit massique de NOX émis par le moteur en fonction de valeurs mesurées et de valeurs mémorisées.

30 La figure 2 représente de manière schématique un modèle intégré dans l'unité 7 (visible sur la figure 1). L'unité 7 comprend un moyen de calcul 22. Le moyen de calcul 22 comprend une entrée pour les valeurs de débits de carburant injecté Qfuel dans la chambre de combustion 6 (visible sur la figure 1) et une entrée pour les valeurs de 2906841 10 vitesses de rotation N du moteur. Le moyen de calcul 22 comprend également un ensemble mémorisé de valeurs (non représenté) permettant de donner une valeur de débit massique de NOX à partir du débit de carburant injecté Qfuel dans la chambre de combustion 6 et de 5 la vitesse de rotation N du moteur, en absence d'EGR. Les valeurs de vitesse de rotation N du moteur sont obtenues par le capteur 9 (visible sur la figure 1) tandis que les valeurs du débit de carburant injecté Qfuel sont fournies par les valeurs de consigne qui commandent l'injecteur 3.

10 L'unité 7 comprend également un premier moyen de correction 23. Le premier moyen de correction 23 comprend une entrée pour les valeurs de vitesses de rotation N du moteur fournies par le capteur 9, et une entrée pour les valeurs de débits d'air Qair fournies par le dispositif 8. Le premier moyen de correction 23 comprend également 15 un premier ensemble mémorisé de valeurs de correction (non représenté) permettant de donner une valeur de correction du débit massique de NOX à partir du débit d'air Qair et de la vitesse de rotation N du moteur, en absence d'EGR. L'unité 7 comprend également un deuxième moyen de 20 correction 24. Le deuxième moyen de correction 24 comprend une entrée pour les valeurs de débits de carburant injecté Qfuel fournies par les valeurs de consigne qui commandent l'injecteur 3, et une entrée pour les valeurs de débits d'air Qair fournies par le dispositif 8. Le deuxième moyen de correction 23 comprend également un deuxième 25 ensemble mémorisé de valeurs de correction (non représenté) permettant de donner une valeur de correction du débit massique de NOX à partir du débit d'air Qair et du débit de carburant injecté Qfuel, en absence d'EGR. Les valeurs ainsi obtenues par le moyen de calcul 22, le 30 premier moyen de correction 23 et le deuxième moyen de correction 24 sont alors multipliées entre elles par un premier moyen de multiplication 25 et permettent ainsi d'obtenir une valeur corrigée du débit massique de NOX en fonction du débit d'air Qair, du débit de carburant Qfuel et de la vitesse de rotation N du moteur, à partir 2906841 11 d'ensembles mémorisés de valeurs déterminés sur banc d'essai, en absence d'EGR. Afin de tenir également compte de l'EGR, l'unité 7 comprend également un moyen supplémentaire de calcul 26, un premier moyen 5 supplémentaire de correction 27 et un deuxième moyen supplémentaire de correction 28. Le moyen supplémentaire de calcul 26 comprend également une entrée pour les valeurs de débits de carburant injecté Qfuel dans la chambre de combustion 6 et une entrée pour les valeurs de vitesses de 10 rotation N du moteur. Le moyen supplémentaire de calcul 26 comprend également un ensemble supplémentaire mémorisé de valeurs (non représenté) permettant de donner une valeur de débit massique de NOX à partir du débit de carburant injecté Qfuel dans la chambre de combustion 6 et de la vitesse de rotation N du moteur, en présence 15 d'EGR. Les valeurs de vitesse de rotation N du moteur sont obtenues par le capteur 9 tandis que les valeurs du débit de carburant injecté Qfuel sont fournies par les valeurs de consigne qui commandent l'injecteur 3. Le moyen supplémentaire de calcul 26 et le moyen de calcul 22 constituent les moyens de calcul 17 (visibles sur la figure 1).

20 L'unité 7 comprend également un premier moyen supplémentaire de correction 27. Le premier moyen supplémentaire de correction 27 comprend une entrée pour les valeurs de vitesses de rotation N du moteur fournies par le capteur 9, et une entrée pour les valeurs de débits d'air Qair fournies par le dispositif 8. Le premier 25 moyen supplémentaire de correction 27 comprend également un premier ensemble supplémentaire mémorisé de valeurs de correction (non représenté) permettant de donner une valeur de correction du débit massique de NOX à partir du débit d'air Qair et de la vitesse de rotation N du moteur, en présence d'EGR. Le premier moyen de 30 correction 23 et le premier moyen supplémentaire de correction 27 constituent les premiers moyens de correction 19 (visibles sur la figure 1). L'unité 7 comprend également un deuxième moyen supplémentaire de correction 28. Le deuxième moyen supplémentaire 2906841 12 de correction 28 comprend une entrée pour les valeurs de débits de carburant injecté Qfuel fournies par les valeurs de consigne qui commandent l'injecteur 3, et une entrée pour les valeurs de débits d'air Qair fournies par le dispositif 8. Le deuxième moyen 5 supplémentaire de correction 28 comprend également un deuxième ensemble supplémentaire mémorisé de valeurs de correction (non représenté) permettant de donner une valeur de correction du débit massique de NOX à partir du débit d'air Qair et du débit de carburant injecté Qfuel, en présence d'EGR. Le deuxième moyen de correction 24 10 et le deuxième moyen supplémentaire de correction 28 constituent les deuxièmes moyens de correction 20 (visibles sur la figure 1). Les valeurs ainsi obtenues par le moyen supplémentaire de calcul 26, le premier moyen supplémentaire de correction 27 et le deuxième moyen supplémentaire de correction 28 sont alors 15 multipliées entre elles par un premier moyen supplémentaire de multiplication 29 et permettent ainsi d'obtenir une valeur corrigée de débit massique de NOX en fonction du débit d'air Qair, du débit de carburant Qf1el et de la vitesse de rotation N du moteur, à partir d'ensembles mémorisés de valeurs déterminés sur banc d'essai en 20 présence d'EGR. L'unité de contrôle 7 comprend un moyen 30 commandé en fonction d'une valeur EGR qui correspond dans le cas présent à la valeur de consigne de la vanne 11 (visible sur la figure 1) de recirculation partielle des gaz. Le moyen 30 comprend une entrée pour 25 les valeurs corrigées de débits massiques de NOX fournies par le premier moyen de multiplication 25, et une entrée pour les valeurs corrigées de débits massiques de NOX fournies par le premier moyen supplémentaire de multiplication 29. Lorsque l'unité de contrôle 7 place la vanne 11 dans son premier état (pas d'EGR) par 30 l'intermédiaire d'une valeur de consigne, elle place également le moyen 30 dans un premier état dans lequel il sélectionne les valeurs corrigées de débits massiques fournies par le premier moyen de multiplication 25 correspondant au calcul en absence d'EGR. Lorsque l'unité de contrôle 7 place la vanne 11 dans son deuxième état 2906841 13 (recirculation partielle des gaz) par l'intermédiaire d'une valeur de consigne, elle place également le moyen 30 dans un deuxième état dans lequel il sélectionne les valeurs de débits massiques fournies par le premier moyen supplémentaire de multiplication 29 correspondant 5 au calcul en présence d'EGR. L'unité de contrôle 7 comprend également les troisièmes moyens de correction 21. Les troisièmes moyens de correction 21 comprennent une entrée pour des signaux Patm d'un capteur de la pression atmosphérique, une entrée pour des signaux Tair de la 10 température de l'air extérieur et une entrée pour des signaux Teau de la température de l'eau de refroidissement du moteur. Les moyens 21 comprennent également un troisième ensemble mémorisé de valeurs fournissant un facteur correctif en fonction de Tair, Teau et Patm. Les troisièmes moyens de correction 21 ont pour but de corriger les 15 valeurs de débits massiques de NOX calculées et corrigées par les moyens de calcul 17 et les premiers et deuxièmes moyens de correction 19, 20. Les troisièmes moyens de correction 21 permettent de prendre en compte l'influence de la température de l'eau de refroidissement Teau, de la pression atmosphérique Patm et de la 20 température de l'air Tair. Ainsi la température d'eau de refroidissement Teau peut être utilisée comme indicateur de la température de la chambre de combustion et donc comme indicateur de la température de combustion. L'unité 7 comprend enfin un deuxième moyen de multiplication 25 31. Le deuxième moyen de multiplication 31 comprend une entrée pour les valeurs de débits massiques de NOX sélectionnées et fournies par le moyen 30, et une entrée pour le facteur correctif fourni par les troisièmes moyens de correction 21. Le deuxième moyen de multiplication 31 multiplie les deux valeurs et fournit alors une valeur 30 finale QNO de débit massique de NOX à partir de laquelle l'unité de contrôle 7 pourra estimer la quantité de NOX stockés dans le ou les dispositifs de traitement des gaz 15 (visibles sur la figure 1) et éventuellement déclencher une phase de régénération en modifiant le point de fonctionnement du moteur.

2906841 14 L'utilisation d'ensembles mémorisés de valeurs permet de limiter les calculs à effectuer dans l'unité de contrôle électronique 7, tout en obtenant des valeurs de débits massiques fiables. En particulier, si, dans un véhicule, toutes les conditions aux limites 5 correspondent à celles obtenues sur le banc d'essai moteur utilisé pour déterminer les ensembles mémorisé de valeurs, il en résulte que la valeur de débit massique de NOS mémorisée correspondà la valeur du débit massique de NOS réel. L'utilisation d'un capteur de NOS supplémentaire, par souci de 10 redondance du système, est en outre envisageable pour effectuer une comparaison entre la valeur mesurée et la valeur calculée du débit massique de NOS. La présente invention convient en particulier pour une utilisation dans un véhicule, pour lequel on utilise ce que l'on appelle 15 un diagnostic "On-Board", ainsi que pour des moteurs à combustion internes à allumage commandé, ainsi qu'à auto-allumage, et permet d'avoir un calcul et un contrôle permanents de l'émission de NOS pour un moteur à combustion interne. 20

Claims (8)

REVENDICATIONS

1. Système de détermination du débit massique d'oxydes d'azote émis dans les gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne comprenant - au moins une chambre de combustion (6) disposée dans un cylindre (1), - un système commandé (3) d'injection de carburant dans la chambre de combustion (6), - un moyen de détermination du débit d'air (Qair) alimentant la chambre de combustion (6), - un capteur (9) de la vitesse de rotation (N) du moteur, et - une unité de contrôle électronique (7) comprenant des moyens de calcul (17) capables de calculer le débit massique d'oxydes d'azote à partir des valeurs de débit de carburant injecté (Qfuel), des signaux du capteur (9) de la vitesse de rotation (N) du moteur et d'un ensemble mémorisé de valeurs de débits massiques d'oxydes d'azote en fonction du débit de carburant injecté (Qfuel) et de la vitesse de rotation (N) du moteur, caractérisé en ce que l'unité de contrôle électronique (7) comprend en outre : - des premiers moyens de correction (19) capables de corriger les valeurs de débit massique d'oxydes d'azote calculées par les moyens de calcul (17), à partir des valeurs de débit d'air (Qair) alimentant la chambre de combustion (6), des signaux de la vitesse de rotation (N) du moteur et d'un premier ensemble mémorisé de valeurs de correction de débits massiques d'oxydes d'azote en fonction du débit d'air (Qair) alimentant la chambre de combustion (6) et de la vitesse de rotation (N) du moteur, et - des deuxièmes moyens de correction (20) capables de corriger les valeurs de débit massique d'oxydes d'azote calculées par les moyens de calcul (17), à partir des valeurs de débit d'air (Qair) alimentant la chambre de combustion (6), des valeurs de débits de carburant injecté (Qfuel) et d'un deuxième ensemble mémorisé de valeurs de correction de 2906841 16 débits massiques d'oxydes d'azote en fonction du débit d'air (Qair) alimentant la chambre de combustion (6) et du débit de carburant injecté (Qfuel).

2. Système selon la revendication 1 dans lequel l'unité de 5 contrôle électronique (7) comprend également des troisièmes moyens de correction (21) capables de corriger les valeurs de débit massique d'oxydes d'azote calculées par les moyens de calcul (17) et corrigées par les premiers et deuxièmes moyens de correction (19, 20), à partir de signaux de capteurs de la température de l'air (Tair), de la température 10 de l'eau de refroidissement du moteur à combustion interne (Teau) et/ou de la pression atmosphérique (Patin).

3. Système selon la revendication 1 ou 2 dans lequel le moteur à combustion interne comprend un dispositif commandé de recirculation partielle des gaz d'échappement et dans lequel les moyens de calcul 15 (17) et les premiers et deuxièmes moyens de corrections (19, 20) sont capables de calculer le débit massique d'oxydes d'azote à partir des valeurs de débit de carburant injecté (Qfuel), des signaux du capteur (9) de la vitesse de rotation (N) du moteur, des valeurs de débit d'air (Qair) alimentant la chambre de combustion (6), des ensembles mémorisés de 20 valeurs et de la commande du dispositif de recirculation partielle des gaz d'échappement.

4. Système selon la revendication 3 dans lequel le dispositif commandé de recirculation partielle des gaz d'échappement comprend une vanne commandée (11) à deux états. 25

5. Système selon la revendication 4 dans lequel au moins un parmi les moyens de calcul (17) et les premiers et deuxièmes moyens de correction (19, 20) comprend deux ensembles mémorisés de valeurs correspondant chacun à un état de la vanne commandée (11) du dispositif de recirculation partielle des gaz. 30

6. Procédé de détermination du débit massique d'oxydes d'azote émis dans les gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne dans lequel on calcule le débit massique d'oxydes d'azote à partir des valeurs de débit de carburant injecté (Qfuel) dans la chambre de combustion (6), de la vitesse de rotation (N) du moteur et d'un 2906841 17 ensemble mémorisé de valeurs de débits massiques d'oxydes d'azote en fonction du débit de carburant injecté (Qfuel) et de la vitesse de rotation (N) du moteur, caractérisé en ce qu'on corrige les valeurs calculées de débits massiques d'oxydes d'azote : 5 - à partir des valeurs de débit d'air (Qair) alimentant la chambre de combustion (6), de la vitesse de rotation (N) du moteur et d'un premier ensemble mémorisé de valeurs de correction de débits massiques d'oxydes d'azote en fonction du débit d'air (Qair) alimentant la chambre de combustion (6) et de la vitesse de rotation (N) du moteur, et 10 - à partir des valeurs de débit d'air (Qair) alimentant la chambre de combustion (6), des valeurs de débit de carburant injecté (Qfuel) et d'un deuxième ensemble mémorisé de valeurs de correction de débits massiques d'oxydes d'azote en fonction du débit d'air (Qair) alimentant la chambre de combustion (6) et du débit de carburant injecté (Qfuel). 15

7. Procédé selon la revendication 6 dans lequel on calcule le débit massique d'oxydes d'azote à partir des valeurs de débit de carburant injecté (Qfuel), de la vitesse de rotation (N) du moteur, des valeurs de débit d'air (Qair) alimentant la chambre de combustion (6), des ensembles mémorisés de valeurs et de la commande du dispositif de 20 recirculation partielle des gaz d'échappement.

8. Application du système selon l'une des revendications 1 à 5 pour la régénération d'un dispositif (15) de traitement des gaz d'échappement du moteur à combustion interne, ledit dispositif (15) de traitement comprenant au moins un piège à oxydes d'azote et/ou un 25 filtre à particules.