FR2917785A1 - Unite de commande de purification de gaz d'echappement pour un moteur a combustion interne et procede de commande pour un dispositif de commande d'emission de gaz d'echappement - Google Patents

Unite de commande de purification de gaz d'echappement pour un moteur a combustion interne et procede de commande pour un dispositif de commande d'emission de gaz d'echappement Download PDF

Info

Publication number
FR2917785A1
FR2917785A1 FR0803437A FR0803437A FR2917785A1 FR 2917785 A1 FR2917785 A1 FR 2917785A1 FR 0803437 A FR0803437 A FR 0803437A FR 0803437 A FR0803437 A FR 0803437A FR 2917785 A1 FR2917785 A1 FR 2917785A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
exhaust gas
temperature
amount
egr
exhaust
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.)
Withdrawn
Application number
FR0803437A
Other languages
English (en)
Inventor
Akiyoshi Negishi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of FR2917785A1 publication Critical patent/FR2917785A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • 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
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/105—General auxiliary catalysts, e.g. upstream or downstream of the main catalyst
    • F01N3/106—Auxiliary oxidation catalysts
    • 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
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23—Layout, e.g. schematics
    • F02M26/25—Layout, e.g. schematics with coolers having bypasses
    • 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
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/06—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a temperature sensor
    • 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
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04—Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406—Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • 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
    • 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
    • F02D41/024—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/17—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the intake system
    • F02M26/21—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the intake system with EGR valves located at or near the connection to the intake system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/35—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with means for cleaning or treating the recirculated gases, e.g. catalysts, condensate traps, particle filters or heaters
    • 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
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

Dans une unité de commande de purification de gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne (10) ayant un dispositif d'EGR (16) et un catalyseur de purification de gaz d'échappement, un capteur de température du lit catalytique (45) qui détecte une température du lit catalytique est fourni, et un dispositif de calcul d'une quantité d'EGR basique (50) qui calcule une quantité d'EGR basique sur la base de l'état de fonctionnement du moteur (10), et un dispositif de réduction (50) qui effectue une réduction de la quantité d'EGR basique sur la base de la température du lit catalytique détectée en fonction de l'augmentation de la capacité de purification du catalyseur à mesure que le catalyseur de purification de gaz d'échappement est réchauffé à une température de purification de gaz d'échappement prédéterminée Tca.

Description

2917785 UNITE DE COMMANDE DE PURIFICATION DE GAZ D'ECHAPPEMENT POUR UN
MOTEUR A COMBUSTION INTERNE ET PROCEDE DE COMMANDE POUR UN DISPOSITIF DE COMMANDE D'EMISSION DE GAZ D'ECHAPPEMENT ARRIERE PLAN DE L'INVENTION
1. Domaine de l'Invention
10 La présente invention se rapporte à une unité de commande de purification de gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne et à un procédé de commande pour un dispositif de commande d'émission de gaz d'échappement. La présente invention se rapporte en particulier à une unité de commande de purification de gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne où l'unité de commande limite la quantité d'EGR pendant le réchauffage 15 du catalyseur de purification des gaz d'échappement et à un procédé de commande pour un dispositif de commande d'émission de gaz d'échappement.
2. Description de 1'Etat de l'Art
20 Par convention, l'EGR (Recirculation des Gaz d'Echappement), c'est-à-dire, la recirculation des gaz d'échappement, réduit effectivement les émissions de NOx, un composant dangereux dans les gaz d'échappement, et on sait également que la quantité d'EGR est réduite lorsque le moteur est froid, du fait que l'EGR a tendance à induire des ratés d'allumage dans le moteur. 25 Par exemple, du fait que les gaz d'échappement d'un moteur diesel contiennent une quantité plus importante de substances particulaires, telles que la suie et SOF (Fraction organique Soluble), c'est-à-dire, des matières particulaires (ci-après, simplement désignées par "PM"), que celles d'un moteur à essence et des NOx (oxydes d'azote) dans les gaz 30 d'échappement augmentent lorsque la combustion dans le moteur est améliorée afin de réduire les PM, l'EGR est souvent employée afin de réduire les NOx. Cependant, une grande quantité d'EGR provoque des retards d'allumage de carburant dans les chambres de combustion. Ensuite, la température de combustion diminue et la proportion de combustion dans des stades ultérieurs pendant les courses d'expansion augmente, ce qui peut provoquer 2 2917785
un manque d'oxygène et entraîner une augmentation de composants d'échappement dangereux tels que le monoxyde de carbone (CO) et les composants d'hydrocarbure non brûlés (HC) aussi bien que les PM.
5 Dans un dispositif de commande d'émission de gaz d'échappement conventionnel de ce type, un dispositif de commande d'émission de gaz d'échappement obtient un rapport d'EGR basique (valeur de carte) à partir d'une carte de rapport d'EGR basique (la quantité d'air d'admission frais/la quantité d'air d'admission (incluant la quantité de gaz d'échappement recirculé)) sur la base de la vitesse du moteur et de la quantité d'injection de carburant et d'un coefficient de correction de température du liquide de refroidissement depuis une table de correction de température du liquide de refroidissement, établie à l'avance, sur la base de la température du liquide de refroidissement du moteur. Le dispositif de commande d'émission de gaz d'échappement calcule ensuite un rapport d'EGR cible en multipliant le rapport d'EGR basique par le coefficient de correction de température du liquide de refroidissement obtenu à partir de la table de correction de température du liquide de refroidissement pour commander de façon appropriée le rapport d'EGR si le rapport d'excès d'air est diminué afin d'augmenter la température des gaz d'échappement tel que requis par le dispositif de commande d'émission de gaz d'échappement lorsqu'on démarre le moteur (voir par exemple, la Publication de la Demande de Brevet Japonaise No. 2003-41983) (paragraphe 0062)).
Dans d'autres dispositifs de commande d'émission de gaz d'échappement conventionnels, l'injection de carburant est divisée en une injection pilote avant le point mort haut de compression et en une injection principale après le point mort haut de compression et augmente l'énergie des gaz d'échappement en augmentant la température et la pression dans les chambres de combustion par l'injection pilote et en retardant le minutage de l'injection principale afin de réchauffer efficacement le catalyseur de purification des gaz d'échappement à sa température d'activation et afin de réduire la concentration en HC dans les gaz d'échappement (voir par exemple la Publication de la Demande de Brevet Japonaise No. 2004-245133 (JP-A-2004-245133) et la Publication de la Demande de Brevet Japonaise No.2003-65121 (JP-A-2003-65121)).
Cependant, du fait que les unités de commande de purification de gaz d'échappement conventionnelles comme décrit ci-dessus déterminent une quantité d'EGR basique sur la base 3 2917785
de la vitesse du moteur et de la quantité d'injection de carburant et corrigent la quantité d'EGR basique à une quantité d'EGR convenable pour la température du liquide de refroidissement du moteur ou la température ambiante, la quantité d'EGR est augmentée lorsque la température du liquide de refroidissement du moteur augmente à une température 5 prédéterminée, même si la température du lit catalytique n'a pas atteint une température d'activation, à ou au dessus de laquelle le gaz d'échappement peut être purifié (qui est également désignée ci-après par "température d'échappement") et la quantité d'EGR est prématurément arrêtée ou interrompue pendant le réchauffage du catalyseur. Ainsi, lorsque la quantité du catalyseur de purification de gaz d'échappement (par exemple, la quantité de 10 catalyseur à métal noble supporté) est petite, le gaz d'échappement ayant passé à travers le catalyseur de purification de gaz d'échappement a tendance à contenir des composants dangereux tels que CO et HC. Par conséquent, la quantité de catalyseur de purification de gaz d'échappement coûteux ne peut pas être réduite. En d'autres termes, en utilisant des approches conventionnelles, il est difficile d'améliorer simultanément la performance de 15 purification de gaz d'échappement et de réduire le coût du dispositif de commande d'émission de gaz d'échappement.
En particulier, du fait que la différence entre l'augmentation dans la température du liquide de refroidissement du moteur et l'augmentation dans la température du lit catalytique 20 pendant le démarrage du moteur dépend en grande partie de la température du catalyseur de purification de gaz d'échappement lorsqu'on démarre le moteur, une correction de la quantité d'EGR sur la base de la température du liquide de refroidissement du moteur ne peut pas refléter suffisamment la caractéristique de température de l'augmentation (activation) de la capacité de purification de gaz d'échappement du catalyseur de purification de gaz 25 d'échappement. Ainsi, lorsque la réduction de la quantité d'EGR (ou l'interruption de l'écoulement d'EGR) se termine dans une gamme de fonctionnement dans laquelle la différence est grande, le rapport d'EGR augmente lorsque l'efficacité de conversion de CO (efficacité de conversion de HC) du catalyseur de purification de gaz d'échappement est encore faible et l'émission de CO et de HC augmente à moins que la quantité du catalyseur 30 supporté ne soit suffisamment grande.
Résumé de l'Invention 4 2917785
• La présente invention procure une unité de commande de purification de gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne et un procédé de commande pour un dispositif de commande d'émission de gaz d'échappement qui réduit les CO et HC dans le gaz d'échappement déchargé à partir du catalyseur de purification de gaz d'échappement tandis 5 que le catalyseur de purification de gaz d'échappement est en train d'être réchauffé, même si la quantité du catalyseur de purification de gaz d'échappement supporté est relativement petite, en effectuant de façon adéquate la réduction de la quantité d'EGR sur la base de la caractéristique d'augmentation de la capacité de purification de gaz d'échappement du catalyseur de purification de gaz d'échappement à mesure que le catalyseur de purification de 10 gaz d'échappement est réchauffé afin d'améliorer la performance de purification de gaz d'échappement et afin de réduire le coût du dispositif de commande d'émission de gaz d'échappement.
Une unité de commande de purification de gaz d'échappement pour un moteur à 15 combustion interne selon un premier aspect de la présente invention est une unité de commande de purification de gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne ayant un dispositif d'EGR qui recircule une portion de gaz d'échappement déchargé à partir du moteur à combustion interne à un côté collecteur d'admission du moteur à combustion interne à travers un passage d'EGR ; et un catalyseur de purification de gaz d'échappement qui purifie 20 des composants de gaz d'échappement déchargé dans un passage d'échappement du moteur à combustion interne. L'unité de commande de purification de gaz d'échappement est caractérisée par le fait d'inclure : un dispositif de détection de température du lit catalytique qui détecte une température du lit catalytique du catalyseur de purification de gaz d'échappement ; un dispositif de calcul de la quantité d'EGR basique qui calcule une quantité 25 d'EGR basique devant être recirculée côté collecteur d'admission sur la base d'un état de fonctionnement du moteur à combustion interne ; et un dispositif de réduction qui réduit la quantité d'EGR basique sur la base de la température du lit catalytique détectée, en fonction d'une augmentation de la capacité de purification du catalyseur de purification de gaz d'échappement à mesure que le catalyseur de purification de gaz d'échappement est réchauffé 30 à une température de purification de gaz d'échappement prédéterminée.
Avec cette configuration, le dispositif de détection de la température du lit catalytique détecte la température du lit catalytique lorsqu'on démarre le moteur, et la quantité d'EGR basique est réduite sur la base de la caractéristique d'augmentation de la capacité de purification du catalyseur de purification de gaz d'échappement avant que le catalyseur de purification de gaz d'échappement n'atteigne la température de purification de gaz d'échappement prédéterminée. Par conséquent, les CO et HC dans le gaz d'échappement déchargé à partir du catalyseur de purification de gaz d'échappement à mesure que le catalyseur de purification de gaz d'échappement est réchauffé peuvent être réduits de manière fiable même si la quantité de catalyseur de purification de gaz d'échappement supportée est relativement petite. Ainsi, la performance de purification de gaz d'échappement est améliorée et le coût du dispositif de commande d'émission de gaz d'échappement peut être réduit. Ici, la détection de la température du lit catalytique comporte une détection indirecte, par exemple, par une estimation sur la base de la température de gaz d'échappement aussi bien qu'une détection directe avec un capteur ou autre analogue.
Dans l'unité de commande de purification de gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne du premier aspect, dans un deuxième aspect de l'invention, le dispositif de réduction peut calculer un coefficient de réduction, qui varie afin de diminuer la quantité de réduction de la quantité d'EGR à mesure que la température du catalyseur de purification de gaz d'échappement augmente à la température de purification de gaz d'échappement prédéterminée, et peut calculer la quantité de réduction sur la base du coefficient de réduction, qui correspond à la température du lit catalytique détectée, et à la quantité d'EGR basique.
Avec cette configuration, la quantité d'EGR basique peut être réduite en utilisant une information de carte existante pour calculer une quantité d'EGR basique convenable pour les caractéristiques du moteur à combustion interne et en utilisant en outre un coefficient de réduction correspondant à la température du lit catalytique détectée lorsque le moteur à combustion interne est démarré, sur la base de la caractéristique d'augmentation de la capacité de purification de gaz d'échappement du catalyseur de purification de gaz d'échappement à mesure que le catalyseur de purification de gaz d'échappement est réchauffé à une température de purification de gaz d'échappement prédéterminée. Par conséquent, la concentration des CO et de HC dans le gaz d'échappement déchargé à partir du catalyseur de purification de gaz d'échappement à mesure que le catalyseur de purification de gaz d'échappement est réchauffé peut être réduite de façon fiable, même si la quantité du catalyseur de purification de gaz d'échappement supporté est relativement petite.
Dans l'unité de commande de purification de gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne selon le deuxième aspect de l'invention, dans un troisième aspect de l'invention, le dispositif de réduction peut calculer la quantité de réduction en multipliant le coefficient de réduction, qui correspond à la température du lit catalytique détectée, par la quantité d'EGR basique et peut réduire la quantité d'EGR basique par la quantité de réduction. Dans ce cas, le coefficient de réduction peut être facilement établi sur la base des caractéristiques de température de la performance de purification du catalyseur de purification de gaz d'échappement.
Dans l'unité de commande de purification de gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne selon le deuxième ou le troisième aspect de l'invention, dans un quatrième aspect de l'invention, le coefficient de réduction peut atteindre un maximum tandis que la gamme de températures du lit catalytique dans laquelle l'efficacité de conversion de gaz d'échappement du catalyseur de purification de gaz d'échappement est à un minimum et peut diminuer à un taux de diminution qui est inversement proportionnel au taux d'augmentation de l'efficacité de conversion de gaz d'échappement à mesure que le catalyseur de purification de gaz d'échappement est réchauffé.
Dans ce cas, les CO et HC dans le gaz d'échappement déchargé pendant le réchauffage du catalyseur de purification de gaz d'échappement peuvent être réduits de façon plus fiable. En plus, le coefficient de réduction peut facilement être établi sur la base des caractéristiques de température de la performance de purification du catalyseur de purification de gaz d'échappement.
Un autre aspect de la présente invention procure un procédé de commande pour un dispositif de commande d'émission de gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, le dispositif de commande d'émission de gaz d'échappement ayant un dispositif d'EGR qui recircule une portion de gaz d'échappement déchargé à partir du moteur à combustion interne à un côté collecteur d'admission du moteur à combustion interne à travers un passage d'EGR ; et un catalyseur de purification de gaz d'échappement qui purifie des composants du gaz d'échappement déchargé dans un passage d'échappement du moteur à combustion interne. Le procédé de commande est caractérisé par le fait d'inclure : détecter une température du lit catalytique du catalyseur de purification de gaz d'échappement ; calculer une quantité d'EGR 7 2917785
basique devant être recirculée côté collecteur d'admission sur la base d'un état de fonctionnement du moteur à combustion interne ; et réduire la quantité d'EGR basique sur la base de la température du lit catalytique détectée, en fonction d'une augmentation de la capacité de purification du catalyseur de purification de gaz d'échappement à mesure que le 5 catalyseur de purification de gaz d'échappement est réchauffé à une température de purification de gaz d'échappement prédéterminée.
Selon les aspects ci-dessus de la présente invention, du fait que la température du lit catalytique est détectée lorsque le moteur est démarré et la quantité d'EGR basique est réduite 10 sur la base de la caractéristique d'augmentation de la capacité de purification du catalyseur de purification de gaz d'échappement à mesure que le catalyseur de purification de gaz d'échappement est réchauffé à une température de purification de gaz d'échappement prédéterminée, une unité de commande de purification de gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne et un procédé de commande pour un dispositif de commande d'émission 15 de gaz d'échappement qui réduit de façon fiable les concentrations de CO et de HC dans le gaz d'échappement déchargé à partir du catalyseur de purification de gaz d'échappement à mesure que le catalyseur de purification de gaz d'échappement est réchauffé, même si la quantité de catalyseur de purification de gaz d'échappement supporté est relativement petite. En plus, l'unité de commande de purification de gaz d'échappement et le procédé de 20 commande pour un dispositif de commande d'émission de gaz d'échappement peuvent améliorer la performance de purification de gaz d'échappement et réduire également le coût d'un dispositif de commande d'émission de gaz d'échappement.
Brève Description des Dessins
Les avantages et caractéristiques de l'invention mentionnés ci-dessus ainsi que des avantages et caractéristiques additionnels de l'invention vont apparaître d'après la description suivante des modes de réalisation exemplaires en se rapportant aux dessins associés, dans lesquels des numéros identiques sont utilisés pour représenter des éléments identiques et où :
La figure 1 est une vue illustrant une unité de commande de purification de gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne selon un mode de réalisation de la présente invention et montre un exemple dans lequel la présente invention est appliquée à un moteur diesel à plusieurs cylindres. 25 30 8 2917785
La figure 2 est un graphique de la caractéristique de température du catalyseur de purification de gaz d'échappement, montrant la relation entre la capacité de purification de gaz d'échappement du catalyseur de purification de gaz d'échappement et la température du lit 5 catalytique dans le mode de réalisation.
La figure 3 est un schéma fonctionnel expliquant le processus de calcul d'une quantité de correction de EGR sur la base de l'état de fonctionnement du moteur et de la température du lit catalytique du catalyseur de purification de gaz d'échappement dans le mode de réalisation. La figure 4 est un schéma fonctionnel expliquant le processus de calcul d'une quantité d'EGR finale sur la base de l'état de fonctionnement du moteur et d'une quantité de correction de EGR calculée dans le mode de réalisation.
15 La figure 5 est un graphique montrant la façon avec laquelle les concentrations de NOx et de CO dans le gaz d'échappement provenant du moteur, changent en réponse à des changements de la quantité d'EGR.
Description Détaillée De Modes de Réalisation 20 La figure 1 est une vue illustrant une unité de commande de purification de gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne selon un mode de réalisation de la présente invention et montre un exemple dans lequel la présente invention est appliquée à un moteur diesel à plusieurs cylindres. La configuration de l'unité de commande de purification 25 de gaz d'échappement est décrite en premier.
Comme le montre la figure 1, le moteur à combustion interne 10 a une pluralité de cylindres Il, et a un dispositif d'injection de carburant à rampe commune 12 pour injecter du carburant dans des chambres de combustion (les détails ne sont pas montrés) des cylindres 30 11 ; un dispositif d'admission 13 pour introduire de l'air dans les chambres de combustion ; un dispositif d'échappement 14 pour décharger le gaz d'échappement à partir des chambres de combustion ; un turbocompresseur 15 pour compresser l'air dans le dispositif d'admission 13 et pour suralimenter l'air dans les chambres de combustion en utilisant l'énergie du gaz d'échappement dans le dispositif d'échappement 14 ; un dispositif de recirculation de gaz 10 9 2917785
d'échappement (EGR) 16 pour renvoyer une portion du gaz d'échappement côté admission pour recyclage.
Le dispositif d'injection de carburant 12 comporte une pompe d'alimentation 21 qui 5 pompe du carburant à partir d'un réservoir de carburant (non montré), met sous pression le carburant à une pression élevée (pression de carburant) et délivre le carburant sous-pression à une rampe commune 22 ; et des soupapes d'injection de carburant 23 pour injecter le carburant fourni à travers la rampe commune 22 dans les chambres de combustion à des minutages et des ouvertures (facteurs de marche) correspondants à des signaux de commande 10 d'injection provenant d'une unité de commande électronique (qui est désignée ci après par "ECU") 50, qui est décrite ultérieurement.
La pompe d'alimentation 21 peut être commandée par le moteur 10, par exemple, et la rampe commune 22 distribue le carburant haute pression fourni à partir de la pompe 15 d'alimentation 21 à une pression uniforme aux soupapes d'injection de carburant 23. Chaque soupape d'injection de carburant 23 se compose d'une soupape à pointeau à commande électromagnétique connue. Le pourcentage de la période d'ouverture des soupapes d'injection de carburant 23 dans une période prédéterminée est commandé selon un signal de commande d'injection en forme d'impulsions qui est pourvu à des intervalles de la période 20 prédéterminée, de sorte que les soupapes d'injection de carburant 23 injectent et alimentent du carburant (essence diesel, par exemple) en une quantité fondée sur le signal de commande d'injection dans les chambres de combustion.
Dans ce mode de réalisation, du carburant est injecté, pendant un cycle de combustion 25 dans le moteur 10, en une pluralité d'injections qui incluent une injection pilote, qui est exécutée avant que le piston (non montré) n'atteigne un point mort haut de compression, et une injection principale, qui est exécutée après que le piston dépasse le point mort haut de compression (après le point mort haut de compression), et une post-injection, qui n'est pas prévue pour une combustion dans le cylindre mais pour fournir du carburant comme de 30 l'hydrocarbure non brûlé (HC) dans un dispositif de post- traitement d'échappement 44 conjointement avec le gaz d'échappement. Le dispositif d'injection de carburant 12 dispose également d'une buse d'ajout de carburant 24 pour injecter une portion du carburant pompé par la pompe d'alimentation 21 dans le dispositif d'échappement 14. La buse d'ajout de carburant 24 s'ouvre et injecte du carburant dans un collecteur d'échappement 41 du 10 2917785
dispositif d'échappement 14 lorsque le carburant est fourni à une pression plus élevée qu'une pression prédéterminée.
Le dispositif d'admission 13 a un collecteur d'admission 31 ; un tuyau d'admission 32 5 en amont du collecteur d'admission 31 ; un filtre à air 33 situé en amont du tuyau d'admission 32 et ayant un filtre qui nettoie l'air d'admission ; un refroidisseur intermédiaire 34 situé en aval du turbocompresseur 15 qui refroidit l'air d'admission après suralimentation ; un débitmètre d'air 35 qui détecte la quantité d'air d'admission, c'est-à-dire, le débit d'admission d'air frais, un papillon des gaz 36 pour ajuster la quantité d'air d'admission dans le moteur 10 10 ; et un capteur de température d'admission 37 qui détecte la température actuelle de l'air d'admission dans le collecteur d'admission 31 côté cylindre d'une soupape d'EGR 62 (qui est décrite ultérieurement).
Le dispositif d'échappement 14 inclut un collecteur d'échappement 41 ; un tuyau 15 d'échappement 42 en aval du collecteur d'échappement 41 ; un capteur A/F 43, qui sert de capteur de rapport air-carburant général en aval du turbocompresseur 15 ; un dispositif de post- traitement d'échappement 44 fixé au tuyau d'échappement 42 en aval du capteur A/F 43 et ayant un catalyseur de purification de gaz d'échappement (les détails ne sont pas montrés) pour purifier des composants du gaz d'échappement déchargé dans le passage d'échappement 20 du moteur 10 ; et un capteur 45 de température du lit catalytique (dispositif de détection de température du lit catalytique) pour détecter la température du lit catalytique du catalyseur de purification de gaz d'échappement dans le dispositif de post-traitement d'échappement 44.
Bien que les détails ne soient pas montrés, le dispositif de post-traitement 25 d'échappement 44 inclut un catalyseur de purification de gaz d'échappement conventionnel pour purifier des composants spécifiques du gaz d'échappement déchargé dans le tuyau d'échappement 42 (passage d'échappement). Par exemple, le dispositif de post-traitement d'échappement 44 inclut un catalyseur d'oxydation composé d'un métal noble, tel que du platine (Pt), supporté sur un noyau en céramique qui a une structure à nids d'abeille et logé 30 dans un carter cylindrique. Le dispositif de post-traitement d'échappement 44 oxyde l'hydrocarbure (HC) et le convertit en un dioxyde de carbone (CO2) et de l'eau (H2O), et oxyde également le monoxyde de carbone (CO) en dioxyde de carbone (CO2). Le dispositif de post-traitement d'échappement 44 peut également inclure un DPF conventionnel (filtre à 11 2917785
particules diesel), fourni en aval du catalyseur d'oxydation, pour retirer la suie du gaz d'échappement.
La figure 2 est un graphique de la caractéristique de température de la capacité de 5 purification de gaz d'échappement, montrant la relation entre la capacité de purification de gaz d'échappement du catalyseur d'oxydation dans le dispositif de post-traitement d'échappement 44 et la température du lit catalytique.
Comme le montre le dessin, le dispositif de post-traitement d'échappement 44 10 convertit la majeure partie de l'hydrocarbure (HC) et du monoxyde de carbone (CO) dans le gaz d'échappement en dioxyde de carbone (CO2) et eau (H2O) lorsque la température du lit catalytique est au dessus d'une température de purification de gaz d'échappement spécifique Tca (ou la température du gaz d'échappement moyenne dans chaque période prédéterminée correspondant à un changement dans la température du lit catalytique est plus élevée qu'une 15 température spécifique de purification du gaz d'échappement) et le catalyseur de purification de gaz d'échappement est activé. De même, le catalyseur d'oxydation dans le dispositif de post-traitement d'échappement 44 a une caractéristique de température telle qu'il n'est pas activé jusqu'à ce qu'il atteigne une température proche de la température de purification de gaz d'échappement Tca et son efficacité de conversion de CO (ou efficacité de conversion de 20 HC) augmente considérablement lorsqu'il atteint une température proche de la température de purification de gaz d'échappement Tca. Ainsi, le dispositif de post-traitement d'échappement 44 convertit la majeure partie de l'hydrocarbure (HC) et du monoxyde de carbone (CO) dans le gaz d'échappement en dioxyde de carbone (CO2) et eau (H2O) après réchauffage à une température légèrement plus élevée que la température de purification de gaz d'échappement 25 Tca.
La post-injection par le dispositif d'injection de carburant 12 et l'injection de carburant supplémentaire à partir de la buse d'ajout de carburant 24 sont exécutées afin d'augmenter la température du gaz d'échappement ou afin d'améliorer l'effet du catalyseur 30 d'oxydation dans le dispositif de post-traitement d'échappement 44 (ou DPF en aval du catalyseur d'oxydation) à la lumière de la caractéristique du dispositif de post-traitement d'échappement 44.
Comme le montre la figure 1, le turbocompresseur 15 a un compresseur d'air d'admission 15a et une turbine d'échappement 15b raccordés pour une rotation commune dans la même direction. La turbine d'échappement 15b estmise en rotation par l'énergie du gaz d'échappement pour mettre en rotation le compresseur d'air d'admission 15a, grâce à quoi de l'air avec une pression positive est introduit dans le moteur 10. Le dispositif d'EGR 16 recircule une portion du gaz d'échappement provenant du moteur 10 au collecteur d'admission 31. Le dispositif d'EGR 16 a un passage d'EGR qui contourne les chambres de combustion dans le moteur 10 pour mettre en communication un passage d'échappement dans le collecteur de gaz d'échappement 41 avec un passage d'admission dans le collecteur d'admission 31, c'est-à-dire, un passage d'EGR 61. Le passage d'EGR 61 est muni d'une soupape d'EGR 62 pour ajuster la quantité du gaz d'échappement qui est recirculée et d'un refroidisseur de gaz d'échappement pour refroidir le gaz d'échappement qui est renvoyé à travers le passage d'EGR 61, c'est-à-dire, un refroidisseur d'EGR 63. Une portion du gaz d'échappement est recirculée depuis le passage d'échappement au passage d'admission à travers le passage d'EGR 61. Le refroidisseur d'EGR 63 utilise une partie du passage d'EGR 61 comme un passage de refroidissement, et a une entrée 63a et une sortie 63b. Lorsque la soupape d'EGR 62 est ouverte, elle relie le passage d'EGR 61 au passage d'admission. Lorsque la soupape d'EGR 62 est fermée, elle limite ou coupe la communication entre le passage d'EGR 61 et le passage d'admission. Le dispositif d'EGR 16 dispose également d'un passage de contournement 64 à travers lequel le gaz d'échappement qui est recirculé du côté passage d'échappement au côté passage d'admission est fourni à la soupape d'EGR 62, contournant le refroidisseur d'EGR 63 ; une soupape de contournement du refroidisseur d'EGR 65 située là où le passage de contournement 64 est ramifié depuis le passage d'EGR 61 à proximité de l'entrée 63a du refroidisseur d'EGR 63 ; et une unité de catalyseur d'oxydation d'EGR 66 qui oxyde le carburant non brûlé dans le gaz d'échappement. La soupape de contournement du refroidisseur d'EGR 65 est une soupape de contournement qui est utilisée pour ouvrir et fermer le passage de contournement 64. La soupape d'EGR 62 est ouverte et fermée au moyen d'une partie d'élément de soupape 62a (voir figure 1), qui est déplacée vers le haut et vers le bas comme le montre la figure 1 par une partie de commande 62b, par exemple. La soupape de contournement du refroidisseur d'EGR 65 ouvre le passage de contournement 64 et ferme le côté entrée du refroidisseur d'EGR 63 lorsqu'elle est ouverte, et ferme le passage de contournement 64 et ouvre le côté entrée du refroidisseur d'EGR 63 lorsqu'elle est fermée. La soupape de contournement du refroidisseur d'EGR 65 a un élément de soupape en forme de plaque (qui n'est pas désigné par un numéro de référence) rotatif entre une position ouverte, indiquée par des lignes pointillées à la figure 1, et une position fermée au niveau de laquelle il est rotatif dans le sens des aiguilles d'une montre de la position ouverte vers le passage de contournement 64.
L'alimentation électrique à la pompe d'alimentation 21, la quantité de carburant à injecter à partir des soupapes d'injection de carburant 23, l'ouverture du papillon des gaz 36, les ouvertures de la soupape d'EGR 62 et la soupape de contournement du refroidisseur d'EGR 65 et ainsi de suite sont commandées électroniquement par la ECU 50, et la ECU 50 est configurée pour exécuter un programme de commande spécifique à intervalles prédéterminés. Comme le montre la figure 1, la ECU 50 a une CPU (Unité de Traitement Centrale) 51 ; une ROM (Mémoire Morte) 52 ; une RAM (Mémoire Vive) 53 ; une EEPROM (Mémoire Morte Effaçable et Programmable Electroniquement) 54 ; un circuit d'interface d'entrée 56 incluant un convertisseur A/D (analogique/Numérique), un tampon et ainsi de suite ; et un circuit d'interface de sortie 57 incluant un circuit de commande et ainsi de suite. Le débitmètre d'air 35 ; le capteur de température d'admission 37 ; le capteur A/F 43 ; le capteur de température du lit catalytique 45 ; un capteur de quantité d'actionnement d'accélérateur 71 qui détecte la quantité par laquelle on appuie sur la pédale d'accélérateur (non montrée) ; un capteur d'ouverture du papillon 72, un capteur d'angle du vilebrequin 73 (capteur de vitesse de rotation) qui sort un signal qui indique la vitesse du moteur sur la base de la rotation du vilebrequin en unités d'un angle prédéterminé ; un capteur de vitesse du véhicule 74 qui détecte la vitesse du véhicule ou la vitesse de rotation d'une roue du véhicule ; et un capteur de pression dans le tuyau d'admission 75 qui détecte la pression d'admission (pression de chargement) dans le moteur 10 sont reliés au circuit d'interface d'entrée 56 de la ECU 50, et des informations depuis les capteurs 35, 37, 43, 45 et 71 à 75 sont introduites à la ECU 50.
La pompe d'alimentation 21, la pluralité de soupapes d'injection de carburant 23, la buse d'ajout de carburant 24, la soupape d'EGR 62 et la soupape de contournement du refroidisseur d'EGR 65 sont reliées au circuit d'interface de sortie 57 de la ECU 50 à travers un circuit de commande correspondant respectif (non montré).
Des programmes destinés à vérifier une demande d'accélération, qui est introduite dans le circuit d'interface d'entrée 56 depuis le capteur de quantité d'actionnement d'accélérateur 71 ; recevoir la vitesse du moteur à partir du capteur d'angle de vilebrequin 73, ou autre analogue, à intervalles prédéterminés ; et calculer la quantité d'injection de carburant, le minutage d'injection, une quantité cible d'air à introduire dans les cylindres du moteur 10, et ainsi de suite, sont stockés dans la ROM 52 de la ECU 50. Le programme qui fonctionne comme un dispositif de calcul de minutage d'injection cible divise l'injection de carburant pendant un cycle de combustion dans le moteur 10 en une pluralité d'injections qui inclut une injection pilote, dans laquelle une plus petite quantité de carburant que celle injectée dans une injection principale, est injectée avant que le piston n'atteigne le point mort haut de compression (TDC) et une injection principale, qui est effectuée après que le piston dépasse le point mort haut de compression, et calcule, en fonction de l'état de fonctionnement du moteur 10, un minutage d'injection pilote optimal et un minutage d'injection principale cible pour l'état de fonctionnement, que l'on peut obtenir d'une carte de minutage d'injection cible.
La ROM 52 contient également un programme de calcul de quantité d'EGR basique pour calculer une quantité d'EGR basique qui doit être recirculée côté collecteur d'échappement 41 au côté collecteur d'admission 31, et un programme de réduction pour réduire la quantité d'EGR basique sur la base d'une température Tc détectée par le capteur de température du lit catalytique 45 en fonction de la caractéristique d'augmentation de la capacité de purification du catalyseur de purification de gaz d'échappement dans le dispositif de post-traitement d'échappement 44 à mesure que le catalyseur de purification de gaz d'échappement est réchauffé avant que le catalyseur de purification de gaz d'échappement n'atteigne une température de purification de gaz d'échappement prédéterminée Tca. La ECU 50 fonctionne comme un dispositif de calcul et un dispositif de réduction de quantité d'EGR basique en exécutant les programmes dans la ROM 52 tout en transférant des données entre la CPU 51 et la RAM 53 et tout en recevant des informations à partir du circuit d'interface d'entrée 56. 15 2917785
La ECU 50, comme un dispositif de calcul de la quantité d'EGR basique, a des données de carte obtenues dans un test de fonctionnement telles que des quantités d'EGR qui ne provoquent pas de raté d'allumage ou un allumage prématuré et optimales pour la performance de purification de gaz d'échappement, en d'autres termes, des quantités d'EGR 5 qui maximisent l'efficacité de conversion de gaz d'échappement et qui minimisent l'émission de gaz d'échappement pour toute la gamme de fonctionnement spécifiée par la vitesse du moteur et la quantité d'injection de carburant (correspondant à la charge), par exemple, dans la ROM 52 comme une carte de quantité d'EGR basique, qui est décrite ultérieurement. La ECU 50 dispose également d'un programme de calcul de quantité d'EGR basique dans la 10 ROM 52 et d'une mémoire de travail dans la RAM 53 qui est utilisée pour calculer une quantité d'EGR optimale à partir de la carte de quantité d'EGR basique sur la base de la vitesse du moteur détectée et de la quantité d'injection de carburant.
Lorsque la ECU 50 fonctionne comme un dispositif de réduction, celle-ci détermine si 15 le catalyseur de purification de gaz d'échappement dans le dispositif de post-traitement d'échappement 44 a atteint une température de purification de gaz d'échappement prédéterminée Tca, et effectue la réduction de la quantité d'EGR basique calculée par le dispositif de calcul de quantité d'EGR basique avant que le catalyseur de purification de gaz d'échappement n'atteigne la température de purification de gaz d'échappement prédéterminée 20 Tca.
Le dispositif de réduction obtient également un coefficient de réduction h (voir figure 3), qui varie pour diminuer la quantité de réduction de la quantité d'EGR comme l'augmentation dans la température du catalyseur de purification de gaz d'échappement, 25 depuis une carte de coefficient de réduction stockée dans la ROM 52 ou calcule à l'avance un coefficient de réduction selon une formule stockée dans la ROM 52, et calcule une quantité de réduction sur la base du coefficient de réduction, qui correspond à la température du lit catalytique détectée Tc, et à la quantité d'EGR basique avant que le catalyseur de purification de gaz d'échappement n'atteigne la température de purification de gaz d'échappement 30 prédéterminée Tca.
Le coefficient de réduction h atteint ici un maximum lorsque la gamme de températures du lit catalytique du catalyseur de purification de gaz d'échappement est à un minimum et diminue à un taux de diminution qui est inversement proportionnel au taux 16 2917785
d'augmentation de l'efficacité de conversion de gaz d'échappement à mesure que le catalyseur de purification de gaz d'échappement est réchauffé avant que le catalyseur de purification de gaz d'échappement n'atteigne la température de purification de gaz d'échappement prédéterminée Tca, comme dans la carte de coefficient de réduction montrée à 5 la figure 3.
Les figures 3 et 4 sont des vues qui expliquent les fonctions du dispositif de calcul de la quantité d'EGR basique et du dispositif de réduction de la ECU 50. La figure 3 est un schéma de principe expliquant le processus de calcul d'une quantité de correction de EGR sur 10 la base de l'état de fonctionnement du moteur 10 et de la température du lit catalytique dans le dispositif de post-traitement d'échappement 44, et la figure 4 est un schéma de principe expliquant le processus de calcul d'une quantité d'EGR finale sur la base de l'état de fonctionnement du moteur 10 et sur la base de la quantité de correction de EGR calculée.
15 Comme montré dans les dessins, la ECU 50 calcule une quantité de correction de EGR en multipliant un coefficient de réduction h, qui correspond à la température du lit catalytique détectée Tca, par une quantité de correction de EGR basique Eb (voir figure 3) en utilisant le dispositif de réduction, et calcule une quantité d'EGR finale en soustrayant la quantité de correction de EGR de la quantité d'EGR basique, c'est-à-dire, par une réduction (voir figure 20 4).
La carte de la quantité d'EGR basique montrée à la figure 4 a un axe vertical qui représente la quantité d'injection de carburant q et un axe horizontal qui représente la vitesse du moteur Ne, qui est obtenue à partir du capteur d'angle de vilebrequin 73 (capteur de 25 vitesse de rotation), et inclut des données de carte obtenues en obtenant une quantité d'EGR basique pour chaque état de fonctionnement déterminé par la quantité d'injection de carburant q et la vitesse du moteur Ne dans un test de fonctionnement. Un couple requis est obtenu sur la base de la quantité d'actionnement de l'accélérateur détectée par le capteur de la quantité d'actionnement d'accélérateur 71 à partir de données de carte précédemment obtenues dans 30 un test ou autre analogue, et la quantité d'injection de carburant q est établie comme une quantité d'injection de carburant correspondant au couple requis. La carte de la quantité de correction de EGR basique montrée à la figure 3 peut être essentiellement la même que la carte de la quantité d'EGR basique utilisée afin d'obtenir la quantité d'EGR basique, qui est généralement basée sur la vitesse du moteur et sur la quantité d'injection de carburant comme conditions de fonctionnement du moteur 10, ou peut avoir des données de quantité d'EGR obtenues en corrigeant les quantités de EGR basiques sur la base d'un autre paramètre (température du liquide de refroidissement, par exemple). En plus, la carte de la quantité de correction de EGR basique peut être une carte visant à obtenir un coefficient de réduction comme un rapport à la quantité d'EGR basique que l'on prend comme étant 1. Dans ce cas, la soustraction montrée à la figure 4 est remplacée par une multiplication (quantité d'EGR finale = quantité d'EGR basique x coefficient de réduction). Un programme de commande d'ouverture de soupape d'EGR qui détermine une ouverture cible de la soupape d'EGR 62 sur la base de la quantité d'EGR finale calculée et qui commande l'ouverture de la soupape d'EGR 62 à la valeur cible est également stocké dans la ROM 52. De plus, un programme de correction, une carte et une mémoire de travail que l'on utilise dans une correction secondaire de l'un de la quantité d'injection pilote, d'un intervalle pilote (période allant de la fin d'une injection pilote au commencement d'une injection principale), d'un minutage d'injection principale, d'une pression d'injection, d'une quantité de post-injection et d'un minutage de post-injection dans le dispositif d'injection de carburant 12 pour réduire davantage les concentrations de CO et de HC conformément à la température du lit catalytique détectée est compris dans la ROM 52. La ECU 52 effectue la correction secondaire sur la base des données de carte, déterminées empiriquement au préalable, avec la correction de la quantité d'EGR comme décrit avant. L'un quelconque de la quantité d'injection pilote, de l'intervalle pilote, du minutage d'injection principale, de la pression d'injection, de la quantité post-injection, du minutage post-injection peut être corrigé de telle sorte que les concentrations de CO et de HC diminuent. La façon avec laquelle la correction est faite ainsi que les quantités de correction peuvent être préparées comme des données de carte de telle sorte que le paramètre puisse augmenter ou diminuer conformément à l'état de fonctionnement du moteur 10 et stockées précédemment dans la ROM 52.
Lorsque le moteur 10 fonctionne, la pluralité de programmes stockés dans la ROM 52 sont exécutés à intervalles spécifiés dans la ECU 50. 18 2917785
La figure 5 est un graphique montrant la façon avec laquelle les concertations des NOx, de CO, ou de HC dans le gaz d'échappement provenant du moteur 10 changent conformément aux changements de la quantité d'EGR.
5 Comme le montre la figure 5, lorsque le moteur 10 fonctionne, la concentration des NOx dans le gaz d'échappement augmente et la concentration de CO ou de HC diminue lorsque la quantité d'EGR est petite. A l'inverse, lorsque la quantité d'EGR est élevée, la concentration des NOx dans le gaz d'échappement diminue et la concentration d'émission de CO ou de HC augmente. 10 Ainsi, dans ce mode de réalisation, lorsque le catalyseur de purification de gaz d'échappement n'a pas été activé et l'efficacité de conversion de gaz d'échappement est basse parce que la température du lit catalytique du catalyseur de purification de gaz d'échappement dans le dispositif de post-traitement d'échappement 44 n'a pas atteint la température de 15 purification de gaz d'échappement prédéterminée Tca, l'un de la quantité d'injection pilote, de l'intervalle pilote, du minutage d'injection principale, de la pression d'injection, de la quantité post-injection et du minutage post-injection, par exemple, est corrigé afin de diminuer les NOx. De plus, la quantité d'EGR est réduite par la quantité de correction EGR.
20 Ensuite, à mesure que la température du lit catalytique s'approche de la température de purification de gaz d'échappement prédéterminée Tca et à mesure que l'efficacité de conversion de gaz d'échappement augmente, la quantité de réduction de la quantité d'EGR est ajustée conformément à la température du lit catalytique détectée sur la base des caractéristiques de température du catalyseur de purification de gaz d'échappement de telle 25 sorte que la quantité d'EGR soit réduite de manière appropriée.
Ensuite, lorsque la température du lit catalytique dans le dispositif de post-traitement d'échappement 44 dépasse la température de purification de gaz d'échappement prédéterminée Tca et lorsque l'efficacité de conversion de gaz d'échappement est 30 suffisamment améliorée, la quantité d'EGR est augmentée afin de diminuer les NOx.
Plus précisément, une quantité d'EGR basique, comme une valeur de base pour calculer la quantité d'EGR qui doit être recirculée par le dispositif d'EGR 16, est calculée sur la base de la vitesse du moteur et de la quantité d'injection de carburant du moteur 10, et la température du lit catalytique au démarrage du moteur 10 est détectée par le capteur de température du lit catalytique 45. Ensuite, la quantité d'EGR basique est réduite en fonction de la caractéristique d'augmentation de la capacité de purification du catalyseur de purification de gaz d'échappement à mesure que le catalyseur de purification de gaz d'échappement est réchauffé (voir figure 2) à la température de purification de gaz d'échappement prédéterminée Tca. C'est-à-dire, une quantité de correction de EGR est calculée en multipliant un coefficient de réduction h, qui correspond à la température du lit catalytique détectée Tc, par la quantité de correction de EGR basique Eb comme le montre la figure 3, et une quantité d'EGR finale est calculée en soustrayant la quantité de réduction de la quantité d'EGR basique comme le montre la figure 4. Ainsi, même si la quantité de catalyseur de purification de gaz d'échappement supporté dans le dispositif de post-traitement d'échappement 44 est uniquement la quantité qui est requise après activation du catalyseur, le CO et le HC dans le gaz d'échappement déchargé à partir du catalyseur de purification de gaz d'échappement à mesure que le catalyseur de purification de gaz d'échappement est réchauffé sont réduits de façon fiable, et la performance de purification de gaz d'échappement est améliorée, et le coût du dispositif de post-traitement d'échappement 44 peut être réduit. En plus, dans ce mode de réalisation, la réduction peut être effectuée, en utilisant une information de carte existante utilisée afin de calculer une quantité d'EGR basique appropriée pour les caractéristiques du moteur 10 et en utilisant en outre un coefficient de réduction h qui correspond à la température du lit catalytique détectée lorsque le moteur 10 est démarré, en fonction de la caractéristique d'augmentation de la capacité de purification de gaz d'échappement du catalyseur de purification de gaz d'échappement à mesure que le catalyseur de purification de gaz d'échappement est réchauffé à la température de purification de gaz d'échappement prédéterminée Tca. Par conséquent, la quantité de CO et de HC dans le gaz d'échappement déchargé à partir du catalyseur de purification de gaz d'échappement à mesure que le catalyseur de purification de gaz d'échappement est réchauffé peut être réduite de façon fiable même si la quantité du catalyseur de purification de gaz d'échappement supporté dans le dispositif de post-traitement d'échappement 44 est relativement faible.
En plus, du fait que le coefficient de réduction h pour la réduction peut être facilement établi à une valeur optimale sur la base des caractéristiques de température de la capacité de purification du catalyseur de purification de gaz d'échappement, la quantité de CO et de HC dans le gaz d'échappement déchargé à partir du catalyseur de purification de gaz d'échappement à mesure que le catalyseur de purification de gaz d'échappement est réchauffé est réduite de manière plus fiable. Comme décrit ci-dessus, selon l'unité de commande de purification de gaz d'échappement de ce mode de réalisation, du fait que le capteur de température du lit catalytique 45 détecte la température du lit catalytique lorsque le moteur 10 est démarré et la réduction de la quantité d'EGR basique est effectuée sur la base de la caractéristique d'augmentation de la capacité de purification du catalyseur de purification de gaz d'échappement à mesure que le catalyseur de purification de gaz d'échappement est réchauffé à la température de purification de gaz d'échappement prédéterminée Tca, la quantité de CO et de HC dans le gaz d'échappement déchargé à partir du catalyseur de purification de gaz d'échappement à mesure que le catalyseur de purification de gaz d'échappement est réchauffé est réduite de manière fiable, même si la quantité du catalyseur de purification de gaz d'échappement supporté dans le dispositif de post-traitement d'échappement 44 est relativement faible. Ainsi, l'unité de commande de purification de gaz d'échappement améliore la performance de purification et réduit le coût du dispositif de commande d'émission de gaz d'échappement. Bien que la température du lit catalytique soit directement détectée par le capteur de température du lit catalytique 45 dans le mode de réalisation ci-dessus, la température du lit catalytique peut être estimée et indirectement détectée sur la base d'une valeur intégrée ou moyenne de la température de gaz d'échappement. Bien que le moteur à combustion interne du mode de réalisation soit un moteur diesel, il va sans dire que le moteur à combustion interne peut être tout type de moteur à combustion interne.
Comme décrit ci-dessus, un aspect de la présente invention, dans lequel la température du lit catalytique au démarrage du moteur est détectée par un dispositif de détection de température du lit catalytique et la réduction de la quantité d'EGR basique est effectuée sur la base de la caractéristique d'augmentation de la capacité de purification du catalyseur de purification de gaz d'échappement à mesure que le catalyseur de purification de gaz d'échappement est réchauffé à une température de purification de gaz d'échappement prédéterminée, réduit le CO et le HC dans le gaz d'échappement déchargé à partir du catalyseur de purification de gaz d'échappement pendant le réchauffage du catalyseur de purification de gaz d'échappement, même si la quantité du catalyseur de purification de gaz d'échappement supporté est relativement faible. En plus, la présente invention améliore également la performance de purification de gaz d'échappement et réduit le coût du dispositif de purification de gaz d'échappement. En conséquence, l'invention est utile pour une unité de commande de purification de gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne, notamment pour des unités de commande de purification de gaz d'échappement dans des moteurs à combustion interne qui limitent la quantité d'EGR alors que le catalyseur de purification de gaz d'échappement est en cours de réchauffage.

Claims (12)

REVENDICATIONS
1. Unité de commande de purification de gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne (10), l'unité de commande de purification de gaz d'échappement caractérisée par le fait de comprendre : un dispositif d'EGR (16) qui recircule une portion des gaz d'échappement déchargés à partir du moteur à combustion interne (10) du côté d'un collecteur d'admission (31) du moteur à combustion interne (10) à travers un passage d'EGR (61) ; un catalyseur de purification de gaz d'échappement qui purifie des composants des gaz d'échappement déchargés dans un passage d'échappement (42) du moteur à combustion interne (10) ; un dispositif de détection de température du lit catalytique (45) qui détecte une température du lit catalytique du catalyseur de purification de gaz d'échappement ; un dispositif de calcul d'une quantité d'EGR basique (50) qui calcule une quantité 20 d'EGR basique qui doit être recirculée côté collecteur d'admission (31) sur la base d'un état de fonctionnement du moteur à combustion interne (10) ; et un dispositif de réduction (50) qui réduit la quantité d'EGR basique sur la base de la température du lit catalytique détectée, en fonction d'une augmentation de la capacité de 25 purification du catalyseur de purification de gaz d'échappement à mesure que le catalyseur de purification de gaz d'échappement est réchauffé à une température de purification de gaz d'échappement prédéterminée.
2. Unité de commande de purification de gaz d'échappement pour un moteur à combustion 30 interne selon la revendication 1, dans laquelle le dispositif de réduction (50) calcule un coefficient de réduction, qui varie pour faire diminuer la quantité de réduction de la quantité d'EGR à mesure que la température du catalyseur de purification de gaz d'échappement augmente à la température de purification de gaz d'échappement prédéterminée, et le dispositif de réduction (50) calcule la quantité de réduction sur la base du coefficient de15réduction, qui correspond à la température du lit catalytique détectée, et à la quantité d'EGR basique.
3. Unité de commande de purification de gaz d'échappement selon la revendication 2, dans laquelle le dispositif de réduction (50) calcule la quantité de réduction en multipliant le coefficient de réduction, qui correspond à la température du lit catalytique détectée, par la quantité d'EGR basique et réduit la quantité d'EGR basique par la quantité de réduction.
4. Unité de commande de purification de gaz d'échappement selon la revendication 2 ou 3, dans laquelle le coefficient de réduction atteint un maximum dans une gamme de températures du lit catalytique dans laquelle l'efficacité de conversion de gaz d'échappement du catalyseur de purification de gaz d'échappement est à un minimum et diminue à un taux qui est inversement proportionnel au taux d'augmentation de l'efficacité de conversion de gaz d'échappement à mesure que la température du lit catalytique détectée augmente à la température de purification de gaz d'échappement prédéterminée lorsque le lit catalytique est réchauffé à la température de purification de gaz d'échappement prédéterminée.
5. Unité de commande de purification de gaz d'échappement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle le dispositif de détection de température du lit catalytique (45) détecte directement la température du lit catalytique.
6. Unité de commande de purification de gaz d'échappement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle le dispositif de détection de température du lit catalytique (45) estime et détecte indirectement la température du lit catalytique sur la base d'une valeur intégrée ou moyenne de la température des gaz d'échappement.
7. Procédé de commande pour un dispositif de commande d'émission de gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne (10), le dispositif de commande d'émission de gaz d'échappement ayant un dispositif d'EGR (16) qui recircule une portion des gaz d'échappement déchargés à partir du moteur à combustion interne (10) du côté d'un collecteur d'admission (31) du moteur à combustion interne (10) à travers un passage d'EGR (61) ; et un catalyseur de purification de gaz d'échappement qui purifie des composants des gaz d'échappement déchargés dans un passage d'échappement (42) du moteur à combustion interne (10), le procédé de commande caractérisé par le fait de comprendre :détecter une température du lit catalytique du catalyseur de purification de gaz d'échappement ; calculer une quantité d'EGR basique qui doit être recirculée côté collecteur d'admission (31) sur la base d'un état de fonctionnement du moteur à combustion interne (10) ; et réduire la quantité d'EGR basique sur la base de la température du lit catalytique détectée, en fonction d'une augmentation de la capacité de purification du catalyseur de purification de gaz d'échappement à mesure que le catalyseur de purification de gaz d'échappement est réchauffé à une température de purification de gaz d'échappement prédéterminée.
8. Procédé de commande selon la revendication 7, dans lequel, un coefficient de réduction, qui varie pour diminuer la quantité de réduction de la quantité d'EGR à mesure que la température du catalyseur de purification de gaz d'échappement augmente à la température de purification de gaz d'échappement prédéterminée, est calculé, et la quantité de réduction est calculée sur la base du coefficient de réduction, qui correspond à la température du lit catalytique détectée, et à la quantité d'EGR basique.
9. Procédé de commande selon la revendication 8, dans lequel la quantité de réduction est calculée en multipliant le coefficient de réduction, qui correspond à la température du lit catalytique détectée, par la quantité d'EGR basique.
10. Procédé de commande selon la revendication 8 ou 9, dans lequel le coefficient de réduction atteint un maximum dans une gamme de températures du lit catalytique dans laquelle l'efficacité de conversion des gaz d'échappement du catalyseur de purification de gaz d'échappement est à un minimum et diminue par la suite à un taux de diminution qui est inversement proportionnel au taux d'augmentation de l'efficacité de conversion des gaz d'échappement à mesure que la température du lit catalytique détectée augmente à la température de purification de gaz d'échappement prédéterminée lorsque le lit catalytique est réchauffé à la température de purification de gaz d'échappement prédéterminée.
11. Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, dans lequel la température du lit catalytique est détectée directement.
12. Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, dans lequel la température du lit catalytique est estimée et détectée indirectement sur la base d'une valeur intégrée ou moyenne de la température des gaz d'échappement. 15 20 25 30
FR0803437A 2007-06-19 2008-06-19 Unite de commande de purification de gaz d'echappement pour un moteur a combustion interne et procede de commande pour un dispositif de commande d'emission de gaz d'echappement Withdrawn FR2917785A1 (fr)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007161575A JP2009002172A (ja) 2007-06-19 2007-06-19 内燃機関の排気浄化制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR2917785A1 true FR2917785A1 (fr) 2008-12-26

Family

ID=40092735

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR0803437A Withdrawn FR2917785A1 (fr) 2007-06-19 2008-06-19 Unite de commande de purification de gaz d'echappement pour un moteur a combustion interne et procede de commande pour un dispositif de commande d'emission de gaz d'echappement

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2009002172A (fr)
DE (1) DE102008029040A1 (fr)
FR (1) FR2917785A1 (fr)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5866833B2 (ja) * 2011-07-11 2016-02-24 いすゞ自動車株式会社 内燃機関及び内燃機関のｅｇｒ方法
JP5805049B2 (ja) * 2012-10-17 2015-11-04 三菱重工業株式会社 内燃機関の制御装置及びその制御方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3972611B2 (ja) 2001-07-30 2007-09-05 日産自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP2003065121A (ja) 2001-08-30 2003-03-05 Toyota Motor Corp ディーゼルエンジン
JP4182770B2 (ja) 2003-02-14 2008-11-19 トヨタ自動車株式会社 ディーゼルエンジン

Also Published As

Publication number Publication date
DE102008029040A1 (de) 2009-01-08
JP2009002172A (ja) 2009-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20140041367A1 (en) Operating Method for a Motor Vehicle Diesel Engine Having an Exhaust Emission Control System
EP1774144B1 (fr) Systeme d'aide a la regeneration de moyens de depollution
FR2873164A1 (fr) Dispositif et procede destines a empecher une surchauffe d'un filtre de purification de l'echappement
FR2902459A1 (fr) Systeme de purification de gaz d'echappement pour un moteur a combustion interne et procede de purification de gaz d'echappement
FR2901839A1 (fr) Systeme de purification de gaz d'echappement et procede de purification de gaz d'echappement
FR2920485A1 (fr) Dispositif de commande et procede de commande de purification des gaz d'echappement pour un moteur a combustion interne.
WO2006048572A1 (fr) Dispositif de controle de l'etat de fonctionnement d'un convertisseur catalytique d'une ligne d'echappement d'un moteur a combustion interne et moteur comprenant un tel dispositif
EP3535483A1 (fr) Système d'injection d'air dans un circuit d'échappement de gaz d'un moteur thermique suralimenté
EP2877720B1 (fr) Système de traitement des gaz d'échappement comprenant un filtre à particules catalytiques, et procédé correspondant
FR2917785A1 (fr) Unite de commande de purification de gaz d'echappement pour un moteur a combustion interne et procede de commande pour un dispositif de commande d'emission de gaz d'echappement
EP2175122A2 (fr) Système de purification de gaz d'échappement pour moteur à combustion interne
EP1807610B1 (fr) Système d'aide à la régénération de moyens de dépollution pour moteur de véhicule automobile
EP1832728B1 (fr) Dispositif de dépollution des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne
JP2011231645A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
FR2931514A3 (fr) Regeneration d'un dispositif de post-traitement de vehicule automobile
EP3816416B1 (fr) Procédé de régénération d'un piège à oxydes d azote de moteur à combustion interne équipé d'un catalyseur de réduction sélective des oxydes d azote
FR2990244A1 (fr) Procede de traitement des gaz d'echappement d'un moteur suralimente avec recyclage des gaz d'echappement
FR2928182A3 (fr) Procede de controle du debit d'air d'un moteur automobile diesel suralimente par turbocompresseur et dispositif correspondant.
FR2927372A1 (fr) Procede de commande d'alimentation en carburant d'une ligne d'echappement d'un moteur a combustion et dispositif mettant en oeuvre le procede
FR2943095A1 (fr) Procede de regeneration d'un filtre a particules
EP1827893A1 (fr) Procede de controle de la regeneration d'un filtre a particules electrostatique
FR2846038A1 (fr) Procede de determination de la temperature interne d'un filtre a particules, procede de commande de la generation du filtre a particules, systeme de commande et filtre a particules correspondant.
FR2846049A1 (fr) Procede de regeneration d'un filtre a particules et dispositif de mise en oeuvre
FR2983531A1 (fr) Alimentation en mode riche d'un moteur a combustion interne a double pre-injection
FR2880066A1 (fr) Procede et systeme de commande d'un moteur diesel a richesse superieure a 1

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse

Effective date: 20120229