FR2995638A1 - Alimentation en mode riche d'un moteur a combustion interne a derivation des gaz de suralimentation - Google Patents

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Abstract

L'alimentation d'un moteur (12) de type à combustion interne selon des conditions de richesse supérieure ou égale à 1 comprend une phase d'ajustement du bruit de combustion émis par le moteur comportant une étape de modulation de la température des gaz d'admission alimentant le moteur. L'étape de modulation comprend une étape de modification de l'écoulement des gaz de suralimentation issus d'un turbocompresseur réalisée de sorte à agir sur la température des gaz de suralimentation en fonction de la température des gaz d'admission recherchée pour la mise en oeuvre de l'étape de modulation.

Description

Alimentation en mode riche d'un moteur à combustion interne à dérivation des gaz de suralimentation Domaine technique de l'invention L'invention concerne le domaine de l'alimentation d'un moteur à combustion interne selon des conditions de richesse supérieure ou égale à1.
L'invention a pour objet plus particulièrement : - un procédé d'alimentation d'un moteur à combustion interne selon des conditions de richesse supérieure ou égale à 1, - un procédé de régénération et/ou de désulfuration d'un piège à oxydes d'azote pour le post-traitement de gaz d'échappement émis par le moteur à combustion interne, - un dispositif de gestion de l'alimentation du moteur, comprenant des éléments d'alimentation du moteur en gaz d'admission et en carburant et une unité de commande, - un groupe motopropulseur de véhicule automobile, - et un véhicule automobile. État de la technique Les moteurs à combustion interne, et plus particulièrement les moteurs de type diesel, rejettent dans l'atmosphère des éléments polluants comme des particules polluantes, des oxydes d'azote, du soufre, du monoxyde de carbone et des hydrocarbures imbrûlés. Pour réduire l'émission de ces éléments polluants, des dispositifs de post-traitement sont disposés sur la ligne d'échappement et ont pour fonction de piéger ces éléments.
L'un des dispositifs de post traitement est souvent un piège à oxydes d'azote, généralement appelé par sa dénomination anglo-saxonne « NOx-Trap » : ce dispositif retient chimiquement les oxydes d'azote (NO et NO2) produits par le moteur. Il est donc nécessaire de régénérer périodiquement le piège à oxydes d'azote pour le décharger, ce qui s'effectue par une opération dite de purge, au cours de laquelle les oxydes d'azote sont réduits. Il est connu d'effectuer cette purge en commandant temporairement une augmentation de la richesse du moteur, telle que la richesse des gaz d'échappement en amont du NOxTrap soit supérieure ou égale à 1 et la concentration en oxygène faible, c'est-à-dire que le moteur génère des réducteurs, tels que HC, CO, susceptibles de réduire les oxydes d'azote stockés sur le substrat du piège.
La problématique des purges Nox trap est un empoisonnement au soufre de ce dernier, cet empoisonnement dégrade l'efficacité de stockage. Pour répondre à cette problématique d'empoisonnement, il est connu d'appliquer une alternance de créneaux riches et de créneaux pauvres, permettant d'assurer un milieu réducteur et d'atteindre des thermiques suffisantes pour extraire le soufre. Ce type de désulfuration apporte un moyen efficace de purge du piège à NOx de son soufre résiduel. Chaque créneau riche à richesse supérieure ou égale à 1 peut être obtenu par mise en oeuvre d'une réduction du débit des gaz d'admission complétée par la mise en place d'une stratégie d'injection spécifique dite de « post-injection » où une quantité de carburant supplémentaire est injectée après le point mort haut du cylindre.
D'une part cela crée une forte dilution du carburant dans l'huile. D'autre part les phases de richesses supérieures à 1 engendrent de fortes 2 99563 8 3 températures au niveau du turbocompresseur. Il est également difficile de maîtriser la quantité de carburant de post-injection nécessaire pour réaliser une richesse moteur supérieure à 1. Enfin, la répétition de purges concourt à diminuer la durée de vie du piège à oxydes d'azote. 5 D'autre part, le problème du bruit de combustion émis par le moteur est lié en particulier à la quantité injectée de carburant et aux instants d'injection. Dans le cadre d'une post-injection, la problématique du bruit de combustion est donc renforcée. Le traitement de la problématique du 10 bruit de combustion dans des conditions de richesse supérieure ou égale à 1 est spécifique en raison de l'injection retardée et aucune solution y remédiant n'est connue. Ces problèmes introduits dans le cas particulier d'une purge d'un piège à 15 oxydes d'azote se présentent de manière générale dès lors que la richesse est supérieure ou égale à 1. Plusieurs solutions sont connues dans le cadre de la maitrise du bruit de combustion mais elles ne concernent pas les phases d'alimentation à 20 richesse supérieure ou égale à 1. D'autre part, elles sont toutes complexes à mettre en oeuvre et onéreuses en développement et en équipement. Elles mettent en oeuvre l'utilisation de l'information de la pression du cylindre, l'utilisation d'une stratégie spéciale de la vanne EGR entre la haute pression et la basse pression (par exemple le 25 document US7512479), ou une stratégie d'injection du carburant prévoyant une ou deux pré-injection(s) avant le point mort du cylindre. Le document EP1918555 décrit une stratégie qui, à partir des informations de températures et de pressions en amont et en aval de 30 l'échangeur thermique de refroidissement des gaz de suralimentation, consiste à déterminer la quantité de carburant injecté dans le moteur afin 2 99563 8 4 de maitriser le bruit de combustion uniquement pour une richesse inférieure ou égale à 1. Cette stratégie est basée sur une modélisation du bruit de combustion en fonction des données mesurées telles que la température et la pression. 5 Le document FR2934325 au nom de la Demanderesse décrit un procédé pour diminuer le bruit de combustion en phase de richesse inférieure à 1, en augmentant directement la température du mélange à l'intérieur de la chambre de combustion par l'intermédiaire des bougies de préchauffage. 10 L'activation des bougies de préchauffage est déterminée en fonction de plusieurs paramètres associés au point de fonctionnement du moteur. Il existe ainsi un réel besoin de fournir une solution permettant de maitriser simplement et de manière économique le bruit de combustion 15 d'un moteur à combustion interne lorsqu'il est alimenté selon des conditions de richesse supérieure ou égale à 1, par exemple mais non exclusivement dans le cadre d'une purge ou d'une désulfuration d'un piège à oxydes d'azote dont la qualité peut en sus être améliorée. 20 Objet de l'invention Le but de la présente invention est de proposer une solution d'alimentation d'un moteur à combustion interne selon des conditions de richesse supérieure ou égale à 1 qui remédie aux inconvénients listés ci- 25 dessus, notamment qui permet de maitriser de manière simple et efficace le bruit de combustion et la qualité des purges éventuellement concomitantes. Un premier aspect de l'invention concerne un procédé d'alimentation d'un 30 moteur de type à combustion interne selon des conditions de richesse supérieure ou égale à 1, qui comprend une phase d'ajustement du bruit de combustion émis par le moteur comportant une étape de modulation de la température des gaz d'admission alimentant le moteur, l'étape de modulation comprenant une étape de modification de l'écoulement des gaz de suralimentation issus d'un turbocompresseur réalisée de sorte à agir sur la température des gaz de suralimentation en fonction de la température des gaz d'admission recherchée pour la mise en oeuvre de l'étape de modulation. L'étape de modification peut comprendre une étape de dérivation, par les gaz de suralimentation, d'un échangeur thermique de refroidissement des gaz de suralimentation, selon un taux de dérivation ajusté de sorte à varier la température des gaz de suralimentation d'une manière provoquant une modification donnée de la température des gaz d'admission pour entraîner une modification donnée du bruit de combustion. L'étape de dérivation peut comprendre une étape d'augmentation du taux de dérivation réalisée de sorte à augmenter la température des gaz de suralimentation d'une manière provoquant une augmentation donnée de la température des gaz d'admission pour entraîner une diminution donnée du bruit de combustion. L'étape d'augmentation peut être réalisée suivant un profil prédéterminé décroissant d'évolution du bruit de combustion en fonction de la température des gaz d'admission, notamment une droite décroissante présentant un gain en bruit de combustion de l'ordre de 3 dB pour une variation de température des gaz d'admission de 40°C. L'étape de dérivation peut comprendre une étape de régulation du débit de gaz de suralimentation circulant dans une conduite de dérivation agencée en parallèle de l'échangeur thermique de refroidissement des gaz de suralimentation, entre le turbocompresseur et un collecteur d'admission du moteur. La phase d'ajustement peut notamment être déclenchée si la caractéristique évaluée à l'étape d'évaluation est représentative d'un point de fonctionnement du moteur pour lequel le moteur est susceptible de générer un bruit de combustion supérieur à un seuil donné. L'étape de modification peut être déclenchée si la température des gaz 10 de suralimentation est inférieure à un seuil fonction du point de fonctionnement du moteur. Un deuxième aspect de l'invention concerne un dispositif de gestion de l'alimentation d'un moteur à combustion interne, comprenant des 15 éléments d'alimentation du moteur en gaz d'admission et en carburant, une unité de commande et des éléments matériels qui mettent en oeuvre le procédé. Lesdits éléments matériels peuvent notamment comprendre : 20 - un élément de détermination de la température des gaz de suralimentation circulant entre le turbocompresseur et l'échangeur thermique de refroidissement des gaz de suralimentation, - un élément de transmission de la température déterminée à l'unité de commande, 25 - une conduite de dérivation agencée en parallèle de l'échangeur thermique de refroidissement, entre le turbocompresseur et le collecteur d'admission du moteur, - et un élément de régulation du débit de gaz de suralimentation circulant dans la conduite de dérivation, piloté par l'unité de commande. 30 Un troisième aspect de l'invention concerne un groupe motopropulseur de véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne, un piège à oxydes d'azote pour le post-traitement de gaz d'échappement émis par le moteur, et un dispositif de gestion de l'alimentation du moteur pour ajuster le bruit de combustion durant des conditions de richesse supérieure ou égale à 1 imposées par l'unité de commande et les éléments d'alimentation durant les régénérations et/ou les désulfurations du piège à oxydes d'azote.
Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés sur les dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 illustre le principe connu d'une purge par régulation de la richesse du moteur, - les figures 2 et 3 représentent l'architecture d'un groupe motopropulseur pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention, - la figure 4 représente le bruit de combustion (courbe C1) et le rapport entre les réducteurs CO et HC (courbe C2) générés par le moteur, en conditions de richesse supérieure ou égale à 1, en fonction de la température des gaz d'admission, - et la figure 5 représente le dégagement d'énergie (courbes C3 à C7) et la pression du cylindre (courbes C8 à C12) en fonction de l'avance du vilebrequin, pour des températures des gaz d'admission respectivement égales à 20°C, 30°C , 39°C, 49°C et 58 °C.
Description de modes préférentiels de l'invention La figure 2 représente l'architecture d'un groupe motopropulseur de véhicule automobile, permettant la mise en oeuvre d'un procédé d'alimentation selon l'invention, détaillé plus loin.
Le véhicule automobile comporte un tel groupe motopropulseur comprenant un moteur à combustion interne 12, un piège à oxydes d'azote 13 aussi appelé « NOx trap » pour le post-traitement de gaz d'échappement émis par le moteur 12 et éventuellement un filtre à particules 14. Le groupe propulseur comprend aussi un dispositif de gestion de l'alimentation du moteur 12 adapté pour réduire le bruit de combustion du moteur 12 durant des conditions de richesse R supérieure ou égale à 1.
Le dispositif de gestion comprend : - des éléments d'alimentation du moteur en gaz d'admission et en carburant aptes à imposer des conditions de richesse supérieure ou égale à 1, - des éléments matériels décrits plus loin nécessaires à la mise en oeuvre de la modification de l'écoulement des gaz de suralimentation, - une unité de commande 15 pilotant les éléments d'alimentation et lesdits éléments matériels de sorte à mettre en oeuvre le procédé d'alimentation décrit plus loin.
Pour l'alimentation en gaz d'admission, de l'air frais AF pénètre dans un filtre à air 10 avant d'alimenter un turbocompresseur 11 à géométrie variable qui alimente en gaz de suralimentation, par son compresseur 11b, un collecteur d'admission 16. Le turbocompresseur 11 reçoit également, par sa turbine 11a, tout ou partie des gaz d'échappement issus du moteur 12. En effet, une partie des gaz d'échappement peut être recyclée vers le collecteur d'admission 16 sans passer par la turbine 11a.
Un volet de fermeture variable 18 est prévu le long du collecteur d'admission 16 pour réguler le débit en gaz d'admission, par exemple de sorte à le diminuer temporairement par une fermeture partielle lors des créneaux riches CR.
Le groupe motopropulseur comprend en outre classiquement un capteur de mesure 19 de la température en sortie du filtre à particules 14, un capteur de mesure 20 de la température en entrée du piège 13, une vanne EGR basse pression 21 pour piloter le débit de recirculation des gaz d'échappement de l'aval du piège 13 vers le compresseur 11 b, une vanne EGR haute pression 22 pour piloter le débit de recirculation des gaz d'échappement « haute pression » de la sortie du moteur vers le collecteur 16, un refroidisseur EGR basse pression 23 et un volet de sortie d'échappement 24b. Par EGR, il est entendu « Exhaust gas recirculation » en terminologie anglo-saxonne. Le dispositif comprend un élément 17 de détermination de la température des gaz d'admission, par exemple au niveau du collecteur d'admission 16 et un élément de transmission (filaire ou radio par exemple) de la température déterminée par l'élément 17 à l'unité de commande 15. Par simplicité, l'élément 17 peut être du type mesurant la température du collecteur 16 lui-même. L'unité de commande 15 quant à elle intègre un programme informatique comprenant un moyen de codes de programme informatique adapté à la réalisation des phases et/ou des étapes d'un procédé d'alimentation et/ou plus globalement d'un procédé régénération et/ou de désulfuration du piège à oxydes d'azote 13, lorsque le programme est exécuté sur un calculateur de l'unité de commande 15. 2 99563 8 10 Les éléments d'alimentation du moteur en gaz d'admission et en carburant, et l'unité de commande 15 qui pilote ces éléments d'alimentation, sont configurés de telle sorte à pouvoir d'une part établir des conditions de richesse R supérieure ou égale à 1 (par exemple en 5 adoptant la stratégie de post-injection décrite plus loin en référence à la figure 1 par un pilotage adapté du volet 18 et des moyens d'injection de carburant) et d'autre part, dans le même temps, réaliser ou non une alimentation en carburant selon un motif à simple ou double préinjection(s), permettant déjà de réduire le bruit de combustion. 10 Un échangeur thermique de refroidissement 24a est agencé sur la conduite d'écoulement des gaz de suralimentation issus du compresseur 11 b du turbocompresseur 11 pour assurer un refroidissement des gaz de suralimentation avant qu'ils ne pénètrent dans le collecteur 16 et qu'ils se 15 mélangent éventuellement avec les gaz de recirculation de gaz d'échappement haute pression issus de l'échappement du moteur dans le cas où la vanne EGR haute pression 22 est au moins partiellement ouverte. L'échangeur thermique 24a est implanté entre la sortie du compresseur 11 b et le raccordement de la conduite de recirculation des 20 gaz d'échappement haute pression au collecteur 16. Le dispositif de gestion comprend en outre : - un élément 25 (tel qu'un capteur ou une sonde) de détermination de la température des gaz de suralimentation circulant entre le 25 turbocompresseur 11 et l'échangeur thermique de refroidissement 24a, - un élément de transmission (filaire, radio...) à l'unité de commande 15 de la température déterminée par l'élément 25, - une conduite de dérivation 26 agencée en parallèle de l'échangeur thermique de refroidissement 24a, entre le turbocompresseur 11 et le 30 collecteur d'admission 16, - et un élément 27 de régulation du débit de gaz de suralimentation circulant dans la conduite de dérivation 26, piloté par l'unité de commande 15.
L'élément 27 peut être constitué par une vanne à 3 voies ou par une vanne binaire, comme décrit plus loin. Pour permettre de maitriser simplement et de manière économique le bruit de combustion du moteur 12 lorsqu'il est alimenté selon des conditions de richesse supérieure ou égale à 1, une caractéristique importante de l'invention est d'avoir développé un procédé d'alimentation du moteur 12 selon des conditions de richesse R supérieure ou égale à 1, comprenant avantageusement une phase d'ajustement du bruit de combustion émis par le moteur 12 comportant une étape de modulation de la température des gaz d'admission traversant le collecteur 16 et alimentant le moteur 12, l'étape de modulation comprenant une étape de modification de l'écoulement des gaz de suralimentation de sorte à agir sur la température desdits gaz de suralimentation en fonction de la température des gaz d'admission recherchée pour la mise en oeuvre de l'étape de modulation. La modification de l'écoulement des gaz de suralimentation est pilotée par l'unité de commande 15 à partir de la connaissance des températures déterminées par les éléments 17, 25 et éventuellement du point de fonctionnement (formé par les données instantanées (vitesse, couple)) du moteur 12. Ceci présente l'avantage d'une grande simplicité, d'une bonne robustesse et d'une bonne fiabilité, et d'être économique. L'alimentation du moteur 12 selon des conditions de richesse R supérieure ou égale à 1 peut être obtenue selon le principe d'alternance 30 entre des créneaux riches CR (à richesse R supérieure ou égale à 1) et des créneaux pauvres CP (à richesse inférieure à 1) qui est représenté en figure 1, en particulier au moment d'une purge ou d'une désulfuration du piège 13. Plus précisément, la figure 1 comporte trois graphiques 1 a, 1 b, lc.
Le graphique 1 a illustre une évolution temporelle de la richesse d'alimentation d'un moteur à combustion interne. Il représente une consigne de commande et une valeur réelle de richesse R d'un moteur à combustion interne suivant l'axe des ordonnées en fonction du temps t suivant l'axe des abscisses. La consigne de richesse demande de passer d'une richesse inférieure à 1 à une richesse supérieure à 1 par un créneau d'une durée composée d'une période T1 suivie d'une période T2. La valeur réelle de richesse atteint la consigne au terme de la période T1 et est maintenue durant la période T2.
Le graphique lb illustre une réduction du débit des gaz d'admission pour passer à une richesse supérieure à 1. Il représente une consigne de commande et une valeur réelle d'un pourcentage de fermeture d'un volet d'admission suivant l'axe des ordonnées en fonction du temps t suivant l'axe des abscisses. La consigne de pourcentage de fermeture du volet d'admission demande de passer d'un pourcentage X de fermeture d'un volet d'admission à un pourcentage Y, supérieur à X, de fermeture du volet d'admission par un créneau d'une durée comportant la période T1 suivie de la période T2. La valeur réelle du pourcentage de fermeture du volet d'admission atteint la consigne au terme de la période T1 et est maintenue durant la période T2.
Le graphique lc illustre une consigne à injection retardée d'une quantité Q de carburant (après le point mort haut) appelée « post-injection » suivant l'axe des ordonnées en fonction du temps t suivant l'axe des abscisses. La consigne de quantité de post-injection demande à augmenter la quantité de post-injection par un créneau pendant la durée de la période T2.
De manière générale, le procédé comprendra une étape de détermination, par l'élément 25, de la température des gaz de suralimentation circulant entre le turbocompresseur 11 et l'échangeur thermique de refroidissement 24a de sorte que l'étape de modification est mise en oeuvre en fonction de la température des gaz de suralimentation déterminée. Par « mise en oeuvre en fonction », il est entendu que la manière de réaliser l'étape de modification tient compte de la température des gaz de suralimentation déterminée par l'élément 25 (dans le cadre d'un asservissement) et/ou que la condition de déclenchement de l'étape de modification tient compte de cette température. En particulier, il peut être fait en sorte que l'étape de modification soit déclenchée si la température déterminée à l'étape de détermination est inférieure à un seuil de température. Ce seuil de température peut éventuellement être lui-même fonction du point de fonctionnement du moteur, le rapport entre ces deux notions pouvant être établi au moyen d'essais préalables permettant de parvenir à une corrélation implantée dans l'unité de commande 15. Un tel seuil de température peut ainsi par exemple varier entre environ 20°C et 80°C.
II est donc compris que les gaz d'admission qui circulent dans le collecteur d'admission 16 se composent d'une première composante constituée par les gaz de suralimentation issus du compresseur 11 b du turbocompresseur 11 et d'une éventuelle deuxième composante constituée par les gaz de recirculation de gaz d'échappement haute pression issus de l'échappement du moteur, et que les gaz dont la température est modulée à l'étape de modulation sont bien constitués par 2 99563 8 14 l'ensemble des gaz d'admission dans ces deux composantes, tandis que l'étape de modification est appliquée uniquement à la première composante constituée par les gaz de suralimentation. Autrement dit, le procédé d'alimentation comprenant une étape de mélange entre les gaz 5 de suralimentation et les gaz d'échappement de recirculation haute pression pour former les gaz d'admission, l'étape de modification est réalisée antérieurement à cette étape de mélange. Dans la suite de la description, ce procédé d'alimentation sera illustré par 10 exemple dans le cadre d'une purge ou d'une désulfuration du piège à oxydes d'azote 13, afin d'en améliorer la qualité en plus de la maitrise du bruit de combustion émis par le moteur 12. Ainsi, un procédé de régénération et/ou de désulfuration du piège à oxydes d'azote 13 peut-il avantageusement comprendre la mise en oeuvre du procédé 15 d'alimentation, en appliquant les enseignements de la figure 1. Toutefois, le procédé d'alimentation prévoyant des conditions d'alimentation à richesse R supérieure ou égale à 1 conjointement à une phase d'ajustement du bruit de combustion par modification de l'écoulement des gaz de suralimentation, peut éventuellement être mis en oeuvre dans 20 toute autre situation au cours de laquelle les conditions d'alimentation sont telles que la richesse R doit être supérieure ou égale à 1. Dans un mode particulier de réalisation présentant une fois encore l'avantage d'une grande simplicité, d'une bonne robustesse, d'une bonne 25 fiabilité et d'être économique, l'étape de modification comprend une étape de dérivation, par les gaz de suralimentation, de l'échangeur thermique de refroidissement 24a des gaz de suralimentation. Pour cela, l'élément 27 régule le débit de gaz de suralimentation circulant dans la conduite de dérivation 26 afin d'ajuster dans le temps un taux de 30 dérivation de l'échangeur 24a par les gaz de suralimentation de sorte à varier la température des gaz de suralimentation d'une manière provoquant une modification donnée de la température des gaz d'admission pour entraîner une modification donnée du bruit de combustion. La température des gaz d'admission est déterminée par l'élément 17 et la température des gaz de suralimentation est déterminée par l'élément 25. L'ajustement du taux de dérivation peut être binaire entre 0% et 100%, notamment dans le cas d'une vanne binaire, ou peut être progressif entre 0% et 100% dans le cas par exemple d'une vanne trois voies. Le taux d'ouverture de l'élément 27 en direction de la conduite 26 varie alors entre 100% (ce qui correspond à la position 27a sur la figure 3) et 0% (ce qui correspond à la position 27b sur la figure 3) en passant par toute valeur intermédiaire entre 0% et 100% (ce qui correspond à la position 27c sur la figure 3). L'asservissement du taux d'ouverture de l'élément 27 vers la conduite 26 entre les valeurs maximales 0% et 100%, en fonction des températures déterminées par les éléments 17, 25 et éventuellement du point de fonctionnement du moteur 12, ainsi que de la température recherchée pour les gaz d'admission, est réalisé par l'unité de commande 15 d'une manière permettant in fine de moduler la température des gaz d'admission. La température déterminée par l'élément 25 permet finalement le contrôle par l'unité de commande 15 du taux de dérivation imposé par l'élément 27, en fonction du point de fonctionnement du moteur dans les conditions de richesse supérieure ou égale à 1.
La position 27b adoptée par l'élément 27 correspond à la recherche d'une température des gaz d'admission minimale : le taux d'ouverture étant de 0%, la totalité des gaz de suralimentation circulent à travers l'échangeur 24a et sont refroidis au maximum.30 Au contraire, la position 27a adoptée par l'élément 27 correspond à la recherche d'une température des gaz d'admission maximale : le taux d'ouverture étant de 100%, la totalité des gaz de suralimentation circulent à travers la conduite 26 et ne sont pas refroidis par l'échangeur 24a.
Lorsque l'unité de commande 15 demande une température donnée des gaz d'admission, elle agit sur le taux d'ouverture entre les positions 27a, 27b pour adopter une position intermédiaire 27c adaptée à la température recherchée des gaz d'admission : l'unité de commande 15 régule la température des gaz d'admission en ajustant en conséquence le taux de dérivation de l'échangeur 24a par les gaz de suralimentation. De manière générale, il peut s'agir : - d'une augmentation du taux de dérivation réalisée de sorte à augmenter la température des gaz de suralimentation d'une manière provoquant une augmentation donnée de la température des gaz d'admission pour entraîner une diminution donnée du bruit de combustion, - ou inversement d'une diminution du taux de dérivation réalisée de sorte à diminuer la température des gaz de suralimentation d'une 20 manière provoquant une baisse de la température des gaz d'admission entraînant une diminution donnée du bruit de combustion. Cette augmentation, ou inversement cette diminution, est réalisée suivant un profil prédéterminé décroissant d'évolution du bruit de combustion en 25 fonction de la température des gaz d'admission, notamment une droite décroissante présentant un gain en bruit de combustion de l'ordre de 3 dB pour une variation de température des gaz d'admission de 40°C. La figure 4 représente, par une telle droite, le bruit de combustion (courbe C1) en conditions de richesse supérieure ou égale à 1, en fonction de la 30 température des gaz d'admission. La température des gaz d'admission varie entre une température minimale notée « T° collecteur mini » par exemple de l'ordre de 20 degrés et une température maximale notée « T° collecteur Maxi admissible » de l'ordre par exemple de 58 degrés. Cette plage de température admissible des gaz d'admission au sein de laquelle elle est modulée peut toutefois être différente, par exemple comprise entre 10 et 90°C, notamment entre 20 et 80°C, ce qui reste sécuritaire et donne de bons résultats. La température des gaz d'admission est modulée entre ces deux valeurs extrêmes, au moyen de la mise en oeuvre de l'étape de modification précédemment décrite relative au gaz de suralimentation. La figure 4 illustre bien qu'une augmentation donnée (ou inversement une diminution donnée) de la température des gaz d'admission résultant d'une étape de modification réalisée en conséquence, permet d'obtenir une réduction (ou inversement une augmentation) du bruit de combustion émis par le moteur 12. La variation du bruit de combustion est réalisée entre des valeurs minimale « min » et maximale « max » obtenues lorsque la température des gaz d'admission est respectivement maximale et minimale sur la plage admissible. La courbe C2 correspond aussi à une droite décroissante représentative du rapport entre la quantité de monoxyde de carbone CO et celle d'hydrocarbure HC, dont l'unité de commande 15 doit tenir compte dans le cadre d'une purge du piège 13 car l'efficacité de la purge dépend de ce rapport. Le procédé comprend une étape d'évaluation d'une caractéristique représentative du point de fonctionnement du moteur, permettant finalement d'estimer le point de fonctionnement où se situe le moteur, en continu ou périodiquement. L'étape de modification est alors mise en oeuvre en fonction de la caractéristique évaluée à l'étape d'évaluation. Par exemple, il est rappelé que le seuil de température pour le déclenchement ou non de l'étape de modification peut tenir compte du point de fonctionnement du moteur. De manière plus générale, par « mise en oeuvre en fonction », il est entendu que la manière de réaliser l'étape de modification tient compte du point de fonctionnement, par exemple dans la manière d'asservir le taux d'ouverture de l'élément 27, et/ou que la condition de déclenchement de la phase d'ajustement tient compte du point de fonctionnement. En particulier, il peut être fait en sorte que la phase d'ajustement soit déclenchée si la caractéristique évaluée à l'étape d'évaluation est représentative d'un point de fonctionnement du moteur pour lequel le moteur est susceptible de générer un bruit de combustion supérieur à un seuil donné. Un tel seuil de bruit de combustion peut être préétabli suivant un cahier des charges préétabli et mémorisé et fonction du régime moteur et de la charge moteur, par exemple de l'ordre de 82 dB pour une vitesse du véhicule de 80 km/h. Le point de fonctionnement du moteur peut être déterminé à partir de l'analyse : - du régime moteur, - d'une valeur de demande en couple à fournir par le moteur, par exemple établie à partir de l'enfoncement de la pédale d'accélérateur, - de la vitesse d'enfoncement de cette pédale, 20 - etc. La corrélation entre le point de fonctionnement et les conditions de déclenchement et de mise en oeuvre par l'unité de commande 15 des étapes de modification, de dérivation, de régulation, est déterminée par 25 mise au point préalable en balayant les points de fonctionnement du moteur et en relevant pour chacun d'eux la valeur minimale de température des gaz de suralimentation et/ou des gaz d'admission pour laquelle les bruits de combustion sont absents ou sont considérés comme tels. L'unité de commande 15 dans laquelle est implantée cette 30 corrélation permet ensuite, à partir des températures déterminées par les éléments 17 et 25, de réguler l'ouverture de l'élément 27 pour atteindre la température de gaz d'admission recherchée. La figure 5 représente le dégagement d'énergie (courbes C3 à C7) et la pression du cylindre (courbes C8 à C12) en fonction de l'avance du vilebrequin du moteur 12, pour des températures des gaz d'admission respectivement égales à 20°C, 30°C , 39°C, 49°C et 58°C, ce qui permet de montrer l'influence de la température des gaz d'admission sur le dégagement d'énergie et sur la pression cylindre.
Le balayage croissant de la température des gaz d'admission sur la combustion se traduit par : - une augmentation croissante du dégagement d'énergie de la combustion de la pré-injection (située au niveau de la zone A), ce qui est favorable à une baisse du bruit de combustion : dans la zone A, les courbes C3 à C7 sont de plus en plus élevées, - une réduction du dégagement d'énergie de la combustion principale (située au niveau de la zone B), impliquant une diminution du gradient de pression, ce qui est favorable à une baisse du bruit de combustion : dans la zone B, les courbes C3 à C7 sont de moins en moins élevées, - une augmentation de la pression cylindre (située au niveau de la zone C), ce qui influe sur le bruit de combustion : dans la zone C, les courbes C8 à C12 sont de plus en plus élevées, Finalement, l'invention présente au moins les avantages suivants : - une maîtrise thermique interne du piège 13 Nox Trap, - une robustesse des efficacités de purge ou de désulfuration (durabilité de la dépollution), - une maîtrise acoustique, - une meilleure stabilité de combustion, - la possibilité de mieux réguler la fenêtre thermique de toute la ligne d'échappement pour optimiser le traitement des oxydes d'azote. On notera aussi les avantages particuliers du procédé d'alimentation lorsqu'il comprend une étape d'évaluation d'une caractéristique représentative du point de fonctionnement du moteur et que l'étape de modification est mise en oeuvre en fonction de la caractéristique évaluée à l'étape d'évaluation. On notera encore les avantages plus particuliers du procédé d'alimentation lorsqu'il comprend une étape de détermination de la température des gaz de suralimentation entre le turbocompresseur et l'échangeur thermique de refroidissement des gaz de suralimentation et que l'étape de modification est mise en oeuvre en fonction de la température des gaz de suralimentation déterminée.
Une application industrielle intéressante parmi d'autres de l'invention se retrouve dans un procédé de régénération et/ou de désulfuration d'un piège à oxydes d'azote pour le post-traitement de gaz d'échappement émis par le moteur à combustion interne, comprenant la mise en oeuvre du procédé d'alimentation du moteur décrit ci-dessus.20

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé d'alimentation d'un moteur (12) de type à combustion interne selon des conditions de richesse supérieure ou égale à 1, caractérisé en ce qu'il comprend une phase d'ajustement du bruit de combustion émis par le moteur comportant une étape de modulation de la température des gaz d'admission alimentant le moteur, l'étape de modulation comprenant une étape de modification de l'écoulement des gaz de suralimentation issus d'un turbocompresseur (11) réalisée de sorte à agir sur la température des gaz de suralimentation en fonction de la température des gaz d'admission recherchée pour la mise en oeuvre de l'étape de modulation.
  2. 2. Procédé d'alimentation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de modification comprend une étape de dérivation, par les gaz de suralimentation, d'un échangeur thermique de refroidissement (24a) des gaz de suralimentation, selon un taux de dérivation ajusté de sorte à varier la température des gaz de suralimentation d'une manière provoquant une modification donnée de la température des gaz d'admission pour entraîner une modification donnée du bruit de combustion.
  3. 3. Procédé d'alimentation selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'étape de dérivation comprend une étape d'augmentation du taux de dérivation réalisée de sorte à augmenter la température des gaz de suralimentation d'une manière provoquant une augmentation donnée de la température des gaz d'admission pour entraîner une diminution donnée du bruit de combustion.
  4. 4. Procédé d'alimentation selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'étape d'augmentation est réalisée suivant un profil prédéterminé (C1) décroissant d'évolution du bruit de combustion en fonction de la température des gaz d'admission, notamment une droite décroissante présentant un gain en bruit de combustion de l'ordre de 3 dB pour une variation de température des gaz d'admission de 40°C.
  5. 5. Procédé d'alimentation selon, l'une des revendications 3 à 4, caractérisé en ce que l'étape de dérivation comprend une étape de régulation du débit de gaz de suralimentation circulant dans une conduite de dérivation (26) agencée en parallèle de l'échangeur thermique de refroidissement des gaz de suralimentation, entre le turbocompresseur et un collecteur d'admission (16) du moteur.
  6. 6. Procédé d'alimentation selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'évaluation d'une caractéristique 15 représentative du point de fonctionnement du moteur, l'étape de modification étant mise en oeuvre en fonction de la caractéristique évaluée à l'étape d'évaluation et en ce que la phase d'ajustement est déclenchée si la caractéristique évaluée à l'étape d'évaluation est représentative d'un point de fonctionnement du moteur pour lequel le 20 moteur est susceptible de générer un bruit de combustion supérieur à un seuil donné.
  7. 7. Procédé d'alimentation selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'étape de modification est déclenchée si la température des gaz de suralimentation est inférieure à un seuil fonction 25 du point de fonctionnement du moteur.
  8. 8. Dispositif de gestion de l'alimentation d'un moteur à combustion interne, comprenant des éléments d'alimentation du moteur en gaz d'admission et en carburant, une unité de commande (15) et des éléments matériels (25 à 27) qui mettent en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.
  9. 9. Dispositif de gestion selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits éléments matériels comprennent : un élément (25) de détermination de la température des gaz de suralimentation circulant entre le turbocompresseur (11) et l'échangeur 10 thermique de refroidissement (24a) des gaz de suralimentation, un élément de transmission de la température déterminée à l'unité de commande (15), - une conduite de dérivation (26) agencée en parallèle de l'échangeur thermique de refroidissement, entre le turbocompresseur et 15 le collecteur d'admission (16) du moteur, - et un élément (27) de régulation du débit de gaz de suralimentation circulant dans la conduite de dérivation (26), piloté par l'unité de commande (15).
  10. 10. Groupe motopropulseur de véhicule automobile comprenant un 20 moteur (12) à combustion interne, un piège à oxydes d'azote (13) pour le post-traitement de gaz d'échappement émis par le moteur, et un dispositif de gestion de l'alimentation du moteur selon l'une des revendications 8 ou 9 pour ajuster le bruit de combustion durant des conditions de richesse supérieure ou égale à 1 imposées par l'unité de commande (15) 25 et les éléments d'alimentation durant les régénérations et/ou les désulfurations du piège à oxydes d'azote.
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