FR3063521A1 - Procede de controle d’emission d’un polluant pendant un mode de fonctionnement d’un moteur thermique le protegeant de fortes temperatures - Google Patents

Procede de controle d’emission d’un polluant pendant un mode de fonctionnement d’un moteur thermique le protegeant de fortes temperatures Download PDF

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Abstract

L'invention porte sur un procédé de contrôle d'émission d'au moins un polluant spécifique pendant un mode de fonctionnement de protection d'un moteur thermique mis en oeuvre lorsqu'une température du moteur supérieure à un seuil de température calibrable au-delà duquel on considère que la température peut porter atteinte à une intégrité physique du moteur et/ou de ses composants est détectée, le mode de fonctionnement conduisant à un enrichissement d'un mélange air/carburant admis dans le moteur. Le mode de fonctionnement de protection est autorisé tant qu'un ratio cible prédéterminé calibrable d'une masse maximale dudit au moins un polluant spécifique rejeté du moteur thermique dans les gaz d'échappement par kilomètre parcouru n'est pas atteint ou est estimé ne pas être atteint dans une prochaine durée prédéterminée non écoulée ayant commencé à un début de roulage du véhicule automobile.

Description

Titulaire(s) : PEUGEOT CITROEN AUTOMOBILES SA Société anonyme.
Demande(s) d’extension
Mandataire(s) : PEUGEOT CITROEN AUTOMOBILES SA Société anonyme.
PROCEDE DE CONTROLE D'EMISSION D'UN POLLUANT PENDANT UN MODE DE FONCTIONNEMENT D'UN MOTEUR THERMIQUE LE PROTEGEANT DE FORTES TEMPERATURES.
FR 3 063 521 - A1 t5/J L'invention porte sur un procédé de contrôle d'émission d'au moins un polluant spécifique pendant un mode de fonctionnement de protection d'un moteur thermique mis en oeuvre lorsqu'une température du moteur supérieure à un seuil de température calibrable au-delà duquel on considère que la température peut porter atteinte à une intégrité physique du moteur et/ou de ses composants est détectée, le mode de fonctionnement conduisant à un enrichissement d'un mélange air/carburant admis dans le moteur. Le mode de fonctionnement de protection est autorisé tant qu'un ratio cible prédéterminé calibrable d'une masse maximale dudit au moins un polluant spécifique rejeté du moteur thermique dans les gaz d'échappement par kilomètre parcouru n'est pas atteint ou est estimé ne pas être atteint dans une prochaine durée prédéterminée non écoulée ayant commencé à un début de roulage du véhicule automobile.
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Figure FR3063521A1_D0001
PROCEDE DE CONTROLE D’EMISSION D’UN POLLUANT PENDANT UN MODE DE FONCTIONNEMENT D’UN MOTEUR THERMIQUE LE PROTEGEANT DE FORTES TEMPERATURES [0001] La présente invention porte sur un procédé de contrôle d’émission d’au moins un polluant pendant un mode de fonctionnement d’un moteur thermique le protégeant de fortes températures, par exemples supérieures à 1.000°C. Dans le cadre de la présente invention, plusieurs polluants peuvent être suivis simultanément, ce polluant pouvant être du monoxyde de carbone, aussi connu sous sa formule chimique CO, formule qui sera aussi ci-après utilisée pour désigner le monoxyde de carbone.
[0002] La présente invention s’inscrit dans le domaine technique du pilotage d’un groupe motopropulseur, de préférence à carburant essence et de ses modes de combustion pilotés par une unité de contrôle moteur, ceci couplé avec le fonctionnement d’un système de dépollution du polluant considéré.
[0003] Dans certaines situations de vie, les niveaux élevés de température d’un moteur thermique, avec des températures supérieures à 1.000°C, peuvent, sur le long terme, porter atteinte à son intégrité. Afin d’éviter une casse du moteur, il est connu de limiter ce vieillissement causé par la répétition de trop fortes températures en enrichissant le mélange air/essence diminuant ainsi la température dans la chambre de combustion du moteur thermique.
[0004] Cette situation de vie apparaît notamment sur les moteurs à carburant essence atmosphériques pour de forts régimes, par exemple supérieurs à 4.500 tours par minute ou tr/min et de fortes charges.
[0005] Cet enrichissement a comme conséquence une dégradation ponctuelle de l’efficacité du système de dépollution instantanée. Cela se traduit notamment alors par une augmentation des niveaux de CO à l’échappement. Dans ce qui va suivre, il va être pris comme polluant à considérer le monoxyde de carbone mais ceci n’est pas limitatif et la présente invention est valable pour tout polluant augmentant pour ces conditions d’enrichissement du mélange air/carburant lors du mode de fonctionnement de protection du moteur thermique.
[0006] Le document FR-A-2 931 881 décrit un procédé de détection d'une combustion anormale dans la chambre de combustion d'un cylindre d'un moteur à combustion interne à allumage commandé, selon laquelle on produit un signal dont l'amplitude dépend d'une grandeur liée à la combustion du mélange carburé et on traite les signaux reçus pendant une fenêtre temporelle selon un algorithme comparatif avec un signal de référence représentatif d'une combustion normale dans les mêmes conditions représentatives du fonctionnement du moteur.
[0007] Le début de la fenêtre temporelle est choisi avec un retard prédéterminé par rapport à une avance de base à l'allumage choisie en fonction du point de fonctionnement du moteur. Ce document n’est pas relatif au problème de la régulation d’un polluant quand une stratégie d’enrichissement est mis en œuvre pour un moteur thermique lorsque la température du moteur est très élevée afin d’assurer une protection du moteur thermique.
[0008] Le document FR-A-2 991 723 décrit un dispositif de contrôle d'ouverture et de fermeture de soupapes d'admission et d'échappement de moteur à combustion de véhicule automobile. Il est déterminé une consigne de balayage maximale admissible en air en fonction d'un taux d'oxygène maximal admissible dans des gaz d'échappement, étant donné que le balayage entraîne un taux important d'oxygène dans les gaz d’échappement.
[0009] Ce document divulgue donc une interdiction du balayage quand un taux d’oxygène maximal est présent dans les gaz d’échappement, ceci principalement pour protéger un élément de dépollution pouvant vieillir prématurément sous fort taux d’oxygène. Par contre, ce document n’est pas relatif à l’autorisation d’un mode de fonctionnement spécifique d’un moteur thermique pour protéger le moteur thermique contre une température élevée du moteur thermique par enrichissement du mélange air/carburant.
[0010] Le problème à la base de la présente invention est de contrôler les émissions d’au moins un polluant en sortie d’un moteur thermique, lors d’une mise en œuvre d’un mode de fonctionnement de protection du moteur thermique contre des températures élevées, ces émissions dudit au moins un polluant ayant été augmentées par la mise en œuvre du mode de fonctionnement.
[0011] A cet effet, la présente invention concerne un procédé de contrôle d’émission d’au moins un polluant spécifique pendant un mode de fonctionnement de protection d’un moteur thermique mis en oeuvre lorsqu’une température du moteur supérieure à un seuil de température calibrable au-delà duquel on considère que la température peut porter atteinte à une intégrité physique du moteur et/ou de ses composants est détectée, le mode de fonctionnement conduisant à un enrichissement d’un mélange air/carburant admis dans le moteur, caractérisé en ce que le mode de fonctionnement de protection est autorisé tant qu’un ratio cible prédéterminé calibrable d’une masse maximale dudit au moins un polluant spécifique rejeté du moteur thermique dans les gaz d’échappement par kilomètre parcouru n’est pas atteint ou est estimé ne pas être atteint dans une prochaine durée prédéterminée non écoulée ayant commencé à un début de roulage du véhicule automobile.
[0012] Dans le cadre de la présente invention, il est possible d’autoriser ou de ne pas autoriser l’utilisation d’un mode de fonctionnement de protection du moteur en fonction des masses dudit au moins un polluant spécifique déjà rejetées. De plus, toujours dans le cadre de l’invention, il est possible d’extrapoler les masses dudit au moins un polluant spécifique déjà rejetées pour estimer les masses dudit au moins un polluant spécifique qui vont être prochainement rejetées, donc d’effectuer une autorisation valide sur une plus grande durée.
[0013] L’effet technique est de subordonner la mise en œuvre d’un mode de fonctionnement de protection du moteur visant à diminuer la température du moteur alors considérée comme trop élevée en dépassant le seuil calibré, par exemple les 1.000°C, ce mode de fonctionnement de protection du moteur pouvant conduire à une augmentation de l’enrichissement du mélange air essence à une émission maîtrisée d’au moins un polluant émis par le moteur thermique.
[0014] Ceci permet d’optimiser différentes prestations en plus de l’émission du polluant, notamment la consommation de carburant, les performances du moteur, la protection du moteur par la mise en œuvre d’un mode de fonctionnement approprié du moteur thermique.
[0015] Le procédé de contrôle d’une émission d’un polluant selon la présente invention consiste à se donner un niveau de polluant spécifique pendant un roulage du véhicule que l’on peut émettre via le mode de fonctionnement spécifique de protection du moteur, niveau de polluant spécifique qui se trouve augmenté du fait de la mise en œuvre du mode fonctionnement de protection du moteur. Pour ce faire, il est effectué des bilans d’émissions à intervalles de temps réguliers pour déterminer si on dispose de suffisamment de marge pour autoriser l’utilisation du mode de fonctionnement de protection du moteur.
[0016] Le procédé de contrôle d’une émission d’au moins un polluant selon la présente invention permet l’activation du mode de fonctionnement de protection du moteur thermique pour le véhicule tout en prévenant le risque d’une émission trop élevée d’au moins un polluant par le moteur lors de la mise en œuvre de ce mode de fonctionnement de protection du moteur.
[0017] Le procédé d’autorisation selon la présente invention permet notamment d’autoriser ou non l’usage d’un mode de fonctionnement de protection du moteur en s’assurant que l’on reste toujours compatible des limites d’émissions réglementaires en vigueur d’au moins un polluant spécifique.
[0018] Bien que l’enrichissement du mélange air/carburant soit nécessaire pour protéger le moteur, ce qui est fait par la mise en œuvre du mode de fonctionnement de protection du moteur, la présente invention entend, dans le même temps, limiter les émissions d’au moins un polluant à l’échappement du moteur. La présente invention effectue le meilleur compromis possible entre, d’une part, protection du moteur thermique et de ses composants et, d’autre part, émissions de polluants, avantageusement le monoxyde de carbone. En effet, les phénomènes de casses du moteur pouvant résulter d’un vieillissement thermique et donc en étant des phénomènes se produisant sur le long terme, il est possible de ne pas enrichir et donc de ne pas mettre en œuvre le mode de fonctionnement du moteur thermique dans certains cas pour privilégier la limitation des émissions, tout cela sans compromettre l’intégrité du moteur.
[0019] Avantageusement, le mode de fonctionnement de protection consiste en un enrichissement du mélange air/essence diminuant ainsi la température dans une chambre de combustion du moteur thermique.
[0020] Avantageusement, des masses rejetées du polluant spécifique lors du mode de fonctionnement de protection du moteur thermique sont régulièrement calculées ou estimées en fonction de durées écoulées ou en fonction de masses de dioxyde de carbone émises, une masse dudit au moins un polluant spécifique rejetée du moteur thermique par kilomètre parcouru étant, à partir desdites masses rejetées dudit au moins un polluant spécifique, calculée et comparée au ratio cible prédéterminé, le kilométrage parcouru étant calculé en fonction d’une vitesse du véhicule.
[0021] Avantageusement, les masses rejetées dudit au moins un polluant spécifique sont calculées ou estimées pour chaque sous-fenêtre d’une fenêtre glissante comprenant un premier nombre n calibrable de sous-fenêtres, une masse totale dudit au moins un polluant spécifique MBi étant calculée pour la fenêtre glissante en fonction du total des masses dudit au moins un polluant spécifique des sous-fenêtres précédentes, mBj étant la masse dudit au moins un polluant spécifique émise pour la sous-fenêtre j, selon l’équation suivante:
i
MBi= Σ mBj j=i-n+l avec, soit une distance D, parcourue pendant la fenêtre glissante se terminant par la sousfenêtre i, une définition d’une masse totale dudit au moins un polluant spécifique MDî sur la distance parcourue D, selon l’équation :
[0022] Avantageusement, la masse totale dudit au moins un polluant spécifique par kilomètre parcouru depuis le début du roulage du véhicule automobile est calculée selon une moyenne pondérée des émissions de chaque fenêtre parcourue depuis le début du roulage:
Zfc wkMdk T.kWk wk étant un facteur de pondération pour la fenêtre k et Mdk étant la masse dudit au moins un polluant spécifique par kilomètre rejetés pour la fenêtre k, et quand cette masse totale dudit au moins un polluant spécifique par kilomètre parcouru est inférieure au ratio cible prédéterminé, le mode de fonctionnement de protection du moteur est autorisé au moins pour la sous-fenêtre en cours suivant la dernière sous-fenêtre complète de la dernière fenêtre glissante.
[0023] Avantageusement, le mode de fonctionnement de protection du moteur s’effectue pour un deuxième nombre N prédéterminé de fenêtres glissantes, le deuxième nombre N étant inférieur ou égal au premier nombre n calibrable de sous-fenêtres, la masse totale dudit au moins un polluant spécifique par kilomètre pendant les fenêtres glissantes étant égale à :
llk=iwkMdk+Ylk=i+1wkMdk lk=1Wk+llk=Ni+1wk [0024] Avantageusement, le mode de fonctionnement de protection du moteur s’effectue pour le deuxième nombre de fenêtres glissantes tant que la masse totale dudit au moins un polluant spécifique par kilomètre pendant les fenêtres glissantes est inférieure au ratio cible prédéterminé Cco additionné d’un décalage Offset selon l’inégalité :
zUi wk+wk s Cco + Offset [0025] Avantageusement, le décalage correspond à une quantité moyenne dudit au moins un polluant spécifique par kilomètre estimée lors d’une activation du mode de fonctionnement de protection du moteur.
[0026] Avantageusement, le facteur de pondération wk est pris égal à 1 et il est défini 10 deux grandeurs A et B comme étant égales respectivement à:
i
Figure FR3063521A1_D0002
k=l et quand les deux grandeurs sont introduites dans l’inégalité, on obtient:
β + Σ(+4+1μ^
A + N ou en développant avec Mdk = MBk/ Dk : i+7V
M < Cco + Offset
ΣΜύ.
-^<Ccox(A + N)-B + Offset
Cl,„ k-i+1 puis en estimant des distances des futures fenêtres glissantes Dk donnant pour toute 15 fenêtre k compris entre i+1 et i+N :
Dk = Dt x ffa )
Où V, est la vitesse moyenne de la fenêtre glissante se terminant par la sous-fenêtre i et D, la distance pour la sous-fenêtre i, d’où on obtient :
t+N
Σ Mbk < (Cco *(A + N)-B)xdiX f(Vi) + Offset k=i+l dans lequel il est appliqué une projection sur le deuxième nombre des prochaines fenêtres pour le calcul de la masse totale dudit au moins un polluant spécifique mBi+1 pour la sous-fenêtre i+1 :
l+l — Offset mBi+i étant la masse totale dudit au moins un polluant spécifique pour la sous-fenêtre i+1, le mode de fonctionnement de protection du moteur étant autorisé au moins sur la prochaine sous-fenêtre si l’inégalité est vérifiée.
[0027] Avantageusement, le polluant est le monoxyde de carbone.
[0028] L’invention concerne aussi un véhicule automobile comprenant au moins un moteur thermique et une unité de contrôle moteur pilotant différents modes de fonctionnement du moteur thermique, caractérisé en ce que, pendant un mode de fonctionnement de protection du moteur thermique contre des températures élevées, pouvant porter atteinte à une intégrité physique du moteur et/ou de ses composants, ce mode de fonctionnement conduisant à un enrichissement d’un mélange air/carburant admis dans le moteur, il est mis en oeuvre un tel procédé de contrôle d’émission d’au moins un polluant spécifique.
[0029] D’autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d’exemples non limitatifs et sur lesquels :
- la figure 1 est une représentation schématique d’une fenêtre glissante illustrant une durée pour le calcul d’une masse totale dudit au moins un polluant spécifique rejeté du moteur thermique, la fenêtre glissante servant dans un mode préférentiel de réalisation du procédé de contrôle selon la présente invention,
- la figure 2 montre plusieurs fenêtres glissantes et une prise de décision sur une sous-fenêtre à venir en fonction des sous-fenêtres passées dans un mode préférentiel de réalisation du procédé de contrôle selon la présente invention,
- la figure 3 montre une estimation de la masse totale dudit au moins un polluant spécifique rejetée du moteur thermique sur plusieurs fenêtres depuis un début de roulage du véhicule automobile, cette estimation se faisant selon un mode préférentiel de réalisation du procédé de contrôle selon la présente invention et donnant une masse totale qui doit être inférieure à un ratio cible prédéterminé calibrable pour que le mode de fonctionnement de protection du moteur soit autorisé.
[0030] Il est à garder à l’esprit que les figures sont données à titre d'exemples et ne sont pas limitatives de l’invention. Elles constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. En particulier, les dimensions des différents éléments illustrés ne sont pas représentatives de la réalité.
[0031] Dans ce qui va suivre, il est fait référence à toutes les figures prises en combinaison. Quand il est fait référence à une ou des figures spécifiques, ces figures sont à prendre en combinaison avec les autres figures pour la reconnaissance des références numériques désignées.
[0032] En se référant à toutes les figures, l’invention concerne un procédé de contrôle d’émission d’au moins un polluant spécifique pendant un mode de fonctionnement de protection d’un moteur thermique mis en oeuvre lorsqu’une température du moteur supérieure à un seuil calibrable est détectée. Au-delà de ce seuil on considère la température du moteur peut porter atteinte à son intégrité physique et/ou de ses composants. Ainsi, ce seuil peut être d’environ 1.000°C. Pour de telles températures supérieures au seuil calibrable, dangereuses pour le moteur à long terme par leurs répétitions et durées cumulées, selon l’état de la technique, il est connu de mettre en oeuvre un mode de fonctionnement pour la protection du moteur thermique consistant en un enrichissement d’un mélange air/carburant admis dans le moteur.
[0033] Selon l’état de technique, ceci est pratiqué sans prendre en compte les influences de ce mode de fonctionnement de protection du moteur sur les polluants rejetés par le moteur thermique via sa ligne d’échappement. Or, la mise en oeuvre de ce mode de fonctionnement de protection du moteur thermique avec enrichissement d’un mélange air/carburant admis au moteur thermique accroît des émissions de polluants.
[0034] Comme polluant spécifique rejeté, il peut être cité le monoxyde de carbone ou CO. Ceci n’est pas limitatif et la présente invention peut être appliquée à n’importe quel autre polluant présent dans les gaz d’échappement dont l’émission est augmentée lors de la mise en œuvre du mode de fonctionnement de protection du moteur thermique quand celui-ci dépasse une température maximale.
[0035] Plusieurs polluants peuvent aussi être parallèlement suivis auquel cas l’autorisation du mode de fonctionnement de protection du moteur thermique n’est mis en œuvre qui si toutes les émissions de polluants suivis le permettent. Un compromis pour des polluants jugés moins nocifs peut aussi être adopté. Le monoxyde de carbone est, quant à lui, considéré comme un polluant nocif et ses émissions sont donc particulièrement contrôlées.
[0036] Selon l’invention, le mode de fonctionnement de protection est autorisé tant qu’un ratio cible prédéterminé calibrable d’une masse maximale dudit au moins un polluant spécifique rejeté du moteur thermique dans les gaz d’échappement par kilomètre parcouru n’est pas atteint ou est estimé ne pas être atteint dans une prochaine durée prédéterminée non écoulée ayant commencé à un début de roulage du véhicule automobile.
[0037] Ceci peut donc être fait aussi bien pour une durée courte suivant directement l’estimation ou le calcul d’une masse totale dudit au moins un polluant spécifique que pour une durée plus longue auquel cas, il est procédé à une estimation de la quantité de polluant spécifique rejetés au moins dans un intervalle de cette durée, cette estimation étant basée sur le calcul de la masse dudit au moins un polluant spécifique effectivement calculée en considérant que les conditions de roulage, par exemple la vitesse, ne vont pas ou peu changer des conditions de roulage précédentes qui sont alors représentatives des conditions de roulage à venir.
[0038] La présente invention repose sur le fait que les températures très hautes atteintes par le moteur ne lui sont dommageables qu’à long terme et se voient sur la durée de vie du moteur. Il peut donc être fait des suspensions de la mise en œuvre du mode de fonctionnement pour la protection du moteur si celles-ci ne sont pas trop nombreuses et/ou trop longues.
[0039] Cela laisse donc une possibilité de mieux contrôler les émissions d’au moins un polluant sélectif en suspendant brièvement ce mode de fonctionnement quand la quantité émise du polluant sélectif a été mesurée ou évaluée trop importante. Dès que cette quantité émise de polluant baisse sensiblement, le mode de fonctionnement de protection du moteur thermique peut être remis en œuvre. Ceci est contrôlé et commandé par une unité de contrôle moteur, responsable du bon fonctionnement du moteur thermique et de ses éléments auxiliaires associés.
[0040] Il s’ensuit que le mode de fonctionnement de protection du moteur demeure globalement efficace, sa mise en œuvre n’étant que momentanément interrompue et le mode fonctionnement de protection restant le mode par défaut pour des températures maximales du moteur thermique. Ceci est cependant fait sans que cela soit au détriment de la pollution en un ou des polluants spécifiques, car l’autorisation ne se fait que si le calcul de la masse dudit au moins un polluant spécifique déjà rejetée avec ou sans ajout d’une masse dudit au moins un polluant spécifique extrapolée pour des durées à venir le permet.
[0041] La présente invention concerne plus particulièrement les moteurs atmosphériques à carburant essence pour la limitation du CO lors d’un mode de fonctionnement de protection du moteur thermique contre de trop hautes températures, ce mode de fonctionnement pouvant conduire à un enrichissement du mélange air/carburant visant à se protéger d’une casse moteur due à des thermiques trop élevées tout au long de sa vie.
[0042] A la base du procédé selon la présente invention, il est donné un niveau de polluant spécifique maximale sur le roulage que l’on peut émettre via le mode de fonctionnement de protection qui accroît justement les émissions d’au moins un polluant spécifique et il est procédé à des bilans d’émission de ce polluant à intervalles de temps réguliers pour déterminer si on dispose de suffisamment de marge pour autoriser l’utilisation du mode.
[0043] Dans le procédé, les masses rejetées dudit au moins un polluant spécifique lors du fonctionnement du moteur thermique peuvent être régulièrement calculées ou estimées en fonction de durées écoulées.
[0044] Dans les deux cas, une masse dudit au moins un polluant spécifique rejetés du moteur thermique par kilomètre parcouru, à partir desdites masses rejetées dudit au moins un polluant, peut être calculée et comparée au ratio cible prédéterminé. Le kilométrage parcouru peut être calculé en fonction d’une vitesse du véhicule.
[0045] Dans le cas d’un polluant étant le CO, les masses de CO peuvent être estimées en fonction de masses de dioxyde de carbone ou CO2, elles-mêmes estimées en fonction d’une consommation de carburant, avantageusement mais pas forcément couplée avec des mesures de régime, de couple moteur et de taux d’oxygène dans la ligne d’échappement.
[0046] A la figure 1, Une fenêtre glissante F gliss est composée de n sous-fenêtres, n pouvant être égal à 20 sans que cela soit limitatif et étant le premier nombre comme défini dans la présente invention. Une sous-fenêtre, référencée Sfa, est en cours d’analyse et non encore finie en suivant la dernière sous-fenêtre précédente, référencée Sfi, analysée, pour obtenir une masse dudit au moins un polluant spécifique rejetée mBi.
[0047] Il est calculé une masse totale du polluant ou de chaque polluant pour la fenêtre glissante F gliss se terminant par la sous-fenêtre i sfi, cette masse étant référencée MBi. Les masses rejetées dudit au moins un polluant spécifique peuvent être calculées ou estimées pour chaque sous-fenêtre d’une fenêtre glissante F gliss comprenant un premier nombre n calibrable de sous-fenêtres. La masse totale dudit au moins un polluant spécifique MBi est calculée pour la fenêtre glissante F gliss en fonction du total des masses dudit au moins un polluant spécifique des sous-fenêtres précédentes, mBj étant la masse dudit au moins un polluant émise pour la sous-fenêtre j, selon l’équation suivante:
mBi= y j=i-n+l [0048] Il peut être défini une distance D, parcourue pendant la fenêtre glissante F gliss se 15 terminant par la sous-fenêtre i, référencée sfi. Il est alors défini une masse totale dudit au moins un polluant spécifique MDi sur la distance parcourue D, selon l’équation :
[0049] Pour calculer la quantité totale du polluant ou de chaque polluant émis sur l’ensemble du trajet ou roulage, donc un rapport de masse totale d’un polluant spécifique par kilomètre parcouru depuis le début du roulage du véhicule automobile, il est utilisé une moyenne pondérée des émissions de chaque fenêtre parcourue depuis le début du roulage égale à :
T.kWkMdk wk étant un facteur de pondération pour la fenêtre k et Mdk étant la masse dudit au moins un polluant spécifique par kilomètre rejetée pour la fenêtre k.
[0050] Quand cette masse totale dudit au moins un polluant spécifique par kilomètre parcouru est inférieure au ratio cible prédéterminé, le mode de fonctionnement de protection du moteur est autorisé au moins pour la sous-fenêtre en cours Sfi+1 suivant la dernière sous-fenêtre complète Sfi de la dernière fenêtre glissante F gliss.
[0051] Le ratio cible prédéterminé peut correspondre avantageusement à une norme en vigueur et est désigné ci-après par CGo. Par exemple, ce ratio cible prédéterminé peut être de 150mg/km pour le monoxyde de carbone, de 20mg/km pour des oxydes d’azote. C’est le monoxyde de carbone qui est préféré pour être le polluant spécifique surveillé.
[0052] Ainsi, le procédé d’autorisation peut consister à estimer si on a le droit d’utiliser le mode spécifique de protection du moteur sur la sous-fenêtre i+1 à partir du bilan qui aura été fait jusqu’à la dernière sous-fenêtre complète sfi i référencée Sfi.
[0053] Le mode de fonctionnement de protection du moteur s’effectue pour un deuxième nombre N prédéterminé de fenêtres glissantes F gliss. Le deuxième nombre N peut être inférieur ou égal au premier nombre n calibrable de sous-fenêtres. La masse totale dudit au moins un polluant spécifique par kilomètre pendant les fenêtres glissantes F gliss est égale à :
Σ^ι^Μ^+Σ^Ϊ+ι^Μ^ [0054] En première approche, on peut considérer que, pour autoriser le mode de fonctionnement de protection du moteur, il faut être sous le seuil Cco au terme de la sousfenêtre i+1. Néanmoins, les émissions du polluant spécifique qui interviendraient à la sous-fenêtre i+1 compteront aussi pour les N prochaines fenêtres glissantes F gliss, N étant le deuxième nombre. Il faut donc s’assurer que l’inégalité reste vraie sur les N prochaines fenêtres.
[0055] Le deuxième nombre N peut être inférieur ou égal premier nombre n. Le choix du deuxième nombre N est un compromis entre la sécurisation du bilan de rejet de polluant spécifique global et du taux de disponibilité du mode de fonctionnement de protection du moteur.
[0056] La figure 2, en se référant aussi à la figure 1 pour les références manquantes à cette figure, montre une sous-fenêtre glissante F gliss pendant laquelle une masse totale dudit au moins un polluant spécifique MBi a été évacuée du moteur thermique et étant la somme des masses dudit au moins un polluant spécifique des sous-fenêtres de la fenêtre glissante F gliss.
[0057] A la figure 2, la masse dudit au moins un polluant spécifique pendant la sousfenêtre i est référencée MBi. En fonction de cette masse totale MBi, il est pris une décision quant à l’autorisation du mode de fonctionnement de protection du moteur au moins pour la sous-fenêtre à venir pour laquelle une masse mBi+1 est estimée.
[0058] En se référant à la figure 3 tout en se référant à la figure 1 pour les références manquantes à cette figure, le mode de fonctionnement de protection du moteur peut s’effectuer pour le deuxième nombre N de fenêtres glissantes F gliss tant que la masse totale dudit au moins un polluant spécifique par kilomètre pendant les fenêtres glissantes F gliss est inférieure au ratio cible prédéterminé CGo additionné d’un décalage Offset selon l’inégalité :
Σ[=1 Wk + Zfct/(+i wk s Ceo + Offset [0059] Le décalage Offset peut correspondre à une quantité moyenne dudit au moins un polluant spécifique par kilomètre estimée lors d’une activation du mode de fonctionnement de protection du moteur thermique. Le décalage Offset représente donc une marge que l’on se donne qui correspond à la quantité moyenne dudit au moins un polluant spécifique que l’on estime émettre lors d’une activation du mode de fonctionnement de protection du moteur. En analogie avec la sélection du deuxième nombre N, le choix du décalage est un compromis entre la sécurisation des émissions et le taux de disponibilité du mode de fonctionnement de protection du moteur.
[0060] Le facteur de pondération wk peut prendre diverses valeurs pour minorer l’influence de fenêtres glissantes F gliss n’étant pas représentatives du roulage et renforcer la pondération d’autres fenêtres glissantes F gliss.
[0061] Le facteur de pondération wk peut par exemple être pris égal à 1. Pour un facteur 25 de pondération wk égal à 1 ou à une autre valeur, il peut aussi être défini deux grandeurs
A et B comme étant égales respectivement à:
i
Figure FR3063521A1_D0003
k=l [0062] En introduisant les deux grandeurs A et B dans l’inégalité précédemment mentionnée, on obtient:
B + ΣΤ=' i+Y n# k=i+lMclk <C,
CO + Offset [0063] Il a été vu précédemment qu’il pouvait être défini une distance D, parcourue 5 pendant la fenêtre glissante F gliss se terminant par la sous-fenêtre i. Il est alors défini une masse totale dudit au moins un polluant spécifique MDi sur la distance parcourue D, selon l’équation :
Md, = MBi/ Di.
[0064] Par analogie, il est possible d’énoncer que Mdk = MBk/Dk et introduire Mdkdans la 10 précédente inégalité, ce qui donne :
i+N
Mb —- < Cco X (Λ + n) - B + Offset
Figure FR3063521A1_D0004
[0065] On peut estimer des distances des futures fenêtres glissantes Dk donnant pour toute fenêtre k compris entre i+1 et i+N :
Dk = Di x ffa )
Où V, est la vitesse moyenne de la fenêtre glissante F gliss se terminant par la sousfenêtre i et D, la distance pour la sous-fenêtre i, d’où on obtient :
i+N
Σ Mbk < (Cco X (4 + N) — Ef X (fX f(Vj) + Offset k=i+l [0066] Ceci permet d’estimer les distances des futures fenêtres glissantes F gliss que l’on ne connaît pas encore. On peut ainsi sécuriser le calcul en prenant comme hypothèse que si la vitesse moyenne de la dernière fenêtre glissante F gliss connue est faible, donc une distance Di grande, il est pris une distance Dk faible en anticipant une future accélération. En effet, plus Dk sera petit et plus le bilan en polluant émis sera sévère. A l’inverse, si on est déjà sur des distances faibles avec des vitesses élevées, il est possible de rester sur les mêmes valeurs.
[0067] Il peut être appliqué une projection sur le deuxième nombre N des prochaines fenêtres pour le calcul de la masse totale dudit au moins un polluant spécifique mBi+1 pour la sous-fenêtre i+1 :
£ =-~N---- - °ffset mBi+i étant la masse totale dudit au moins un polluant spécifique pour la sous-fenêtre i+1, le mode de fonctionnement de protection du moteur étant autorisé au moins sur la prochaine sous-fenêtre si l’inégalité est vérifiée. La somme des masses dudit au moins un polluant spécifique mBi pour des sous-fenêtres B, comprises entre i et i-p puis entre p=0 et n-2 est référencée à la figure 3.
[0068] A la figure 3, il est aussi montré la définition de B à savoir :
i
Figure FR3063521A1_D0005
k=l [0069] La présente invention s’applique à un véhicule automobile dont le carburant est avantageusement de l’essence. Un tel véhicule automobile comprend au moins un moteur thermique et une unité de contrôle moteur, pilotant différents modes de fonctionnement du moteur thermique. Pendant un mode de fonctionnement de protection du moteur thermique contre des températures élevées, d’environ 1.000°C, pouvant porter atteinte à une intégrité physique du moteur et/ou de ses composants, d’environ 1.000°C, ce mode de fonctionnement conduisant à un enrichissement d’un mélange air/carburant admis dans le moteur, il est mis en œuvre un procédé de contrôle d’émission d’au moins un polluant spécifique tel que précédemment décrit.
[0070] L’invention n’est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n’ont été donnés qu’à titre d’exemples.

Claims (10)

  1. Revendications :
    1. Procédé de contrôle d’émission d’au moins un polluant spécifique pendant un mode de fonctionnement de protection d’un moteur thermique mis en œuvre lorsqu’une température du moteur supérieure à un seuil de température calibrable au-delà duquel on considère que la température peut porter atteinte à une intégrité physique du moteur et/ou de ses composants est détectée, le mode de fonctionnement conduisant à un enrichissement d’un mélange air/carburant admis dans le moteur, caractérisé en ce que le mode de fonctionnement de protection est autorisé tant qu’un ratio cible prédéterminé calibrable d’une masse maximale dudit au moins un polluant spécifique rejetée du moteur thermique dans les gaz d’échappement par kilomètre parcouru n’est pas atteint ou est estimé ne pas être atteint dans une prochaine durée prédéterminée non écoulée ayant commencé à un début de roulage du véhicule automobile.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel des masses rejetées dudit au moins un polluant spécifique lors du mode de fonctionnement de protection du moteur thermique sont régulièrement calculées ou estimées en fonction de durées écoulées ou en fonction de masses de dioxyde de carbone émises, une masse dudit au moins un polluant spécifique rejetée du moteur thermique par kilomètre parcouru étant, à partir desdites masses rejetées dudit au moins un polluant spécifique, calculée et comparée au ratio cible prédéterminé, le kilométrage parcouru étant calculé en fonction d’une vitesse du véhicule.
  3. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel les masses rejetées dudit au moins un polluant spécifique sont calculées ou estimées pour chaque sous-fenêtre d’une fenêtre glissante (F gliss) comprenant un premier nombre n calibrable de sous-fenêtres, une masse totale dudit au moins un polluant spécifique MBi étant calculée pour la fenêtre glissante (F gliss) en fonction du total des masses dudit au moins un polluant spécifique des sous-fenêtres précédentes, mBj étant la masse dudit au moins un polluant spécifique émise pour la sous-fenêtre j, selon l’équation suivante:
    j=i-n+l avec, soit une distance D, parcourue pendant la fenêtre glissante (F gliss) se terminant par la sous-fenêtre i (sfi), une définition d’une masse totale dudit au moins un polluant spécifique MDi sur la distance parcourue D, selon l’équation :
    MDi =
    Bi
    Di
  4. 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel la masse totale dudit au moins un
  5. 5 polluant spécifique par kilomètre parcouru depuis le début du roulage du véhicule automobile est calculée selon une moyenne pondérée des émissions de chaque fenêtre parcourue depuis le début du roulage:
    ZkWkMdk wk étant un facteur de pondération pour la fenêtre k et Mdk étant la masse dudit au moins un polluant spécifique par kilomètre rejetée pour la fenêtre k, et quand cette
    10 masse totale dudit au moins un polluant spécifique par kilomètre parcouru est inférieure au ratio cible prédéterminé, le mode de fonctionnement de protection du moteur est autorisé au moins pour la sous-fenêtre en cours (sfi+1 ) suivant la dernière sous-fenêtre complète (sfi) de la dernière fenêtre glissante (F gliss).
    5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel le mode de fonctionnement de
    15 protection du moteur s’effectue pour un deuxième nombre (N) prédéterminé de fenêtres glissantes (F gliss), le deuxième nombre (N) étant inférieur ou égal au premier nombre n calibrable de sous-fenêtres, la masse totale dudit au moins un polluant spécifique par kilomètre pendant les fenêtres glissantes (F gliss) étant égale à :
    Zfc=i wk^d/c+Zfc=i+i wkMdk lk=iwk+lk=i+iwk
    20
  6. 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel le mode de fonctionnement de protection du moteur s’effectue pour le deuxième nombre (N) de fenêtres glissantes (F gliss) tant que la masse totale dudit au moins un polluant spécifique par kilomètre pendant les fenêtres glissantes (F gliss) est inférieure au ratio cible prédéterminé Cco additionné d’un décalage Offset selon l’inégalité :
    Σ(=ι wk + ΣίίΝί+ι Wk
    S CCO + Offset
  7. 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel le décalage correspond à une quantité moyenne dudit au moins un polluant spécifique par kilomètre estimée lors d’une activation du mode de fonctionnement de protection du moteur.
  8. 8. Procédé selon la revendication 6 ou 7, dans lequel le facteur de pondération wk est 5 pris égal à 1 et il est défini deux grandeurs A et B comme étant égales respectivement à:
    i k=l et quand les deux grandeurs sont introduites dans l’inégalité, on obtient:
    < Cco + Offset ou en développant avec Mdk = MBk/Dk : i+N
    Mbk
    -Jl<Ccox(A + N)-B + Offset dk puis en estimant des distances des futures fenêtres glissantes (F gliss) Dk donnant pour toute fenêtre k compris entre i+1 et i+N :
    Dk = Di x ffa )
    Où v, est la vitesse moyenne de la fenêtre glissante (F gliss) se terminant par la sousfenêtre i (sfi) et D, la distance pour la sous-fenêtre i (sfi), on obtient :
    i+N
    Σ Mbk < (Cco *(A + N)-B)xdiX f(Vi) + Offset k=i+l dans lequel il est appliqué une projection sur le deuxième nombre (N) des prochaines fenêtres pour le calcul de la masse totale dudit au moins un polluant spécifique mBi+1 pour la sous-fenêtre i+1 :
    (Ccox(A+N)-B)xdiXf(vi)--Zp=o(ylj=i-pmB ) <---- Offset mBi+1 étant la masse totale dudit au moins un polluant spécifique pour la sous-fenêtre i+1, le mode de fonctionnement de protection du moteur étant autorisé au moins sur la prochaine sous-fenêtre si l’inégalité est vérifiée.
  9. 10 9. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le polluant est le monoxyde de carbone.
    10. Véhicule automobile comprenant au moins un moteur thermique et une unité de contrôle moteur pilotant différents modes de fonctionnement du moteur thermique, caractérisé en ce que pendant un mode de fonctionnement de protection du moteur
  10. 15 thermique contre des températures élevées pouvant porter atteinte à une intégrité physique du moteur et/ou de ses composants, ce mode de fonctionnement conduisant à un enrichissement d’un mélange air/carburant admis dans le moteur, il est mis en œuvre un procédé de contrôle d’émission d’au moins un polluant spécifique selon l’une quelconque des revendications précédentes.
    1/2
    F gliss <->
    SfO > Λ Sfa S. x
    MBi
    Sfi(mBi)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1541820A2 (fr) * 2003-12-11 2005-06-15 Volkswagen Aktiengesellschaft Moteur à combustion interne avec un dispositif de purification des gaz d'échappement et procédé d'opération d'un moteur à combustion interne
EP2857648A1 (fr) * 2012-05-29 2015-04-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Dispositif de purification de gaz d'échappement pour moteur à combustion interne

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