FR3070431A1 - Systeme d'epuration de gaz d'echappement pour moteur a combustion interne - Google Patents

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Abstract

Système d'épuration de gaz d'échappement pour un moteur (1, 101) dans lequel des matières particulaires sur un filtre (42) sont éliminées par combustion en utilisant de la chaleur d'oxydation générée par le contact d'un mélange gazeux non brûlé de carburant et d'air et d'un catalyseur (41). Le moteur (1, 101) est capable d'allumage par compression dans une chambre de combustion (14) d'un cylindre (11). Avec le véhicule dans un état de décélération ou le cylindre (11) dans un état arrêté, lorsque le filtre (42) doit être régénéré, une instruction est envoyée pour commander la régénération du filtre sur le cylindre (11), et un mélange gazeux non brûlé, maintenu pendant une période prédéterminée (Q) dans la chambre de combustion (14) placée dans un état où à la fois une soupape d'admission d'air (20a) et une soupape d'échappement (21a) sont fermées et l'allumage par compression est empêché, est fourni au catalyseur (41).

Description

SYSTÈME D’ÉPURATION DE GAZ D’ÉCHAPPEMENT POUR MOTEUR À
COMBUSTION INTERNE [11 La présente invention concerne un système d’épuration de gaz d’échappement pour un moteur à combustion interne, configuré afin de collecter des matières particulaires dans un gaz d’échappement produit en sortie à partir d’un moteur à combustion interne d’un véhicule, en utilisant 5 un filtre, le système d épuration de gaz d’échappement étant en outre configuré afin de brûler et d’éliminer les matières particulaires s’accumulant, sur le filtre, pour régénérer le filtre.
[2] Le gaz d’échappement évacué d’un moteur à combustion interne, tel qu’un moteur à essence, un moteur diesel, ou analogues, contient des matières 10 particulaires (PM), tel que de la suie, des fractions organiques solubles (SOF), du sulfate (un oxyde de soufre), et/ou analogues. Le gaz d’échappement contient des substances nocives, telles que des hydrocarbures (HC), du monoxyde de carbone (CO), des oxydes d’azote (NOx), et/ou analogues. Pour cette raison, un véhicule, tel qu’une automobile, particulièrement, possède un dispositif d’épuration de gaz d’échappement, installé dans celui-ci, le dispositif d’épuration de gaz d’échappement étant configuré afin d’être capable de réduire les matières particulaires, les substances nocives, et/ou analogues contenus dans le gaz d'échappement.
[3] Un dispositif d’épuration de gaz d échappement inclut un filtre configuré afin 20 d’être capable de collecter des matières particulaires dans un gaz d’échappement, tel qu’un filtre à particules d'essence (GPF), un filtre à particules diesel (DPF), ou analogues. Le dispositif dépuration de gaz d’échappement inclut un catalyseur configuré afin d’être capable d’oxyder des substances nocives dans le gaz d’échappement, tel qu’un catalyseur à 25 oxydation, un catalyseur trifonctionnel, ou analogues. Le catalyseur est essentiellement disposé sur le côté amont de l’écoulement de gaz d’échappement par rapport au filtre. Cependant, lorsque les matières particulaires collectées par le filtre s’accumulent, le filtre peut, être colmaté.
Par conséquent, pour régénérer le filtre en résolvant le colmatage du filtre.
diverses techniques de régénération de filtre sont connues, par lesquelles des matières particulaires s’accumulant sur le filtre sont éliminées.
[4] Selon un exemple des techniques de régénération de filtre, du carburant est injecté de façon additionnelle à l’intérieur d’un cylindre alors qu’une soupape d’échappement est ouverte durant un processus d'échappement, et ainsi, du carburant non brûlé, à un filtre supportant un catalyseur, est fourni, une réaction d'oxydation avec le catalyseur se produit, la température du gaz fourni au filtre, avec la chaleur d’oxydation, est augmentée, et, par conséquent, les matières particulaires sur le filtre sont brûlées et éliminées. Dans l’exemple des techniques de régénération de filtre, il existe un cas où le carburant peut être injecté de façon additionnelle dans le cylindre à partir de la seconde moitié d'une course de combustion (course de détente). (Voir par exemple, la documentation de brevet 1, en particulier les paragraphes [68] et [69].) [5] Documentation de brevet 1 : JP 2004-340070 A.
[6] Cependant, au cas où le carburant est injecté de façon additionnelle durant le processus d’échappement, comme cela est décrit dans l’exemple ci-dessus de technique de régénération de filtre, le carburant peut atteindre le catalyseur alors qu’il est dans un état de gouttelettes, immédiatement après avoir été injecté, Dans cette situation, une réaction d’oxydation suffisante ne peut pas être obtenue dans le catalyseur. Par conséquent, des substances nocives peuvent passer à travers le filtre et peuvent par la suite être libérées dans l'air à partir d’une section de tuyau arrière d’un pot d’échappement. En outre, le carburant dans l’état de gouttelettes n’entre pas en contact avec le catalyseur de manière uniforme, et donc le catalyseur peut présenter une augmentation de température locale. Par conséquent, une partie du catalyseur peut être endommagée par fusion ou analogues. Le filtre peut ne pas être efficacement régénéré en raison de l’augmentation de température locale du catalyseur.
[7] En particulier, en ce qui concerne les moteurs à essence à injection directe et les moteurs diesel dans lesquels le carburant est directement injecté dans les cylindres, lorsque le carburant est injecté de façon additionnelle dans le cylindre à partir de la seconde moitié de la course de combustion, comme dans l’exemple décrit ci-dessus des techniques de régénération de filtre, la température de gaz d’échappement (température de catalyseur.) dans la conduite à charge moyenne à haute est haute et, donc, la température de gaz d’échappement peut être augmentée afin de brûler la suie par l'intermédiaire de la petite quantité de carburant. D’autre part, la température de gaz d’échappement dans la conduite à charge basse est basse et, donc, la quantité du carburant injecté de façon additionnelle pour élever la température de gaz d’échappement afin de brûler la suie augmente. Pour cette raison, les performances de rendement énergétique peuvent être pires dans la conduite à charge basse. De plus, une portion du carburant injecté de façon additionnelle dans le cylindre à partir de la seconde moitié d’une course de combustion peut subir une combustion dans le cylindre, Dans ce cas, du fait que le carburant pour élever la température de gaz d’échappement diminue, il est nécessaire d’injecter davantage de carburant afin de compenser la combustion diminuée, et par conséquent, les performances de rendement énergétique peuvent être considérablement réduites.
[8] En outre, la grande quantité du carburant injecté dans le cylindre peut adhérer à une paroi de chemise de cylindre. Donc, le carburant fuyant à travers une coupe d’extrémité d’un segment de piston, le carburant qui n’a pas été éliminé par raclage par une surface périphérique extérieure du segment de piston durant le mouvement ascendant du piston, et/ou analogue, peut s’écouler dans une chambre de vilebrequin. En conséquence, une dilution d’huile peut se produire, des problèmes de lubrification peuvent se produire, et des performances d’huile peuvent se dégrader de façon précoce. Lorsque le piston se déplace vers le haut, le segment de piston peut faire en sorte que le carburant attaché à la paroi de chemise de cylindre s’accumule dans une portion de fissure dans la périphérie extérieure du piston. Le carburant s’étant accumulé dans la portion de fissure, comme cela est décrit ci-dessus, est facilement mélangé avec de l’air frais, il peut être empêché de promouvoir la gazéification du gaz et l’atomisation de celui-ci.
[9] Par conséquent, dans l’exemple décrit ci-dessus des techniques de régénération de filtre, il est difficile de réaliser la régénération de filtre durant la conduite à charge basse. Par exemple, si un tel état est continué pendant longtemps en conduisant dans une zone urbaine ou analogue, les matières particulaires s’accumulent de façon excessive, et il peut être difficile de continuer la conduite dans le pire des cas, [10] Au vu de ces circonstances, dans le système d’épuration de gaz d'échappement pour le moteur à combustion interne, configuré afin d'être capable de régénérer le filtre, il est souhaité que l’échappement· de substances nocives soit réduit, l’endommagement du catalyseur durant la régénération de filtre soit empêché, le filtre soit efficacement régénéré, et les performances de carburant et performances de lubrification d’huile soient empêchées d'être réduites.
11] Pour résoudre les problèmes, un système d’épuration de gaz d’échappement pour un moteur à combustion interne, selon un aspect, comprend : un moteur à combustion interne installé dans un véhicule : et un dispositif d épuration épurant un gaz d’échappement provenant du moteur à combustion interne, dans lequel le moteur à combustion interne inclut : un cylindre · une soupape d’admission d’air configurée afin d’être capable d’ouvrir et de fermer l’orifice d’admission d’air ; une soupape d’échappement configurée afin d’être capable d’ouvrir et de fermer un orifice d’échappement qui communique avec la chambre de combustion ; et un injecteur configuré afin d’être capable de fournir un carburant à la chambre de combustion, le moteur à combustion interne est configuré afin d’être capable d’allumage par compression dans la chambre de combustion, le dispositif d’épuration inclut : un catalyseur configuré afin d’être capable d’oxyder une substance nocive dans le gaz d’échappement ; et un filtre agencé sur un côté aval du catalyseur dans un écoulement du gaz d’échappement, et configuré afin d’être capable de collecter des matières particulaires dans le gaz d’échappement, le système d’épuration de gaz d’échappement est configuré afin de régénérer le filtre en brûlant et éliminant les matières particulaires s’accumulant sur le filtre tout en utilisant de la chaleur d’oxydation générée à partir d’un contact réalisé entre un mélange gazeux non brûlé et le catalyseur, le mélange gazeux non brûlé contenant de l’air fourni à un intérieur de la chambre de combustion par l’intermédiaire de l’orifice d’admission d’air et le carburant fourni de l’injecteur à l’intérieur de la chambre de combustion, et le système d’épuration de gaz d’échappement comprend : l’une sélectionnée parmi une unité d’évaluation de décélération configurée afin d’évaluer si le véhicule est ou non dans un état de décélération, et une unité d évaluation de cylindre arrêté configurée afin d’évaluer si le cylindre est ou non dans un état arrêté où au moins la soupape d'échappement est fermée ; une unité d’évaluation de régénération configurée afin d’évaluer s’il est ou non nécessaire de régénérer le filtre ! une unité d’instruction de régénération configurée afin de donner l’instruction qu’une commande de régénération de filtre soit réalisée sur le cylindre, lorsque l’unité d’évaluation de décélération détermine que le véhicule est dans l’état de décélération ou lorsque l’unité d’évaluation de cylindre arrêté détermine que le cylindre est dans l’état arrêté, alors que, en plus de ceci, l'unité d’évaluation de régénération détermine qu’il est nécessaire de régénérer le filtre une unité de commande d’admission à des fins de régénération configurée afin de commander la soupape d’admission d'air de telle sorte que l’air soit fourni à la chambre de combustion, tout en ajustant une quantité d’écoulement de l'air afin d'empêcher l’allumage par compression dans la chambre de combustion dans un mode de commande de régénération de filtre où l’unité d’instruction de régénération a donné l’instruction de réaliser la commande de régénération de filtre sur le cylindre une unité de commande d’injecteur à des fins de régénération configurée afin de commander l’injecteur dans le mode de commande de régénération de filtre de telle sorte que le carburant soit fourni dans la chambre de combustion durant une période lorsqu'un piston dans le cylindre est interposé entre l’injecteur et une paroi de chemise du cylindre dans une direction de pulvérisation du carburant ; et une unité de commande d’échappement à des fins de régénération configurée afin d'ouvrir la soupape d’échappement de telle sorte que le mélange gazeux non brûlé soit fourni au catalyseur par l'intermédiaire de l’orifice d’échappement dans le mode de commande de régénération de filtre, ce mélange gazeux non brûlé ayant été maintenu pendant une période prédéterminée dans la chambre de combustion placée dans un état où à la fois la soupape d’admission d’air et la soupape d’échappement sont fermées et l’allumage par compression est empêché.
[12] Dans le système dépuration de gaz d’échappement pour le moteur à combustion interne, selon un aspect, l’échappement de substances nocives peut être réduit, l’endommagement du catalyseur durant la régénération de filtre peut être empêché, le filtre peut être efficacement régénéré, et les performances de carburant et les performances de lubrification d’huile peuvent être empêchées d’être réduites.
La figure 1 est une vue schématique représentant un système d’épuration de gaz d’échappement selon un premier mode de réalisation.
La figure 2 est un diagramme de configuration d’une paille d’un moteur diesel et d’un dispositif de commande selon le premier mode de réalisation. La figure 3 est un diagramme de configuration d’une unité d’évaluation d’évacuation dans le dispositif de commande selon le premier mode de réalisation.
La figure 4A est un diagramme représentant un exemple d’un graphe de seuil de charge utilisé dans l’unité d’évaluation d’évacuation selon le premier mode de réalisation au cas où la température d’eau de moteur est à un niveau moyen, et la figure 4B est un diagramme représentant un exemple du même graphe au cas où la température d’eau de moteur est à un haut niveau.
La figure 5 est un diagramme de configuration d’une unité de commande d’évacuation du dispositif de commande selon le premier mode de réalisation. La figure 6 est un diagramme de configuration d’une première unité d’évaluation du dispositif de commande selon le premier mode de réalisation. La figure 7 est un diagramme de configuration d’une unité de commande de régénération du dispositif de commande selon le premier mode de réalisation. La figure 8 est un diagramme de configuration d’une seconde unité d’évaluation du dispositif de commande selon le premier mode de réalisation. La figure 9 est un organigramme pour expliquer un exemple de commandes du système d’épuration de gaz d’échappement selon le premier mode de réalisation.
La figure 10 est un chronogramme pour expliquer un exemple de commandes dans le système d’épuration de gaz d’échappement selon le premier mode de réalisation au cas où le moteur diesel dans un état à charge moyenne à haute est décéléré.
La figure 11 est un chronogramme pour expliquer un exemple de commandes dans le système d’épuration de gaz d’échappement selon le premier mode de réalisation au cas où le moteur diesel dans un état à charge basse est décéléré. La figure 12 est un organigramme pour expliquer un exemple de commandes d’un système d’épuration de gaz d’échappement selon un deuxième mode de réalisation.
La figure 13 est une vue schématique représentant une portion autour d’une culasse de cylindre d’un moteur à essence à injection directe d’un système d’épuration de gaz d’échappement selon un troisième mode de réalisation.
[13] Des systèmes d’épuration de gaz d’échappement· (ci-après, simplement appelés « système d’épuration ») selon des premier, deuxième et troisième modes de réalisation sont décrits ci-dessous. Les systèmes d’épuration selon ces modes de réalisation sont appliqués sur des moteurs à combustion /
interne installés sur des véhicules pour entraîner des véhicules tels que des automobiles, spécifiquement, des moteurs alternatifs à quatre temps. En particulier, les systèmes d’épuration selon les premier et deuxième modes de réalisation sont appliqués sur des moteurs diesel de véhicules, et le système d’épuration selon le troisième mode de réalisation est appliqué sur un moteur à essence à injection directe (ci-après, « moteur à injection directe »,) d’un véhicule.
[14] Premier mode de réalisation.
Llôl Un système d’épuration pour un moteur diesel selon un premier mode de réalisation est décrit.
[16] Aperçu du système d’épuration.
[17] Un aperçu du système d’épuration selon ce mode de réalisation est décrit en faisant référence à la figure 1. Le système d’épuration possède : un moteur diesel 1 ; un passage d’admission d'air 2 à travers lequel de l'air destiné à être fourni au moteur diesel 1 passe ; et un passage d’échappement 3 à travers lequel un gaz d’échappement, destiné à s’échapper du moteur diesel 1, passe. Sur la figure 1, un écoulement d’air passant à travers le passage d’admission d’air 2 est indiqué par les flèches Fl, et l’écoulement de gaz d’échappement passant à travers le passage d’échappement 3 est indiqué par la flèche F2. Bien que non particulièrement représentés sur les figures, de multiples cylindres 11 sont prévus dans le moteur diesel 1. Il faut noter qu’une coupe transversale de l’un des multiples cylindres 11 dans le moteur diesel 1 est schématiquement représentée sur la figure 1. De plus, le moteur diesel peut également être configuré afin de posséder un cylindre.
[18] Le système d’épuration possède un dispositif d’épuration 4 qui purifie un gaz d’échappement provenant du moteur diesel 1. Le dispositif d’épuration 4 possède : un catalyseur à oxydation 41 qui peut oxyder des substances nocives dans le gaz d’échappement, telles que des hydrocarbures et du monoxyde de carbone ; et un filtre à particules (ci-après, simplement appelé « filtre ») 42 qui peut collecter des matières particulaires dans le gaz d’échappement, telles que de la suie, des SOF, et des sulfates. Le catalyseur à oxydation 41 est disposé sur le côté amont du filtre 42 dans un écoulement du gaz d’échappement. Il faut noter que le dispositif d’épuration peut posséder un catalyseur trifonctionnel qui peut oxyder et réduire des substances nocives dans le gaz d’échappement, telles que des hydrocarbures, du monoxyde de carbone, et/ou des oxydes d’azote, au lieu du catalyseur à oxydation.
119] Le système d’épuration possède un dispositif de commande 5 qui peut commander au moins le moteur diesel 1. Selon la commande du dispositif de commande 5, le système d’épuration est configuré afin d’éliminer les matières particulaires s’étant accumulées sur le filtre 42, par combustion, en utilisant de la chaleur d’oxydation qui a été générée lorsqu’un mélange gazeux non brûlé, formé dans le moteur diesel 1, est en contact avec le catalyseur à oxydation 41, pour que le filtre 42 soit régénéré.
1.20] Détails du moteur diesel, du passage d’admission d’air, et du passage d’échappement.
[21] En référence à la figure 1, le moteur diesel 1, le passage d'admission d’air 2, et le passage d’échappement 3 sont décrits en détail. Une paroi de chemise cylindrique lia est disposée sur une périphérie intérieure de chaque cylindre 11 du moteur diesel 1. Le moteur diesel 1 possède : un piston 12 qui est configuré afin d’être mobile en va-et-vient à l’intérieur de chaque cylindre 11 dans une direction axiale de celui-ci ï et une culasse de cylindre 13 qui est disposée sur un côté portion supérieure de chaque cylindre 11. La paroi de chemise lia du cylindre 11, le piston 12, et la culasse de cylindre 13 définissent une chambre de combustion 14. Le piston 12 possède '· une couronne de piston 12a qui forme une portion supérieure de celui-ci · et un segment de piston 12b qui est disposé sur une surface périphérique extérieure du piston 12. La paroi de chemise lia du cylindre 11, la couronne de piston 12a du piston 12, et le segment de piston 12b de celui-ci définissent une portion de fissure 11b.
[22] Le moteur diesel 1 possède également : un carter de moteur 15 qui est disposé sur un côté portion inférieure des multiples cylindres 11 > et un vilebrequin 16 qui est disposé dans une chambre de vilebrequin 15a dans le carter de moteur 15. Le vilebrequin 16 peut entrer en rotation autour d’un axe de vilebrequin 16a s’étendant dans la direction longitudinale de celui-ci. Chaque piston 12 est raccordé au vilebrequin 16 par l’intermédiaire d’une bielle 17. Le moteur diesel 1 possède de multiples bielles 17 qui correspondent respectivement aux multiples pistons 12. Dans le moteur diesel 1, le mouvement en va-et-vient de chaque piston 12 est converti en mouvement de rotation du vilebrequin 16.
[23] Le passage d'admission d’air 2 comprend une tubulure d’admission qui possède de multiples tuyaux ramifiés côté admission d’air 2a correspondant respectivement aux multiples cylindres 11. Il faut noter que la figure 1 représente schématiquement seulement une coupe transversale de l'un des tuyaux ramifiés côté admission d’air 2a. Le passage d’admission d'air 2 comprend en outre un collecteur côté admission d’air 2b qui est positionné sur un côté amont du tuyau ramifié côté admission d’air 2a dans l’écoulement d’air (représenté par les flèches Fl). L’air passant à travers le passage d’admission d’air 2, passe à travers le collecteur côté admission d’air 2b, et puis est distribué aux multiples tuyaux ramifiés côté admission d’air 2a. La tubulure d’admission est disposée sur un côté d’extrémité du passage d’admission d’air 2 dans la direction longitudinale de celui-ci. Le passage d’admission d’air 2, en particulier, une extrémité du tuyau ramifié côté admission d’air 2a dans la direction longitudinale de celui-ci est raccordée par l’intermédiaire d’un orifice d’admission d’air 18 à une ouverture d’admission d’air 13a de la culasse de cylindre 13 du moteur diesel 1. L’air est fourni du passage d’admission d’air 2, par l’intermédiaire de l’orifice d’admission d’air 18, à la chambre de combustion 14.
[24] Le passage d’échappement 3 comprend une tubulure d’échappement qui possède de multiples tuyaux ramifiés côté échappement 3a correspondant respectivement aux multiples cylindres 11. Il faut noter que la figure 1 représente schématiquement seulement une coupe transversale de l’un des tuyaux ramifiés côté échappement 3a. Le passage d’échappementS comprend en outre un collecteur côté échappement 3b qui est positionné sur un côté aval du tuyau ramifié côté échappement 3a dans l’écoulement du gaz d’échappement (représenté par la flèche F2). Le gaz d’échappement passant à travers le passage d’échappement 3, passe à travers les multiples tuyaux ramifiés côté échappement 3a, et puis est collecté dans le collecteur côté échappement 3b. La tubulure d’échappement est disposée sur un côté d’extrémité du passage d’échappement 3 dans une direction longitudinale de celui-ci. Le passage d’échappement 3, en particulier, une extrémité du tuyau ramifié côté échappement 3a dans la direction longitudinale de celui-ci est raccordée à une ouverture d’échappement 13b de la culasse de cylindre 13 par l’intermédiaire d’un orifice d’échappement 19, et le gaz d’échappement est fourni de la chambre de combustion 14, par l’intermédiaire de l’orifice d’échappement 19, au passage d’échappement 3, Lin pot d’échappement (non représenté sur les figures) est disposé sur l’autre côté d’extrémité du passage d’échappement 3 dans la direction longitudinale de celui-ci, et une portion de tuyau arrière (non représentée sur les figures) du pot d’échappement est positionnée à l’autre extrémité du passage d’échappement 3 dans la direction longitudinale de celui-ci. Le dispositif d épuration 4 est disposé à une portion intermédiaire du passage d’échappement 3 dans la direction longitudinale de celui-ci, et les détails de celui-ci sont décrits plus bas, [251 Le moteur diesel 1 comprend : un mécanisme mobile de soupape d’admission d’air 20 qui possède une soupape d’admission d’air 20a disposée à l’orifice d’admission d’air 18 de chaque cylindre 11 et un mécanisme mobile de soupape d’échappement 21 qui possède une soupape d'échappement 21a disposée à l’orifice d’échappement 19 de chaque cylindre 11.
[26] Le mécanisme mobile de soupape d’admission d’air 20 est configuré afin de lever la soupape d’admission d’air 20a entre un état ouvert, dans lequel l’orifice d’admission d’air 18 est ouvert afin de permettre à l’air de passer à travers celui-ci, et un état fermé, dans lequel l’orifice d’admission d’air 18 est fermé afin d'empêcher l’air de passer à travers celui-ci. Le mécanisme mobile de soupape d’admission d’air 20 possède une came (non représentée sur les figures) qui entre en rotation afin d’être capable d’ajuster la quantité de levage de la soupape d’admission d’air 20a. Par exemple, le mécanisme mobile de soupape d’admission d’air 20 peut être de type solénoïde. Dans ce cas, la came est utilisée pour commander la pression hydraulique qui est utilisée pour ouvrir et fermer la soupape d’admission d’air 20a. Dans un autre exemple, le mécanisme mobile de soupape d’admission d’air 20 peut être configuré afin d’ouvrir et de fermer la soupape d’admission d’air 20a en transmettant une force, qui a été créée par la rotation de la came, à la soupape d’admission d’air 20a.
[27] Le mécanisme mobile de soupape d’échappement 21 est configuré afin de lever la soupape d’échappement 21a entre un état ouvert, dans lequel l’orifice d’échappement 19 est ouvert afin de permettre au gaz d’échappement de passer à travers celui-ci, et un état fermé, dans lequel l’orifice d’échappement 19 est fermé afin d’empêcher le gaz d’échappement de passer à travers celui-ci. Le mécanisme mobile de soupape d’échappement. 21 possède une came (non représentée sur les figures) qui entre en rotation afin d’ajuster la quantité de levage de la soupape d'échappement 21a. Par exemple, le mécanisme mobile de soupape d’échappement 21 peut également être de type solénoïde. Dans ce cas, la came est utilisée pour commander la pression hydraulique qui est utilisée pour ouvrir et fermer la soupape d’échappement 21a. Dans un autre exemple, le mécanisme mobile de soupape d’échappement 21 peut être configuré afin d’ouvrir et de fermer la soupape d’échappement 21a en transmettant une force, qui est générée par la rotation de la came, à la soupape d’échappement 21a.
[28] Le moteur diesel 1 possède un injecteur diesel 22 qui peut directement injecter du carburant dans la chambre de combustion 14 de chaque cylindre 11. L’injecteur 22 est attaché à la culasse de cylindre 13. Il est particulièrement préférable que l’injecteur 22 soit disposé sur un côté périphérique extérieur du cylindre 11 par rapport à l’orifice d’admission d’air 18. Une soupape papillon des gaz 23 est disposée à un milieu du passage d’admission d’air 2 dans la direction longitudinale de celui-ci. La soupape papillon des gaz 23 peut ajuster la quantité d’écoulement de l’air qui est fourni du passage d’admission d’air 2, par l’intermédiaire de l’orifice d’admission d’air 18, à la chambre de combustion 14.
[29] Le moteur diesel 1 possède en outre un compresseur d’alimentation 24 qui est configuré afin d’augmenter la pression d’air passant à travers le passage d’admission d’air 2. Dans ce mode de réalisation, le compresseur d’alimentation 24 est configuré afin d’être entraîné en utilisant l’écoulement de gaz d’échappement, qui passe à travers le passage d’échappement 3. Cependant, le compresseur d’alimentation peut être configuré afin d’être entraîné en utilisant une sortie du moteur diesel, un moteur électrique, et/ou analogues.
1.30] Lorsque le moteur diesel 1 est d’un type à quatre temps, comme dans ce mode de réalisation, une course d’admission d’air, une course de compression, une course de combustion, une course d’échappement sont réalisées dans cet ordre dans un cycle à combustion unique, Dans un cycle à combustion unique, le vilebrequin 16 entre en rotation deux fois. Pour cette raison, l’angle de vilebrequin change essentiellement de 720 degrés dans un cycle à combustion unique, et l'angle de vilebrequin change essentiellement de 180 degrés dans chacune parmi la course d’admission d’air, la course de compression, la course de combustion, et la course d’échappement.
[31] Détails du dispositif d’épuration.
[32] En référence à la figure 1, le dispositif d'épuration 4 est décrit en détail. Le dispositif d’épuration 4 possède un boîtier d épuration 43 qui loge le catalyseur à oxydation 41 et le filtre 42 décrits ci-dessus. Le boîtier d’épuration 43 est disposé à une portion intermédiaire dans le passage d’échappement 3. De plus, le catalyseur à oxydation 41 possède des portions d’ouverture côté amont et côté aval 41a et 41b qui, respectivement, s’ouvrent sur le côté amont et le côté aval dans l’écoulement du gaz d’échappement. Il est préférable que le catalyseur à oxydation 41 et le filtre 42 soient disposés de façon éloignée l’un de l’autre dans la direction d’écoulement du gaz d’échappement.
[33] Dans le dispositif d’épuration 4, le mélange gazeux non brûlé est soufflé sur la portion d’ouverture côté amont 41a du catalyseur à oxydation 41, et une réaction d’oxydation se produit lorsque le mélange gazeux non brûlé est en contact avec le catalyseur à oxydation 41. La chaleur de la réaction d’oxydation fournit l’augmentation de la température du gaz qui passe à travers le catalyseur à oxydation 41, et en outre le gaz, dont la température a été augmentée, est fourni, par l’intermédiaire de la portion d’ouverture côté aval 41b du catalyseur à oxydation 41, au filtre 42. Lorsque le gaz atteint le filtre 42, la température du gaz a de préférence atteint une température qui peut brûler des matières particulaires, en particulier, de la suie s’étant accumulée sur le filtre 42. Par exemple, la température du gaz qui atteint le filtre 42, est de préférence d’approximativement 600 degrés C à approximativement 650 degrés C. Le gaz, dont la température a été augmentée, peut brûler et éliminer les matières particulaires, en particulier, de la suie, et par conséquent, le filtre 42 est régénéré.
[34] Détails du dispositif de commande.
[35] En référence aux figures 1 et 2, le dispositif de commande 5 est décrit en détail. Le dispositif de commande 5 possède une ECU (unité de commande de moteur) 51 qui est une unité de commande configurée afin d’être capable de commander le moteur diesel 1. En particulier, bien que les éléments suivants ne soient pas représentés sur les figures, l’ECU 51 comprend de préférence : des composants électroniques tels qu’une CPU (unité centrale de traitement), une RAM (mémoire vive), une ROM (mémoire morte), une mémoire flash, une interface d’entrée, une interface de sortie, et/ou analogues '> un circuit électrique dans lequel de tels composants électroniques et/ou analogues, sont agencés et/ou analogues.
[36] Selon un mode de réalisation, le système d’épuration de gaz d’échappement pour un moteur à combustion interne 1, 101, comprend une unité d’évaluation de charge 74c configurée afin d’évaluer dans lequel, d’un état à charge moyenne à haute ou d’un état à charge basse, le moteur à combustion interne 1, 101 se trouve ; et une unité d’instruction d’évacuation 74d configurée afin de donner l’instruction pour réaliser une commande d'évacuation sur le cylindre 11 lorsque l’unité d’évaluation de charge 74c détermine que le moteur à combustion interne 1, 101 est dans un état à charge moyenne à haute de telle sorte que, avant que l’unité d’instruction de régénération 76h donne l’instruction de réaliser la commande de régénération de filtre 42 sur le cylindre 11, l’admission d’air dans, et l’échappement à partir de, la chambre de combustion 14 sont réalisés pendant au moins un cycle de combustion, et du carburant n’est pas fourni à la chambre de combustion 14 pendant au moins un cycle de combustion, lorsque l’unité d’évaluation de charge 74c détermine que le moteur à combustion interne 1. lui est dans un état à charge moyenne à haute, dans lequel l’unité d’instruction de régénération 76h est configurée afin de donner l’instruction pour réaliser la commande de régénération de filtre 42 sur le cylindre 11 après avoir réalisé la commande d’évacuation lorsque l’unité d’évaluation de charge 74c détermine que le moteur à combustion interne 1, 101 est dans un état à charge moyenne à haute, et est configurée afin de donner l’instruction pour réaliser la commande de régénération de filtre 42 sur le cylindre 11 sans réaliser la commande d’évacuation lorsque l’unité dévaluation de charge 74c détermine que le moteur à combustion interne 1, 101 est dans un état à charge basse.
[37] Selon ce mode de réalisation, le système d épuration de gaz d’échappement pour un moteur à combustion interne 1, 101. comprenant en outre : une unité de détection de position d’accélérateur 52 configurée afin d’être capable de détecter une position d’accélérateur ;
une unité de détection de rotation de moteur 53 configurée afin d’être capable de détecter une vitesse de rotation du moteur à combustion interne 1, 101 :
une unité de calcul de charge 74a configurée afin d’être capable de calculer une charge sur le moteur à combustion interne (1, 101) en utilisant une valeur détectée de la position d’accélérateur obtenue par l’unité de détection de position d’accélérateur (52), et une valeur détectée de la vitesse de rotation obtenue par l’unité de détection de rotation de moteur (53) I et une unité de réglage de condition de charge (74b) configurée afin de régler une plage de charge moyenne à haute (Wl) pour déterminer l’état à charge moyenne à haute et une plage de charge basse (W2) pour déterminer l’état à charge basse, sur la base de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne (1, 101) et de la charge sur le moteur à combustion interne (1, 101), dans lequel l’uni té d’évaluation de charge (74c) est configurée afin de déterminer que le moteur à combustion interne (1, 101) est dans l’état à charge moyenne à haute lorsqu’un état de charge déterminé sur la base de la valeur détectée de la vitesse de rotation et d’une valeur calculée de la charge obtenue par l’unité de calcul de charge (74a) est dans la plage de charge moyenne à haute (Wl) réglée par funité de réglage de condition de charge (74b). et est configurée afin de déterminer que le moteur à combustion interne (1, 101) est dans l’état à charge basse lorsque l’état de charge est dans la plage de charge basse (W2) réglée par l’unité de réglage de condition de charge (74b), et l’unité de réglage de condition de charge (74b) est configurée de telle sorte que la plage de charge moyenne à haute (Wl) devienne plus étroite et la plage de charge basse (W2) devienne plus large lorsqu’une température d’eau du moteur à combustion interne (1, 101) devient plus haute.
[38] Le dispositif de commande 5 possède un capteur de position d’accélérateur 52 qui peut détecter la quantité d’action d'appuyer vers le bas sur une pédale d’accélérateur 6 par un conducteur (ci-après, appelé « position d’accélérateur»). Dans ce mode de réalisation, le capteur de position d’accélérateur 52 sert d’unité de détection de position d’accélérateur.
[39] Le dispositif de commande 5 possède un capteur d’angle de vilebrequin 53 qui peut détecter un angle de vilebrequin du vilebrequin 16. Le capteur d’angle de vilebrequin 53 peut également détecter une vitesse de rotation de vilebrequin du vilebrequin 16, à savoir, une vitesse de rotation de moteur du moteur diesel 1. Dans ce mode de réalisation, le capteur d’angle de vilebrequin 53 sert d’unité de détection de rotation de moteur.
[40] Le dispositif de commande 5 possède : un capteur de vitesse de véhicule 54 qui peut détecter une vitesse de véhicule ; et un capteur de température d’eau 55 qui peut détecter la température d’eau de refroidissement du moteur diesel 1. Il est préférable que le capteur de température d’eau 55 soit attaché à, par exemple, une chemise d’eau (non représentée sur les figures) qui est prévue dans la culasse de cylindre 13.
[41] Le dispositif de commande 5 possède également un capteur d’écoulement de masse d’air 56 qui peut détecter une quantité d’écoulement d’air immédiatement avant de passer à travers la soupape papillon des gaz 23 5 et un capteur de position de papillon des gaz 57 qui peut détecter la position de la soupape papillon des gaz 23. Le capteur d’écoulement de masse d’air 56 est positionné sur le passage d’admission d’air 2 sur an côté amont de la soupape papillon des gaz 23 dans l’écoulement· de l’air.
[42] Le dispositif de commande 5 possède un capteur de pression d’admission d’air 58 et un capteur de température d’admission d’air 59 qui peuvent respectivement détecter la pression et la température d’air passant à travers le tuyau ramifié côté admission d’air 2a du passage d’admission d’air 2. Le capteur de pression d’admission d’air 58 et le capteur de température d’admission d’air 59 sont prévus dans chacun des tuyaux ramifiés côté admission d’air 2a.
[43] Le dispositif de commande 5 possède également : un capteur d’angle de carne côté admission d’air 60 capable de détecter un angle de came (ci-après, appelé « angle de came côté admission d’air ») du mécanisme mobile de soupape d’admission d’air 20 ; et un capteur d’angle de came côté échappement 61 capable de détecter un angle de came (ci-après, appelé « angle de came côté échappement ».) du mécanisme mobile de soupape d’échappement 21.
[44] Le dispositif de commande 5 possède un capteur de température de gaz d’échappement 62 qui peut détecter la température du gaz d’échappement passant entre l’orifice d’échappement 19 et le catalyseur à oxydation 41. Le capteur de température de gaz d’échappement 62 est disposé dans une région entre l’orifice d’échappement 19 et le catalyseur à oxydation 41 dans le passage d’échappement 3. Le dispositif de commande 5 possède un capteur de température de filtre 63 qui peut détecter la température du gaz d’échappement passant entre le catalyseur à oxydation 41 et le filtre 42. Le capteur de température de filtre 63 est disposé dans une région entre le catalyseur à oxydation 41 et le filtre 42 à l’intérieur du boîtier d’épuration 43. Il faut noter que le capteur de température de filtre 63 peut être attaché au filtre 42. Le dispositif de commande 5 possède également un capteur de pression différentielle de filtre 64 qui peut détecter la différence de pression du gaz d’échappement avant et après être passé à travers le filtre 42.
[45] Le dispositif de commande 5 est configuré de telle sorte que le gaz d’échappement puisse être réintroduit dans la chambre de combustion 14 de chaque cylindre 11 par une EGR externe dans le moteur diesel 1. Cependant, lorsque le moteur diesel possède un dispositif d’EGR externe configuré de telle sorte que le gaz d’échappement sur le passage d’échappement puisse être fourni au passage d’admission d’air, le dispositif de commande est de préférence configuré de telle sorte que le gaz d’échappement sur le passage d’échappement puisse être réintroduit à travers le passage d’admission d’air dans la chambre de combustion de chaque cylindre par le dispositif d’EGR externe.
[46] Détails de l’ECU.
[47] En référence aux figures 1 et 2, l’ECU 51 est décrite en détail. L'ECU 51 est électriquement connectée au mécanisme mobile de soupape d’admission d’air 20, au mécanisme mobile de soupape d’échappement 21, l’injecteur 22, et à la soupape papillon des gaz 23. L’ECU 51 est électriquement connectée au capteur de position d’accélérateur 52, au capteur d’angle de vilebrequin 53, au capteur de vitesse de véhicule 54, au capteur de température d’eau 55, au capteur d’écoulement de masse d’air 56, au capteur de position de papillon des gaz 57, au capteur de pression d’admission d’air 58, au capteur de température d’admission d’air 59, au capteur d’angle de came côté admission d’air 60, au capteur d’angle de came côté échappement 61, au capteur de température de gaz d’échappement 62, au capteur de température de filtre 63, et au capteur de pression différentielle de filtre 64. En outre, l’ECU 51 possède : une unité de stockage 51a qui stocke divers graphes, formules de calcul, et/ou analogues décrits ci-dessous ; et une unité de mémoire 51b qui peut stocker diverses valeurs détectées, diverses valeurs calculées, diverses valeurs estimées, divers seuils, et/ou analogues décrits plus bas. L’unité de stockage 51a est de préférence une ROM ou analogues. L’unité de mémoire 51b est de préférence une RAM. ou analogues.
[48] L’ECU 51 possède : une unité de commande à base de couple 71 qui exécute commande à base de couple sur le moteur diesel 1 ; une unité de commande de cylindre arrêté 72 qui exécute une commande de cylindre arrêté sur au moins un cylindre 11 et une unité de commande de carburant coupé 73 qui exécute commande de carburant coupé sur au moins un cylindre 11. L’ECU 51 possède également : une unité d’évaluation d’évacuation 74 qui évalue s’il est nécessaire ou non de réaliser l’évacuation d’au moins un cylindre 11, en particulier, l’évacuation, de gaz d’échappement destiné à être réintroduit par l’EGR externe (recirculation de gaz d’échappement) et, une unité de commande d’évacuation 75 qui exécute une commande d’évacuation sur au moins un cylindre 11. En outre,. l’ECU 51 possède : une première unité d évaluation 76 qui. évalue s’il est nécessaire ou non de régénérer le filtre 42 ; une unité de commande de régénération 77 qui exécute une commande de régénération de filtre sur au moins un cylindre 11 ; et une seconde unité d évaluation 78 qui évalue s’il est nécessaire ou non de continuer la commande de régénération de filtre.
[49] Détails de l’unité de commande à base de couple, de lumté de commande de cylindre arrêté, et l’unité de commande de carburant coupé.
[.50] En référence à la figure 2, l’unité de commande à base de couple 71, l’unité de commande de cylindre arrêté 72, et l’unité de commande de carburant coupé 73 sont décrites en détail. Dans la commande à base de couple exécutée par l’unité de commande à base de couple 71, le moteur diesel 1 est commandé de telle sorte qu’un couple cible soit produit en sortie en correspondance avec un état de conduite d'un véhicule. En particulier, dans la commande à base de couple, l’unité de commande à base de couple 71 commande le mécanisme mobile de soupape d’admission d’air 20, le mécanisme mobile de soupape d’échappement 21, l’injecteur 22, la. soupape papillon des gaz 23, et/ou analogues. Essentiellement, les courses ordinaires de combustion, d’échappement, d’admission d’air, et de compression sont réalisées dans chaque cylindre 11 dans la commande à base de couple.
[51] Dans la commande de cylindre arrêté exécutée par l’unité de commande de cylindre arrêté 72, la commande est exécutée de telle sorte qu’au moins l’un des multiples cylindres 11 soit dans l’état arrêté. Pour le cylindre 11 dans l’état arrêté, la soupape d’admission d’air 20a est fermée, la soupape d’échappement 21a est fermée, l’alimentation en carburant à partir de l’injecteur 22 est arrêtée, et l’allumage par compression dans la chambre de combustion 14 est interdit. Il faut noter que, pour le cylindre dans l’état arrêté, il est seulement, nécessaire qu’au moins la soupape d’échappement 21a soit fermée. De plus, la commande de cylindre arrêtée peut être exécutée simultanément avec la commande à base de couple. En particulier, la commande de cylindre arrêté est de préférence exécutée durant la conduite à charge basse, le ralenti, et/ou analogues.
[52] Dans la commande de carburant coupé par l’unité de commande de carburant coupé 73, l’injection du carburant à partir de l’injecteur 22 dans au moins l’un des multiples cylindres 11, est arrêtée.
[53] Détails de l’unité d évaluation d’évacuation.
[54] En faisant réference aux figures 3, 4A, et 4B, l’unité d’évaluation d’évacuation 74 est décrite en détail. Comme cela est représenté sur la figure 3, l’unité d’évaluation d’évacuation 74 possède une unité de calcul de charge 74a qui calcule une charge de moteur (%) du moteur diesel 1. Pour le calcul de la charge de moteur, par exemple, il est préférable d’utiliser au moins une valeur détectée (ci-après, simplement appelée « valeur détectée de position d’accélérateur ») de la position d’accélérateur obtenue par le capteur de position d’accélérateur 52, et une valeur détectée (ci-après, simplement appelée « valeur détectée de vitesse de rotation de moteur) ω de la vitesse de rotation de moteur obtenue par le capteur d’angle de vilebrequin 53. Comme cela est représenté sur les figures 3, 4A, et 4B, l’unité d’évaluation d’évacuation 74 possède une unité de réglage de condition de charge 74b qui règle une plage de charge moyenne à haute W1 pour déterminer un état à charge moyenne à haute et une plage de charge basse W2 pour déterminer un état à charge basse sur la base de la vitesse de rotation du moteur diesel 1 et de la charge sur le moteur diesel 1. La plage de charge moyenne à haute W1 est positionnée dans une plage de charge plus haute que celle de la plage de charge basse W2, et la plage de charge moyenne à haute W1 et la plage de charge basse W2 sont adjacentes l’une à l’autre.
[551 L’unité de réglage de condition de charge 74b est configurée afin de rendre la plage de charge moyenne à haute W1 plus étroite et la plage de charge basse W2 plus large, lorsqu’une valeur détectée (ci-après, simplement appelée « valeur détectée de température d’eau de moteur) de la température d’eau de moteur obtenue à partir du capteur de température d’eau 55 augmente. Ici, une limite E entre la plage de charge moyenne à haute W1 et la plage de charge basse W2 se déplace de préférence vers un côté sur lequel la charge de moteur est plus haute. Il faut noter que, par exemple, la plage de charge moyenne à haute W1 et la plage de charge basse W2 sur la figure 4A sont réglées lorsque la valeur détectée de la température d’eau de moteur est à un niveau moyen de 60 degrés C ou plus et de 80 degrés C ou moins, et la plage de charge moyenne à haute W1 et la plage de charge basse W2 sur la figure 4B sont réglées lorsque la valeur détectée de la température d'eau de moteur est plus haute que 80 degrés C.
[56] À nouveau, comme cela est représenté sur la figure 3, l’unité d évaluation d’évacuation 74 possède une unité d’évaluation de charge 74c qui évalue si le moteur diesel 1 est ou non dans un état à charge moyenne à haute ou un état à charge basse. Lorsqu’un état de charge de moteur, déterminé sur la base de la valeur détectée ω de la vitesse de rotation de moteur et d’une valeur calculée (ci-après, simplement appelée «valeur calculée de charge de moteur ») N de la charge de moteur obtenue par l’unité de calcul de charge 74a, est dans la plage de charge moyenne à haute Wl, l’unité d’évaluation de charge 74c détermine que le moteur diesel 1 est dans un état à charge moyenne à haute. D’autre part, lorsque l’état de charge de moteur est dans la plage de charge basse W2, l’unité d évaluation de charge 74c détermine que le moteur diesel 1 est dans un état à charge basse, Par exemple, lorsque l’état de charge de moteur n’est pas dans la plage de charge moyenne à haute Wl, l’unité d’évaluation de charge 74c peut déterminer que l’état de charge de moteur est dans la plage de charge basse W2.
[571 L’unité d évaluation d’évacuation 74 possède une unité d’instruction d’évacuation 74d qui envoie une instruction pour exécuter une commande d’évacuation sur au moins an cylindre il lorsque l’unité d’évaluation de charge 74c détermine que le moteur diesel 1 est dans un état à charge moyenne à haute, dans un état où des conditions pour envoyer l’instruction pour exécuter la commande de régénération de filtre sont respectées, comme cela est décrit plus bas, Lorsque l’unité d’instruction d’évacuation 74d envoie une instruction pour exécuter la commande d’évacuation, le moteur diesel 1 réalise une transition d’un mode de commande à base de couple à un mode de commande d’évacuation, et l’unité de commande d'évacuation 75 exécute la commande d’évacuation sur au moins un cylindre 11. D’autre part, lorsque l’unité d évaluation de charge 74c détermine que le moteur diesel 1 est dans un état à charge basse dans un état où des conditions pour envoyer l’instruction pour exécuter la commande de régénération de filtre sont respectées, comme cela est décrit plus bas, l’unité d’instruction d’évacuation 74d n’envoie pas l'instruction pour exécuter la commande d’évacuation.
[58] Détails de l’unité de commande d’évacuation.
[59] En référence à la figure 5, l’unité de commande d’évacuation 75 est décrite en détail. L’unité de commande d’évacuation 75 exécute la commande d’évacuation de telle sorte que l’admission d’air dans, et l’échappement à partir de. la chambre de combustion 14 d’au moins l’un des cylindres 11 soient réalisés pendant au moins un cycle de combustion, alors que du carburant n’est pas fourni à la chambre de combustion 14.
[60] La période d’exécution du mode de commande d évacuation est de préférence déterminée en correspondance avec les états du moteur diesel 1 et du dispositif d épuration 4. En particulier, la période d'exécution du mode de commande d’évacuation est de préférence changeable en correspondance avec les états du moteur diesel 1 et du dispositif d’épuration 4. Par exemple, la période d’exécution du mode de commande d’évacuation peut être un temps durant lequel une valeur détectée (ci-après, simplement appelée « valeur détectée de température de filtre ») de la température de filtre obtenue à partir du capteur de température de filtre 63. peut être une température appropriée pour régénérer le filtre 42. Par exemple, la température appropriée pour régénérer le filtre 42 peut être d’approximativement 600 degrés C à approximativement 650 degrés C. De plus, la période d’exécution du mode de commande d’évacuation est de préférence un cycle de combustion du point de vue de la minimisation de la période d’exécution. Cependant, la période d’exécution n’est pas limitée à un cycle de combustion, mais peut être de deux, ou plus, cycles de combustion, du point de vue de la réalisation d’une évacuation suffisante. Cependant, il est également possible de prérégler la période d’exécution du mode de commande d’évacuation, [611 L’unité de commande d’évacuation 75 possède : une unité de commande de papillon des gaz d’évacuation 75a qui peut commander la soupape papillon des gaz 23 dans le mode de commande d’évacuation : une unité de commande d’admission d’air d’évacuation 75b qui peut commander le mécanisme mobile de soupape d’admission d’air 20 dans le mode de commande d’évacuation ; une unité de commande d’échappement d’évacuation 75c qui peut commander le mécanisme mobile de soupape d’échappement 21 dans le mode de commande d’évacuation < et une unité de commande d’injecteur d’évacuation 75d qui peut commander l’injecteur 22 dans le mode de commande d’évacuation.
1.62] L’unité de commande de papillon des gaz d’évacuation 75a ajuste la position de papillon des gaz de la soupape papillon des gaz 23 afin de fournir de l’air à la chambre de combustion 14 du cylindre 11 à une quantité d’écoulement qui a été ajustée afin d’être appropriée pour l’évacuation dans le mode de commande d’évacuation. L’ajustement de la position de papillon des gaz est de préférence réalisé sur la base d’une valeur détectée (ci-après, appelée « valeur détectée de quantité d’écoulement d’admission d’air ») de la quantité d’écoulement de l’air obtenue par le cap teur d’écoulement de masse d'air 56, et d’une valeur détectée (ci-après, appelée « valeur détectée de position de papillon des gaz ») de la position de papillon des gaz obtenue par le capteur de position de papillon des gaz 57.
[63] L’unité de commande d’admission d’air d’évacuation 75b commande le mécanisme mobile de soupape d’admission d’air 20 de telle sorte que la soupape d’admission d’air 20a soit ouverte dans la course d’admission d’air dans le mode de commande d’évacuation. Ici, la quantité de levage, l’angle d’action, et le calage d’ouverture et de fermeture de la soupape d’admission d’air 20a sont de préférence commandés de telle sorte que de l’air soit fourni à ia chambre de combustion 14 du cylindre 11 à une quantité d’écoulement qui a été ajustée afin d’être appropriée pour l’évacuation.
[64] L’unité de commande d’échappement d’évacuation 75c commande le mécanisme mobile de soupape d’échappement 21 de telle sorte que la soupape d’échappement 21a soit ouverte dans la course d’échappement dans le mode de commande d’évacuation , Ici, la quantité de levage, l’angle d’action, et le calage d’ouverture et de fermeture de la soupape d’échappement. 21a sont de préférence commandés de telle sorte que le gaz d’échappement soit fourni de la chambre de combustion 14 du cylindre 11 au passage d’échappement 3 à une quantité d’écoulement qui a été ajustée, afin d’être appropriée pour l’évacuation, d’avance.
[65] L’unité de commande d’injecteur d’évacuation 75d commande l’injecteur 22 dans le mode de commande d’évacuation de telle sorte que l’alimentation en carburant à la chambre de combustion 14 du cylindre 11 soit arrêtée. Il faut noter que l’allumage par compression dans la chambre de combustion 14 est interdit dans le mode de commande d’évacuation.
[661 Détails de la première unité d’évaluation, [67] En faisant référence à la figure 6, la première unité d’évaluation 76 est décrite en détail. La première unité d’évaluation 76 possède une unité de calcul de couple de demande conducteur 76a qui calcule un couple de demande conducteur. Spécifiquement, l’unité de calcul de couple de demande conducteur 76a calcule le couple de demande conducteur en correspondance avec la valeur détectée de la position d’accélérateur. En particulier, l’unité de calcul de couple de demande conducteur 76a calcule de préférence le couple de demande conducteur en correspondance avec la valeur détectée de la position d’accélérateur sur la base d’un graphe, préréglé de couple de demande conducteur, ou d’une formule de calcul.
1.68] La première unité d évaluation 76 possède une unité d’évaluation de décélération 76b qui évalue si le véhicule est ou non dans un état de décélération sur la base d’une valeur calculée (ci-après, simplement appelée « valeur calculée de couple de demande conducteur ») D du couple de demande conducteur obtenu à partir de l’unité de calcul de couple de demande conducteur 76a. Dans un exemple, l’unité d’évaluation de décélération 76b détermine de préférence que le véhicule est dans un état de décélération lorsque la valeur calculée D du couple de demande conducteur est 0 (zéro) N-m. Dans un autre exemple, l’unité d évaluation de décélération 76b détermine de préférence que le véhicule est dans un état de décélération, lorsque la quantité AD de changement par unité de temps de la valeur calculée D du couple de demande conducteur est égale ou supérieure à un seuil préréglé ADO de la quantité de changement. En outre, l’unité d’évaluation de décélération 76b peut évaluer si le véhicule est ou non dans un état de décélération sur la base de la valeur calculée D du couple de demande conducteur, et d’au moins l’une parmi ; la valeur détectée ω de la vitesse de rotation de moteur la valeur détectée de la vitesse de véhicule obtenue à partir du capteur de vitesse de véhicule 54 ; et la valeur détectée de la température d’eau de moteur.
[69] La première unité d’évaluation 76 possède une unité de calcul de couple d’évaluation 76c qui calcule un couple d’évaluation. Dans ce mode de réalisation, le couple d'évaluation est défini en tant que couple pour évaluer si le véhicule doit ou non obtenir un couple produit en sortie à partir du moteur diesel 1 en correspondance avec le couple de demande conducteur. L’unité de calcul de couple d’évaluation 76c calcule de préférence le couple d’évaluation en correspondance avec la valeur détectée de la position d’accélérateur et la valeur détectée ω de la vitesse de rotation de moteur sur la base du graphe, préréglé de couple d’évaluation, ou de la formule.
1.70] La première unité d évaluation 76 possède une unité d’évaluation de couple 76d qui évalue si la valeur calculée D du couple de demande conducteur est ou non inférieure à une valeur calculée (ci-après, simplement appelée « valeur calculée de couple d'évaluation ») J du couple d'évaluation obtenue par l’unité de calcul de couple d évaluation 76c, lorsque l’unité d’évaluation de décélération 76b détermine que le véhicule est dans un état de décélération. En outre, la première unité d'évaluation 76 possède une unité d’évaluation de cylindre arrêté 76e qui évalue si au moins l’un des multiples cylindres 11 est ou non dans l’état arrêté. L’unité d’évaluation de cylindre arrêté 76e évalue lequel, parmi les multiples cylindres 11, qui est dans l'état arrêté sur la base de la valeur détectée ω de la vitesse de rotation de moteur et d’au moins l’une parmi: une valeur détectée (ci-après, simplement appelée « valeur détectée d’angle de came côté admission d’air ».) de l’angle de came côté admission d’air obtenu à partir du capteur d’angle de came côté admission d’air 60 ; et une valeur détectée (ci-après, simplement appelée « valeur détectée d’angle de came côté échappement ») de l’angle de came côté échappement obtenu à partir du capteur d’angle de came côté échappement 61.
[71] Par exemple, l’unité d’évaluation de cylindre arrêté 76e détermine de préférence qu’au moins un cylindre 11 est dans l’état arrêté, lorsque la quantité Δω de changement de la valeur détectée ω de la vitesse de rotation de moteur est égale ou supérieure à un seuil préréglé ΔωΟ de la quantité de changement de vitesse de rotation de moteur. En outre, en plus de la détermination sur la base de la quantité Δω de changement, l’unité d’évaluation de cylindre arrêté 76e évalue de préférence lequel, parmi les multiples cylindres 11, qui est dans l’état arrêté par l’intermédiaire d’au moins l’une parmi : la détermination d’une position fermée de la soupape d’admission d’air 20a. sur la base de la valeur détectée de l’angle de came côté admission d’air ! et la détermination de la position fermée de la soupape d’échappement 21a sur la base de la valeur détectée de l’angle de came côté échappement.
[72] La première unité d’évaluation 76 possède une unité d’estimation de quantité d’accumulation de suie 76f qui estime la quantité de suie s’étant, accumulée sur le filtre 42. L’unité d’estimation de quantité d’accumulation de suie 76f estime de préférence la quantité de suie s’étant accumulée en correspondance avec des conditions de conduite du véhicule, en particulier, des conditions de fonctionnement du moteur diesel 1. et le temps de continuation des conditions de conduite, sur la base d’un graphe ou d’une formule de calcul de quantité d’accumulation de suie créé d’avance. Par exemple, le graphe ou la formule de calcul de quantité d’accumulation de suie est de préférence créé en utilisant : la quantité de suie s’étant accumulée par unité de temps, déterminée, par des expériences et/ou analogues, d’avance ; et/ou analogues, en correspondance avec : les conditions de conduite du véhicule, en particulier, diverses conditions de fonctionnement du moteur diesel 1 ; la température d’eau de moteur : des facteurs d’environnement, tels que la pression atmosphérique à l’extérieur du véhicule et/ou analogues ; et/ou analogues. Il faut noter que l’unité d’estimation de quantité d’accumulation de suie 76f peut estimer la quantité de suie s’étant accumulée en correspondance avec la valeur détectée de la différence de pression du gaz d'échappement obtenue à partir du capteur de pression différentielle de filtre 64 sur la base d’un graphe ou d’une formule de calcul d’accumulation de suie qui a été créé d’avance.
[73] La première unité d’évaluation 76 possède une unité d évaluation de régénération 76g qui évalue s’il est nécessaire ou non de régénérer le filtre 42. Spécifiquement, l’unité d’évaluation de régénération 76g évalue de préférence si une valeur estimée (ci-après, simplement appelée «valeur estimée de quantité de suie s’étant accumulée ») C de la quantité de suie s’étant accumulée obtenue par l’unité d’estimation de quantité d’accumulation de suie 76f, est ou non égale ou supérieure à un seuil prédéterminé CO de la quantité de suie s’étant accumulée. Le seuil CO de la quantité de suie s’étant accumulée est de préférence déterminé d’avance sur la base de : valeurs de mesure réelles de la quantité de suie s’étant, accumulée, obtenues par expériences et/ou analogues ; la quantité de seuil, de matières particulaires, permise de s’être échappée à travers le filtre 42 vers l’extérieur du véhicule : les conditions de conduite du véhicule : les conditions de fonctionnement du moteur diesel 1 ; et/ou analogues.
[74] Il faut noter que l’unité d évaluation de régénération 76g peut évaluer s’il est nécessaire ou non de régénérer le filtre 42, lorsque l’unité d évaluation de décélération 76b détermine que le véhicule est dans un état de décélération. L’unité d’évaluation de régénération 76g peut également évaluer s’il est nécessaire ou non de régénérer le filtre 42, lorsque l’unité d’évaluation de décélération 76b détermine que le véhicule est dans un état de décélération, et l’unité d’évaluation de couple 76d détermine que la valeur calculée D du couple de demande conducteur est inférieure à la valeur calculée J du couple d’évaluation.
[75] La première unité d évaluation 76 possède une unité d’instruction de régénération 76h qui envoie une instruction pour exécuter la commande de régénération de filtre sur au moins un cylindre 11 lorsque l’unité d’évaluation de décélération 76b détermine que le véhicule est dans un état de décélération, et l’unité d’évaluation de régénération 76g détermine qu’il est nécessaire de régénérer le filtre 42, En particulier, l’unité d’instruction de régénération 76h envoie de préférence une instruction pour exécuter la commande de régénération de filtre sur au moins un cylindre 11, lorsque l’unité d évaluation de décélération 76b détermine que le véhicule est dans un état de décélération, l’unité d évaluation de couple 76d détermine que la valeur calculée D du couple de demande conducteur est inférieure à la valeur calculée J du couple d évaluation, et funité d évaluation de régénération 76g détermine qu’il est nécessaire de régénérer le filtre 42.
[76] En outre, funité d’instruction de régénération 76h envoie de préférence une instruction pour exécuter la commande de régénération de filtre lorsque l’unité dévaluation de charge 74c de funité d’évaluation d’évacuation 74 détermine que le moteur diesel 1 est dans un état à charge moyenne à haute, dans un état où des conditions pour envoyer l’instruction pour exécuter la commande de régénération de filtre sont respectées, comme cela est décrit cidessus, et après que la commande d’évacuation de l’unité de commande d’évacuation 75 exécutée pendant au moins un cycle de carburant est achevée. Dans ce cas, le moteur diesel 1 réalise une transition du mode de commande à base de couple, par l’intermédiaire du mode de commande d’évacuation, à un mode de commande de régénération de filtre, et funité de commande de régénération 77 exécute la commande de régénération de filtre sur au moins un cylindre 11.
[77] D’autre part, funité d’instruction de régénération 76h envoie de préférence une instruction pour exécuter la commande de régénération de filtre immédiatement lorsque funité d’évaluation de charge 74c de l’unité d’évaluation d’évacuation 74 détermine que le moteur diesel 1 est dans un état à charge basse dans un état où des conditions pour envoyer l’instruction pour exécuter la commande de régénération de filtre sont respectées. Dans ce cas, l’unité d’instruction d'évacuation 74d de funité d’évaluation d’évacuation 74 n’envoie pas l’instruction pour exécuter la commande d’évacuation, et l’unité de commande d’évacuation 75 n’exécute pas la commande d’évacuation. Donc, le moteur diesel 1 réalise directement une transition du mode de commande à base de couple au mode de commande de régénération de filtre, et l’unité de commande de régénération 77 exécute la commande de régénération de filtre sur au moins un cylindre 11.
[78] En ce qui concerne l'instruction pour exécuter la commande de régénération de filtre dans l’unité d’instruction de régénération 76h, lorsque l’unité d’évaluation de cylindre arrêté 76e détermine qu’au moins l’un des cylindres 11 est dans l’état arrêté, l’unité d’instruction de régénération 76h n’envoie pas d’instruction pour exécuter la commande de régénération de filtre sur l’au moins un cylindre 11 dans l’état arrêté, et envoie une instruction pour exécuter la commande de régénération de filtre sur le reste des multiples cylindres 11 dans un état non arrêté. D’autre part, lorsque l’unité d’évaluation de cylindre arrêté 76e détermine qu’aucun des cylindres 11 n’est dans l’état arrêté, à savoir, lorsque l’unité d’évaluation de cylindre arrêté 76e détermine que tous les cylindres 11 sont dans un état non arrêté, l’unité d’instruction de régénération 76h envoie une instruction pour exécuter la commande de régénération de filtre sur tous les cylindres 11 dans l’état non arrêté. Cependant, en ce qui concerne l’instruction pour exécuter la commande de régénération de filtre dans l’unité d’instruction de régénération 76h, il est également possible d’envoyer une instruction pour exécuter la commande de régénération de filtre sur tous les cylindres 11 sans détermination par l’unité d évaluation de cylindre arrêté 76e. Il faut noter que les cylindres 11, sur lesquels l’instruction pour exécuter la commande d’évacuation est envoyée par l’unité d’instruction d’évacuation 74d, sont également déterminés de la même manière que les cylindres 11, sur lesquels l’instruction pour exécuter la commande de régénération de filtre est envoyée par l’unité d’instruction de régénération 76h, comme cela est décrit ci-dessus. .79] La première unité d’évaluation 76 possède en outre une première unité d’instruction de carburant coupé 76i qui envoie une instruction pour exécuter une commande de carburant coupé sur au moins un cylindre 11, lorsque l’unité d’évaluation de régénération 76g détermine qu’il n’est pas nécessaire de continuer la commande de régénération de filtre. Lorsque la première unité d’instruction de carburant coupé 76i envoie l’instruction pour exécuter la commande de carburant coupé, le moteur diesel 1 réalise une transition du mode de commande à base de couple au mode de commande de carburant coupé, et, en outre, l’unité de commande de carburant coupé 73 exécute la commande de carburant coupé sur au moins un cylindre 11. Il faut noter que la première unité d’instruction de carburant coupé 76i peut envoyer une instruction pour exécuter la commande de carburant coupé sur tous les cylindres 11, lorsque l’unité d évaluation de régénération 76g détermine qu’il n’est pas nécessaire de continuer la commande de régénération de filtre.
[80] Détails de l’unité de commande de régénération.
1.81] En faisant référence à la figure 7. l’unité de commande de régénération 77 est décrite. L’unité de commande de régénération 77 possède ’· une unité de commande de papillon des gaz à des fins de régénération 77a qui peut commander la soupape papillon des gaz 23 dans le mode de commande de régénération de filtre une unité de commande d’admission à des fins de régénération 77b qui peut commander le mécanisme mobile de soupape d’admission d’air 20 dans le mode de commande de régénération de filtre : une unité de commande d’échappement à des fins de régénération 77c qui peut commander le mécanisme mobile de soupape d’échappement 21 dans le mode de commande de régénération de filtre ; et, une unité de commande d’injecteur à des fins de régénération 77d qui peut commander l’injecteur 22 dans le mode de commande de régénération de filtre.
[82] Dans le mode de commande de régénération de filtre,, l’unité de commande de papillon des gaz à des fins de régénération 77a ajuste la position de papillon des gaz de la soupape papillon des gaz 23 afin de fournir de l’air pour former le mélange gazeux non brûlé à la chambre de combustion 14 du cylindre 11. L'ajustement de la position de papillon des gaz est de préférence réalisé sur la base d’une valeur détectée de la quantité d’écoulement, d’admission d’air et d’une valeur détectée de la position de papillon des gaz.
[83] Dans le mode de commande de régénération de filtre,, l’unité de commande d’admission à des fins de régénération 77b commande le mécanisme mobile de soupape d’admission d’air 20 de telle sorte que la soupape d’admission d’air 20a. soit ouverte ou qu’un état où la soupape d’admission d’air 20a est ouverte soit maintenu. Dans l’état où la soupape d’admission d’air 20a est ouverte, l’air pour former le mélange gazeux non brûlé est fourni à partir du passage d’admission d’air 2, par l’intermédiaire de l’orifice d’admission d’air 18, dans la chambre de combustion 14. Il faut noter que l’unité de commande d’admission à des fins de régénération 77b commande de préférence le mécanisme mobile de soupape d’admission, d’air 20 en utilisant, en tant que valeur de base, la position de la soupape d’admission d’air 20a sur la base d’une valeur détectée de l’angle de came côté admission d’air.
[84] Dans le mode de commande de régénération de filtre, l’unité de commande d’échappement à des fins de régénération 77c commande le mécanisme mobile de soupape d’échappement 21 de telle sorte que la soupape d’échappement 21a soit fermée ou qu’un état où la soupape d’échappement 21a est fermée soit maintenu. Dans l'état où la soupape d’échappement 21a est fermée, le carburant et l’air utilisés pour former le mélange gazeux non brûlé peuvent être chargés dans la chambre de combustion 14. L’unité de commande d’échappement à des fins de régénération 77c commande également le mécanisme mobile de soupape d’échappement 21 de telle sorte que la soupape d’échappement 21a soit ouverte dans un état où un mélange gazeux non brûlé uniforme approprié pour la régénération du filtre 42 est formé dans la chambre de combustion 14. En ouvrant la soupape d’échappement 21a, comme cela est décrit ci-dessus, le mélange gazeux non brûlé est fourni de la chambre de combustion 14, par l’intermédiaire de l’orifice d’échappement 19, au catalyseur à oxydation 41. L’unité de commande d’échappement à des fins de régénération 77c commande de préférence le mécanisme mobile de soupape d’échappement 21 en utilisant, en tant que valeur de base, la position de la soupape d’échappement 21a sur la base de la valeur détectée de l’angle de came côté échappement.
[85] Dans le mode de commande de régénération de filtre, l’unité de commande d’injecteur à des fins de régénération 77d peut commander l’injecteur 22 de telle sorte que l’alimentation en carburant dans la chambre de combustion 14 soit démarrée ou l’alimentation en carburant dans la chambre de combustion 14 soit continuée. L’unité de commande d’injecteur à des fins de régénération 77d commande l’injecteur 22 de telle sorte que l’alimentation en carburant dans la chambre de combustion 14 soit arrêtée, lorsque le carburant est fourni dans la chambre de combustion 14 en une quantité appropriée pour former un mélange gazeux non brûlé approprié pour la régénération du filtre 42, L’unité de commande d’injecteur à des fins de régénération 77d commande l’injecteur 22 de telle sorte que le carburant soit injecté en continu ou de façon intermittente durant une période, du début à l’arrêt, de l’injection de carburant. En particulier, dans le mode de commande de régénération de filtre, l’unité de commande d’injecteur à des fins de régénération 77d commande de préférence l’injecteur 22 de telle sorte que le carburant soit fourni dans la chambre de combustion 14 durant une période lorsque le piston 12 dans le cylindre 11 est interposé entre l’injecteur 22 et la paroi de chemise lia du cylindre 11 dans une direction de pulvérisation du carburant.
[86] Dans l’unité de commande de régénération 77, le mélange gazeux non brûlé est maintenu pendant une période de maintien prédéterminée Q dans la chambre de combustion 14 placée dans un état où à la fois la soupape d'admission d’air 20a et la soupape d’échappement 21a sont fermées et aucune combustion n’est réalisée dans la chambre de combustion 14. Ensuite, la soupape d’échappement 21a est ouverte. Donc, un mélange gazeux non brûlé uniforme peut être fourni de la chambre de combustion 14, par l’intermédiaire de l’orifice d’échappement 19, au catalyseur à oxydation 41. La période de maintien Q est déterminée afin de permettre la formation d’un mélange gazeux non brûlé approprié pour la régénération du filtre 42.
[87] En outre, la période de maintien Q peut être déterminée sur la base de la quantité K (degrés) de changement d’angle de vilebrequin. Autrement dit, la période de maintien Q peut être un temps durant lequel l’angle de vilebrequin change selon une quantité K (degrés) de changement. La quantité K de changement, d’angle de vilebrequin détermine que la période de maintien Q est de préférence égale ou supérieure à 360 degrés, et la quantité K de changement d’angle de vilebrequin est en outre de préférence égale ou supérieure à 720 degrés. En particulier, lorsque la période de maintien Q est constante, la quantité K de changement d’angle de vilebrequin détermine que la période de maintien Q est de préférence changée en correspondance avec la valeur détectée ω de la vitesse de rotation de moteur. Par exemple, lorsque la valeur détectée ω de la vitesse de rotation de moteur est 1000 tr/min, la quantité K de changement d’angle de vilebrequin est de préférence changée à 720 degrés, et lorsque la valeur détectée ω de la. vitesse de rotation de moteur est 3000 tr/min, 1a. quantité K de changement d’angle de vilebrequin est de préférence changée à 2160 degrés.
[88] Dans l’unité de commande de régénération 77, en particulier, l’unité de commande de papillon des gaz à des fins de régénération 77a et l’unité de commande d’admission à des fins de régénération 77b commandent respectivement la soupape papillon des gaz 23 et le mécanisme mobile de soupape d’admission d’air 20 de telle sorte que l’allumage par compression soit empêché de se produire dans le cylindre 11. Pour la commande de la soupape papillon des gaz 23 et du mécanisme mobile de soupape d’admission d’air 20, comme cela est décrit ci-dessus, l’unité de commande de régénération 77 possède une unité d’estimation de température de mélange gazeux à des fins de régénération 77e qui estime la température (K, température absolue) du mélange gazeux non brûlé à un port mort haut de compression du cylindre 11. En outre, l’unité de commande de régénération 77 possède une unité de calcul de quantité d'admission à des fins de régénération 77f qui calcule une quantité d’admission demandée (m3, mètre cube) qui est une quantité d’air requise dans la chambre de combustion 14 dans le mode de commande de régénération de filtre. La quantité d’admission demandée correspond à la capacité (m3) de la chambre de combustion dans le cylindre 11 dans un état où la soupape d’admission d’air 20a est fermée afin d’empêcher l’allumage par compression de se produire dans le cylindre 11.
[89] Une valeur calculée (ci-après, simplement appelée « valeur calculée de quantité d’admission demandée ») Vo de la quantité d’admission demandée obtenue par l’unité de calcul de quantité d’admission à des fins de régénération 77f est déterminée de telle sorte qu’une valeur estimée Tf de la température du mélange gazeux non brûlé au point mort haut de compression du cylindre 11, qui est estimée par l’unité d’estimation de température de mélange gazeux à des fins de régénération 77e, soit inférieure à une valeur prévue Tiiœ (K, température absolue) de la température d’allumage spontané du mélange gazeux non brûlé, La valeur prévue Tiim de la température absolue d’allumage spontané du mélange gazeux non brûlé est la température (K, température absolue) du mélange gazeux non brûlé sous compression dans lequel la survenue d’auto-allumage par compression est prévue. Par exemple, la valeur prévue Tiim est de préférence une valeur réglée de façon expérimentale, empirique ou théorique. L’unité de commande d’admission à des fins de régénération 77b commande au moins l’un parmi: la quantité de levage ; l’angle d’action ; et le calage d’ouverture et de fermeture de la soupape d’admission d’air 20a sur la base de la valeur calculée Vo de la quantité d’admission demandée. En outre, l’unité de commande de papillon des gaz à des fins de régénération 77a et l’unité de commande d’admission à des fins de régénération 77b peuvent commander respectivement la soupape papillon des gaz 23 et le mécanisme mobile de soupape d’admission d’air 20, sur la base de la valeur calculée Vo de la quantité d’admission demandée.
[90] La relation entre la valeur estimée Tf de la température du mélange gazeux non brûlé et la valeur calculée Vo de la quantité d’admission demandée peut être exprimée par la formule 1 ci-dessous :
Tf = To<Vo/Vf)(k4) ·· (Formule 1) [911 Dans la formule 1, To est la température (K, température absolue.) du mélange gazeux non brûlé dans le cylindre 11 lorsque la soupape d’admission d’air 20a est fermée. Vf est la capacité (m3) de la chambre de combustion 14 dans le cylindre 11 lorsque le piston 12 est positionné à un point mort haut dans le cylindre 11. k est le rapport de capacité de chaleur. Pour de l’air, k est 1,4.
[92] To peut être calculée par la formule 2 ci-dessous.
To = (Aex-Bex-Tex+Ajja-Bin-Tin)/2 ··· (Formule 2) [93] Dans la formule 2, Tex est une valeur détectée (K, température absolue) de la température de base du gaz (ci-après, appelé « gaz d’EGR externe ») réintroduit dans le cylindre 11 par EGR externe. La valeur détectée de la température de base du gaz d’EGR externe correspond à la valeur détectée (K, température absolue) de la température de gaz d’échappement obtenue par le capteur de température de gaz d'échappement. 62. Il faut noter que, après que le mode d’évacuation est fini, Tin, obtenue par le capteur de température d’admission d’air 59, peut également être utilisée.
[94] Aex est un coefficient de correction pour corriger Tex. Aex augmente avec une augmentation de quantité du gaz d’EGR externe, Aex est de préférence spécifié à partir de la relation entre la. valeur détectée ω de la vitesse de rotation de moteur et la valeur calculée N de la charge de moteur. Par exemple, un graphe, en particulier, un graphe tridimensionnel est de préférence utilisé pour spécifier Ac.x.
[95] Bex est un coefficient de correction pour corriger Tex. Bex diminue avec la diminution de la température d’eau de moteur, et diminue avec la diminution de la vitesse de rotation de moteur, Bex est de préférence spécifié à partir de la relation entre la valeur détectée ω de la vitesse de rotation de moteur et la valeur détectée de la température d’eau de moteur. Par exemple, un graphe, en particulier, un graphe tridimensionnel est de préférence utilisé pour spécifier B SX.
[96] Tin est la température (K, température absolue) d’air entrant dans le cylindre 11 par l'intermédiaire de l’orifice d’admission d’air 18. Tin correspond à la valeur détectée de la température d'air obtenue par le capteur de température d’admission d’air 59, [97] Ain est un coefficient de correction pour corriger Tin. Ain augmente avec l’augmentation de pression de l’air entrant dans le cylindre il, et augmente avec une augmentation du nombre de révolutions du moteur. Ain est de préférence spécifié à partir de la relation entre la valeur détectée ω de la vitesse de rotation de moteur et la valeur détectée (ci-après, appelée « valeur détectée de pression d'admission d’air ») de la pression de l’air obtenue par le capteur de pression d’admission d’air 58, Par exemple, un graphe, en particulier, un graphe tridimensionnel est de préférence utilisé pour spécifier Ain.
[98] Β™ est un coefficient de correction pour corriger Tin, Bm augmente avec l’augmentation de pression de l’air entrant dans le cylindre 11, et augmente avec une augmentation de la température d’eau de moteur. Bm est de préférence spécifié à partir de la relation entre la valeur détectée de la température d’eau de moteur et la valeur détectée de la pression d’admission d’air. Par exemple, un graphe, en particulier, un graphe tridimensionnel est de préférence utilisé pour spécifier Bm.
[99] Ensuite. Vo peut être calculée par la formule 3 ci-dessous
Vo - Lp-Lw-Vcyi ·· (Formule 3) [100] Dans la formule 3, Vcyi est la capacité (m3) de la chambre de combustion 14 dans le cylindre 11, avec la soupape d’admission d'air 20a fermée. Veyi est calculée sur la base de la valeur détectée de la pression d’admission d’air et de la valeur détectée de l’angle de came côté admission d’air. Spécifiquement, la quantité d’air destinée à être fournie dans le cylindre 11 est calculée sur la base d’une valeur détectée de la pression d’admission d’air à un calage fermé de la soupape d’admission d’air 20a déterminé sur la base de la valeur détectée de l’angle de came côté admission d’air.
[101] Lp est un coefficient de correction pour corriger VCyi. Lp augmente avec l’augmentation de pression de l’air entrant dans le cylindre 11. De plus, LP varie selon le nombre de révolutions du moteur. LP est de préférence spécifié à partir de la relation entre la valeur détectée ω de la vitesse de rotation de moteur et la valeur détectée de la pression d’admission d’air. Par exemple, un graphe, en particulier, un graphe tridimensionnel est de préférence utilisé pour spécifier Lp.
1102] Lw est un coefficient de correction pour corriger Veyi. Lw est calculé sur la base de la température d’eau de moteur et la relation entre le nombre de révolutions du moteur et la pression dans le cylindre 11. Dans ce mode de réalisation, Lw augmente avec une augmentation de la température d’eau de moteur, et augmente avec une augmentation du nombre de révolutions du moteur. Lw est de préférence spécifié à partir de la relation entre la valeur détectée ω de la vitesse de rotation de moteur et la valeur détectée de la température d’eau de moteur, Par exemple, un graphe, en particulier, un graphe tridimensionnel est de préférence utilisé pour spécifier Lw.
[103] Détails de la seconde unité d évaluation.
[104] En faisant référence à la figure 8, une seconde unité d évaluation 78 est décrite en détail. La seconde unité d évaluation 78 possède une unité d’estimation de quantité de combustion de suie 78a qui estime la quantité de suie subissant une combustion sur le filtre 42 dans le mode de commande de régénération de filtre, L’unité d’estimation de quantité de combustion de suie 78a estime de préférence la quantité de suie subissant une combustion sur la base du temps nécessaire pour réaliser la combustion de la suie s’étant accumulée sur le filtre 42, de la valeur détectée de la température de filtre, et/ou analogues. La seconde unité d’évaluation 78 possède également une unité de calcul de rapport de combustion de suie 78b calculant un rapport de combustion de suie qui est un rapport d’une valeur estimée C de la quantité de suie s’étant accumulées et d’une valeur estimée B de la quantité de suie subi une combustion obtenue par l’unité d’estimation de quantité de combustion de suie 78a.
[105] La seconde unité dévaluation 78 possède une unité d’évaluation de continuation de régénération 78c qui évalue s’il est nécessaire ou non de régénérer le filtre 42, après que la soupape d’échappement 21a est ouverte dans le mode de commande de régénération de filtre. Spécifiquement, l’unité d’évaluation de continuation de régénération 78c évalue si une valeur calculée R (= B/C) d u rapport de combustion de suie obtenue par l’unité de calcul de rapport de combustion de suie 78b est ou non inférieure à un seuil prédéterminé RO du rapport de combustion de suie. Par exemple, le seuil RO du rapport de combustion de suie peut être 90 %.
[106] La seconde unité dévaluation 78 possède également une unité d’instruction de continuation de régénération 78d qui envoie à nouveau une instruction pour exécuter la commande de régénération de filtre sur au moins un cylindre 11 lorsque l’unité d’évaluation de continuation de régénération 78c détermine qu’il est nécessaire de continuer la régénération du filtre 42. Lorsque l’unité d’évaluation de continuation de régénération 78c envoie une instruction pour exécuter la commande de régénération de filtre, le moteur diesel 1 est maintenu dans le mode de commande de régénération de filtre, et en outre, l’unité de commande de régénération 77 exécute à nouveau la commande de régénération de filtre sur au moins un cylindre 11 sur lequel la commande de régénération de filtre a été exécutée.
[107] En ce qui concerne l’instruction pour exécuter la commande de régénération de filtre dans l’unité d’instruction de continuation de régénération 78d, lorsque l’unité dévaluation de cylindre arrêté 76e détermine qu’au moins un cylindre 11 est dans l’état arrêté, l’unité d’instruction de continuation de régénération 78d n’envoie pas d’instruction pour exécuter la commande de régénération de filtre sur l'au moins un cylindre 11 dans l’état arrêté, et envoie une instruction pour exécuter la commande de régénération de filtre sur le reste des multiples cylindres 11 dans l’état non arrêté. D’autre part, lorsque l’unité d’évaluation de cylindre arrêté 76e détermine qu’aucun des cylindres 11 n’est dans l’état arrêté, à savoir, lorsque l’unité dévaluation de cylindre arrêté 76e détermine que tous les cylindres 11 sont dans l’état non arrêté, l’unité d’instruction de continuation de régénération 78d envoie une instruction pour exécuter la commande de régénération de filtre sur tous les cylindres 11 dans l’état non arrêté.
[108] La seconde unité d’évaluation 78 possède en outre une seconde unité d’instruction de carburant coupé 78e qui envoie une instruction pour exécuter la commande de carburant coupé sur au moins un cylindre 11 sur lequel la commande de régénération de filtre a été exécutée, lorsque l’unité d’évaluation de continuation de régénération 78c détermine qu’il n’est pas nécessaire de continuer la commande de régénération de filtre. Lorsque la seconde unité d’instruction de carburant coupé 78e envoie une instruction pour exécuter la commande de carburant coupé, le moteur diesel 1 réalise une transition du mode de commande de régénération de filtre au mode de commande de carburant coupé, et en outre, l’unité de commande de carburant coupé 73 exécute la commande de carburant coupé sur au moins an cylindre 11. Il faut noter que la seconde unité d’instruction de carburant coupé 78e peut envoyer une instruction pour exécuter la commande de carburant coupé sur tous les cylindres 11, lorsque l’unité d’évaluation de continuation de régénération 78c détermine qu’il n’est pas nécessaire de continuer la commande de régénération de filtre.
[109] Exemple de commandes du système d épuration.
[110] En faisant référence à la figure 9, un exemple de commandes du système d’épuration selon ce mode de réalisation est décrit. D’abord, le moteur diesel 1 est dans le mode de commande à base de couple (Etape Si). Ensuite, il est évalué si le véhicule est ou non dans un état de décélération (Etape S2). Lorsque le véhicule n’est pas dans un état de décélération (NON), le mode de commande à base de couple est maintenu (Etape Si). Lorsque le véhicule est dans un état de décélération (OUI), il est évalué si la valeur calculée D du couple de demande conducteur est ou non inférieure à la valeur calculée J du couple d évaluation (Etape S3). Lorsque la valeur calculée D du couple de demande conducteur est égale ou supérieure à la valeur calculée J du couple d’évaluation (NON), le mode de commande à base de couple est maintenu (Etape Si). I jorsque la valeur calculée D du couple de demande conducteur est inférieure à la valeur calculée J du couple d’évaluation (OUI), il est évalué s’il est nécessaire ou non de régénérer le filtre 42 (Etape S4). Lorsqu’il n’est pas nécessaire de régénérer le filtre 42 (NON), le mode de commande à base de couple est changé au mode de commande de carburant coupé (Etape S 5).
[111] Lorsqu’il est nécessaire de régénérer le filtre 42 (OUI), il est évalué si le moteur diesel 1 est ou non dans un état à charge moyenne à haute (Etape SG). Lorsque le moteur diesel 1 est dans un état à charge moyenne à haute (OUI), le mode de commande à base de couple est changé au mode de commande d’évacuation (Etape S7). Après l’achèvement du mode de commande d’évacuation, il est évalué si au moins l’un des multiples cylindres 11 est ou non dans l’état arrêté (Etape S8). D’autre part, lorsque le moteur diesel 1 n’est pas dans un état à charge moyenne à haute, mais dans un état à charge basse (NON), il est immédiatement évalué si au moins l’un des multiples cylindres 11 est ou non dans l’état arrêté (Etape S8).
[112] Lorsqu’aucun des multiples cylindres 11 n’est dans l’état arrêté, à savoir, lorsque tous les cylindres 11 sont dans l'état non arrêté (NON), une instruction est envoyée pour exécuter la commande de régénération de filtre sur tous les cylindres 11 dans l’état non arrêté, et le mode de commande à base de couple est changé au mode de commande de régénération de filtre (Étape S9). Dans tous les cylindres 11, le mélange gazeux non brûlé est maintenu pendant une période de maintien prédéterminée Q dans la chambre de combustion 14 placée dans un état où à la fois la soupape d’admission d’air 20a et la soupape d’échappement 21a sont fermées et aucune combustion n’est réalisée (Étape S10), La soupape d’échappement 21a est ouverte afin de fournir le mélange gazeux non brûlé, par l’intermédiaire de l’orifice d'échappement 19, au catalyseur à oxydation 41 (Étape Sll). La température du catalyseur à oxydation 41 est augmentée en utilisant le mélange gazeux non brûlé, pour que les matières particulaires s’étant accumulées sur le filtre 42 soient éliminées par combustion (Etape S12). Il est évalué s’il est nécessaire ou non de continuer la régénération du filtre 42 (Étape S13). Lorsqu’il est nécessaire de continuer la régénération du filtre 42 (OUI), une instruction est à nouveau envoyée pour exécuter la commande de régénération de filtre sur tous les cylindres 11 dans l’état non arrêté, et le mode de commande de régénération de filtre est continué (Étape S9). Lorsqu’il n’est pas nécessaire de continuer la régénération du filtre 42 (NON), le mode de commande de régénération de filtre est changé au mode de commande de carburant coupé (Étape S5).
[113] D’autre part, lorsqu’au moins l’un des multiples cylindres 11 est dans l’état arrêté (OUI), la commande de régénération de filtre sur au moins un cylindre 11 dans l’état arrêté n’est pas exécutée, mais une instruction est envoyée pour exécuter la commande de régénération de filtre sur le reste des multiples cylindres 11 dans l’état non arrêté, et le mode de commande à base de couple est changé au mode de commande de régénération de filtre (Etape S14). Dans les cylindres 11 dans l’état non arrêté, le mélange gazeux non brûlé est maintenu pendant une période de maintien prédéterminée Q dans la chambre de combustion 14 placée dans un état où à la fois la soupape d’admission d'air 20a et la soupape d’échappement 21a sont fermées et aucune combustion n’est réalisée (Étape S15). La soupape d’échappement 21a est ouverte afin de fournir le mélange gazeux non brûlé, par l'intermédiaire de l’orifice d’échappement 19, au catalyseur à oxydation 41 (Etape S16). La température du catalyseur à oxydation 41 est augmentée en utilisant le mélange gazeux non brûlé, pour que les matières particulaires s’étant accumulées sur le filtre 42 soient éliminées par combustion (Etape S17). Il est évalué s’il est nécessaire ou non de continuer la régénération du filtre 42 (Étape S18). Lorsqu’il est nécessaire de continuer la régénération du filtre 42 (OUI), une instruction est à nouveau envoyée pour exécuter la commande de régénération de filtre seulement sur les cylindres 11 dans l’état non arrêté, et le mode de commande de régénération de filtre est continué (Etape S14). Lorsqu’il n’est pas nécessaire de continuer la régénération du filtre 42 (NON), le mode de commande à base de couple est changé au mode de commande de carburant coupé (Etape S5).
[114] Ici, en faisant référence à la figure 10, un exemple d’opérations dans le mode de commande à base de couple, le mode de commande clevacuation, et le mode de commande de régénération de filtre, dans un cas de décélération à partir d’un état à charge moyenne à haute, va être décrit. Dans un cycle dans le mode de commande à base de couple, la soupape d’admission d'air 20a est ouverte dans la course d’admission d’air, et fermée pendant une période, de la course de compression à la course d’échappement. La soupape d’échappement 21a est fermée pendant une période, de la course d’admission d’air à la course de combustion, et est ouverte dans la course d’échappement. L’injecteur 22 fournit du carburant dans la chambre de combustion 14 pendant une période, de la course de compression à la course de combustion. Dans la course de combustion, un allumage par compression se produit dans la chambre de combustion 14.
[115] Ensuite, dans le mode de commande d’évacuation, la soupape d’admission d’air 20a est ouverte dans la course d’admission d’air, et fermée pendant une période, de la course de compression à la course d’échappement·. La soupape d’échappement 21a est fermée pendant une période, de la course d’admission d’air à la course de combustion, et ouverte dans la course d’échappement. L’injecteur 22 ne fournit pas le carburant. Aucun allumage par compression ne se produit dans la chambre de combustion 14, également.
[116] En outre, dans le mode de commande de régénération de filtre, la soupape d’admission d’air 20a est ouverte dans une première course d’admission d’air, et est fermée pendant une période, de la première course de compression suivante à la seconde course d échappement. Comme cela est décrit ci-dessus, la période pendant laquelle la soupape d’admission d’air 20a est ouverte est ajustée afin d’empêcher l’allumage par compression dans la chambre de combustion 14. La soupape d’échappement 21a est fermée pendant une période, de la première course d’admission d’air à la seconde course de combustion, et est ouverte dans la seconde course d’échappement. L’injecteur 22 fournit le carburant dans la chambre de combustion 14 pendant une période, de la première course de compression à la première course de combustion. En particulier, l’injecteur 22 fournit le carburant dans la chambre de combustion 14 durant une période lorsque le piston 12 dans le cylindre 11 est interposé entre l’injecteur 22 et la paroi de chemise lia du cylindre 11 dans la direction de pulvérisation du carburant, Aucun allumage par compression ne se produit dans la chambre de combustion 14. Dans ce cas, la période de maintien Q est déterminée sur la base d’une quantité K de changement d’angle de vilebrequin de 720 degrés. Autrement dit, la période de maintien Q est un temps durant lequel l’angle de vilebrequin change de 720 degrés.
[117] 11 faut noter que, comme cela est représenté sur la figure 11, un exemple d’opérations dans le mode de commande à base de couple et le mode de commande de régénération de filtre dans un cas de décélération à partir d’un état à charge basse est le même que l’exemple d’opérations dans le mode de commande à base de couple, le mode de commande d’évacuation, et le mode de commande de régénération de filtre dans le cas de décélération à partir d’un état à charge moyenne à haute, à l’exception que le mode n’est pas changé au mode de commande d'évacuation.
[118] Comme cela est décrit cvdessus, dans le système d’épuration selon ce mode de réalisation, la commande de régénération de filtre est exécutée dans un état de décélération de véhicule dans lequel il n’est pas nécessaire que le moteur diesel 1 réalise de façon constante la combustion dans les cylindres 11. Donc, il est possible d’éliminer efficacement des matières particulaires, telles que de la suie, s’étant accumulées sur le filtre 42, tout en évitant une situation dans laquelle il est nécessaire de réaliser une combustion dans le cylindre 11 pour obtenir un couple produit en sortie à partir du moteur diesel 1. De plus, afin d’empêcher l’allumage par compression dans la chambre de combustion 14 dans le mode de commande de régénération de filtre, la soupape d’admission d’air 20a est commandée de telle sorte que de l’air soit fourni à la chambre de combustion 14, tout en ajustant la quantité d’écoulement de l’air. Le mélange gazeux non brûlé peut être formé de façon certaine. Donc, le filtre 42 peut être régénéré efficacement. En outre, du fait que la combustion d’une portion du carburant peut être empêchée, la quantité du carburant fourni peut être réduite, pour que la diminution des performances de rendement énergétique puisse être empêchée. En outre, lorsque le mélange gazeux non brûlé est formé dans le mode de commande de régénération de filtre, le carburant est fourni dans la chambre de combustion 14 durant une période lorsque le piston 12 dans le cylindre 11 est interposé entre l’injecteur 22 et la paroi de chemise lia du cylindre 11 dans la direction de pulvérisation du carburant, et un tel mélange gazeux non brûlé est maintenu pendant une période de maintien prédéterminée Q dans les chambres de combustion 14 des cylindres 11 placés dans un état où à la ibis la soupape d’admission d'air 20a et la soupape d’échappement 21a sont fermées et aucune combustion n’est réalisée. Donc, même lorsque le moteur diesel 1 est dans an état à charge basse, le carburant non brûlé attaché à la paroi de chemise lia. du cylindre 11, une portion supérieure du piston 12 dans le cylindre 11, et/ou analogues, peut être suffisamment gazéifié et atomisé dans la chambre de combustion 14, et en conséquence le mélange gazeux non brûlé peut être rendu uniforme dans la chambre de combustion 14. De plus, la diminution des performances de lubrification d'huile peut être empêchée. En outre, le mélange gazeux non brûlé uniforme peut être soufflé sur la totalité de la portion d’ouverture côté amont 41a du catalyseur à oxydation 41 donnant sur le côté amont dans l’écoulement du gaz d’échappement. Donc, la réaction d’oxydation peut être causée par la totalité du catalyseur à oxydation 41. et en. conséquence la température de la. totalité du catalyseur à oxydation 41 peut être augmentée uniformément. Donc, une augmentation de température locale dans le catalyseur à oxydation 41 peut être empêchée, et par conséquent, il est possible d’empêcher la perte et l’endommagement, tels que la perte de fusion dans une partie du catalyseur à oxydation 41. En outre, du fait que la réaction d’oxydation de substances nocives, telles que des hydrocarbures et, du. monoxyde de carbone, peut être causée par la totalité du catalyseur à oxydation 41, l’échappement des substances nocives peut, être réduit. En outre, par exemple, même dans une situation où l’état à charge basse du moteur diesel 1 d’un véhicule est continué dans une zone urbaine pendant une longue période, la régénération de filtre peut être réalisée, et. en conséquence, une accumulation excessive des matières particulaires peut être empêchée, et, en outre, il est possible d'empêcher la continuation de la conduite du véhicule d’être difficile.
[119] Le système d’épuration selon ce mode de réalisation comprend en outre : l’unité d’estimation de température de mélange gazeux à des fins de régénération 77e qui estime la température du mélange gazeux non brûlé au point mort haut de compression de la chambre de combustion 14 : et l’unité de calcul de quantité d’admission à des fins de régénération 77f qui calcule une quantité d’admission demandée, dans lequel la quantité d’admission demandée est déterminée de telle sorte que la valeur estimée Ti de la température du mélange gazeux non brûlé estimée par l’unité d’estimation de température de mélange gazeux à des tins de régénération 77e soit inférieure à la valeur prévue Tüm de la température d’allumage spontané du mélange gazeux non brûlé, et l’unité de commande d’admission à des fins de régénération 77b est configurée afin de commander au moins l’un parmi la quantité de levage ; l’angle d’action ; et le calage d’ouverture et de fermeture de la soupape d’admission d’air 20a sur la base de la valeur calculée Vo de la quantité d’admission demandée, Pour cette raison, la quantité d écoulement de l’air entrant dans la chambre de combustion 14 peut être ajustée de façon appropriée pour empêcher l’allumage par compression dans la chambre de combustion 14 dans le mode de commande de régénération de filtre.
120] Le système d’épuration selon ce mode de réalisation comprend en outre : l’unité d’évaluation de charge 74c qui évalue si le moteur diesel 1 est ou non dans un état à charge moyenne à haute ou un état à charge basse ; et l’unité d’instruction d’évacuation 74d qui envoie une instruction pour exécuter la commande d’évacuation sur le cylindre 11 lorsque l’unité d’évaluation de charge 74c détermine que le moteur diesel 1 est dans un état à charge moyenne à haute, et avant que l’unité d’instruction de régénération 76h envoie l’instruction pour exécuter la commande de régénération de filtre sur le cylindre 11, dans lequel l’unité d’instruction de régénération 76h est configurée afin d’envoyer une instruction pour exécuter la commande de régénération de filtre sur le cylindre 11 après l’exécution de la commande d’évacuation, lorsque l’unité d’évaluation de charge 74c détermine que le moteur diesel 1 est dans un état à charge moyenne à haute, et d’envoyer une instruction pour exécuter la commande de régénération de filtre sur le cylindre 11 sans exécuter la commande d’évacuation, lorsque l’unité d évaluation de charge 74e détermine que le moteur diesel 1 est dans un état à charge basse. Dans le système d’épuration, lorsque le moteur diesel 1 est changé de l’état à charge moyenne à haute au mode de commande de régénération de filtre par décélération, la température d’EGR externe et les températures de surfaces de paroi de la chambre de combustion 14, telles que les surfaces du piston 12, la paroi de chemise lia du cylindre 11, et la culasse de cylindre 13, augmentent en raison d’une haute contrepression dans la chambre de combustion 14. En conséquence, la température dans la chambre de combustion 14 peut atteindre une température d’allumage par compression possible. Par rapport à ce problème, la commande d’évacuation est exécutée avant que le moteur diesel 1 réalise une transition de l’état à charge moyenne à haute au mode de commande de régénération de filtre, et, donc, la régénération de filtre peut être réalisée dans un état où la température dans la chambre de combustion 14 est suffisamment diminuée pour empêcher l’allumage par compression. D’autre part, lorsque le moteur diesel 1 réalise une transition de l’état à charge basse au mode de commande de régénération de filtre, il est possible de réaliser immédiatement une transition au mode de commande de régénération de filtre sans exécuter la commande d’évacuation. Par conséquent, le filtre 42 peut être régénéré efficacement.
[121] Le système d’épuration selon ce mode de réalisation comprend en outre l’unité de réglage de condition de charge 74b qui règle la plage de charge moyenne à haute Wl et la plage de charge basse W2 sur la base de la vitesse de rotation de moteur et de la charge de moteur, dans lequel l’unité d’évaluation de charge 74c est configurée afin de déterminer que le moteur diesel 1 est dans un état à charge moyenne à haute, lorsque l’état de charge de moteur déterminé sur la base de la valeur détectée ω de la vitesse de rotation de moteur et de la valeur calculée N de la charge de moteur est dans la plage de charge moyenne à haute Wl réglée par l’unité de réglage de condition de charge 74b, et de déterminer que le moteur diesel 1 est dans un état à charge basse, lorsque l’état de charge de moteur est dans la plage de charge basse W2 réglée par l’unité de réglage de condition de charge 74b. L’unité de réglage de condition de charge 74b est configurée afin de rendre la plage de charge moyenne à haute Wl plus étroite et la plage de charge basse Wr2 plus large lorsque la température d’eau de moteur devient plus haute, Pour cette raison, l’état à charge moyenne à haute et l’état à charge basse du moteur diesel 1 peuvent être déterminés de façon appropriée et donc la nécessité de la commande d’évacuation décrite ci-dessus peut être déterminée précisément. Par conséquent, le filtre 42 peut être régénéré efficacement.
[122] Deuxième mode de réalisation.
[123] Un système d épuration pour un moteur diesel selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention est décrit. Le système d’épuration selon le deuxième mode de réalisation est le même que le système d’épuration selon le premier mode de réalisation, à l’exception des caractéristiques suivantes.
[124] Détails des première et seconde unités d’évaluation.
[1251 En faisant référence aux figures 6 et 8, les première et seconde unités d’évaluation 76 et 78 selon ce mode de réalisation sont décrites. Comme cela est représenté sur la figure 6, dans un état où l’unité d'évaluation de cylindre arrêté 76e détermine qu’au moins l’un des multiples cylindres 11 est dans l’état arrêté, et l’unité d’évaluation de régénération 76g détermine qu’il est nécessaire de régénérer le filtre 42, l’unité d’instruction de régénération 76h de la première unité d évaluation 76 envoie une instruction pour exécuter la commande de régénération de filtre sur tous les cylindres 11. II faut noter que la première unité d’évaluation 76 peut être une obtenue en enlevant l’unité d’évaluation de décélération 76b et l’unité d’évaluation de couple 76d du système d’épuration selon le premier mode de réalisation. En outre, comme cela est représenté sur la figure 8, en ce qui concerne l’instruction pour exécuter la commande de régénération de filtre par l’unité d'instruction de continuation de régénération 78d de la seconde unité d’évaluation 78, une instruction est envoyée pour exécuter la commande de régénération de filtre sur tous les cylindres 11.
[126] Exemple de commandes du système d’épuration.
[127] En faisant référence à la figure 12, un exemple de commandes du système d’épuration selon ce mode de réalisation va être décrit. Il est évalué si au moins l’un des multiples cylindres 11 est ou non dans l’état arrêté (Etape S21). Lorsqu aucun des multiples cylindres 11 n’est dans l’état arrêté, à savoir, tous les cylindres Π sont dans l’état non arrêté (NON), le moteur diesel 1 continue le mode de fonctionnement employé jusqu’à cet instant. Lorsqu’au moins l'un des multiples cylindres 11 est dans l’état arrêté (OUI), il est évalué s’il est nécessaire ou non de régénérer le filtre 42 (Etape S22). Lorsqu’il n’est pas nécessaire de régénérer le filtre 42 (NON), le mode de fonctionnement employé jusqu’à cet instant est continué.
[128] Lorsqu’il est nécessaire de régénérer le filtre 42 (OUI), il est évalué si le moteur diesel 1 est ou non dans un état à charge moyenne à haute (Etape S23). Lorsque le moteur diesel 1 est dans un état à charge moyenne à haute (OUI), le mode de commande à base de couple est changé au mode de commande d’évacuation (Étape S24). Après l’achèvement du mode de commande d’évacuation, une instruction est envoyée pour exécuter la commande de régénération de filtre sur tous les cylindres 11, et le mode est changé au mode de commande de régénération de filtre (Étape S25). D'autre part, lorsque le moteur diesel 1 n’est pas dans un état à charge moyenne à haute, mais dans un état à charge basse (NON), une instruction est envoyée immédiatement pour exécuter la commande de régénération de filtre sur tous les cylindres 11, et le mode est changé au mode de commande de régénération de filtre (Étape S25).
[129] Dans tous les cylindres 11, le mélange gazeux non brûlé est maintenu pendant une période prédéterminée Q dans la chambre de combustion 14 placée dans un état où à la fois la soupape d’admission d’air 20a et la soupape d’échappement 21a sont fermées et aucune combustion n’est réalisée (Etape S26). La soupape d’échappement 21a est ouverte afin de fournir le mélange gazeux non brûlé, par l'intermédiaire de l’orifice d’échappement 19, au catalyseur à oxydation 41 (Étape S27). La température du catalyseur à oxydation 41 est augmentée en utilisant le mélange gazeux non brûlé, pour que les matières particulaires s’étant accumulées sur le filtre 42 soient éliminées par combustion (Étape S28). Il est évalué s’il est nécessaire ou non de continuer la régénération du filtre 42 (Etape S29). Lorsqu’il est nécessaire de continuer la régénération du filtre 42 (OUI), une instruction est à nouveau envoyée pour exécuter la commande de régénération de filtre sur tous les cylindres 11, et le mode de commande de régénération de filtre est continué (Etape S25). Lorsqu’il n’est pas nécessaire de continuer la régénération du filtre 42 (NON), le mode de commande de régénération de filtre est changé au mode de fonctionnement employé avant l’exécution de la commande de régénération de filtre.
[130] Comme cela est décrit ci-dessus, le système d’épuration selon ce mode de réalisation permet d’obtenir les mêmes effets que ceux obtenus par le système d’épuration selon le premier mode de réalisation.
[131] Troisième mode de réalisation.
[132] Un système d’épuration pour un moteur à injection directe selon un troisième mode de réalisation de la présente invention est décrit. Le système d’épuration selon le troisième mode de réalisation est le même que le système d’épuration selon le premier ou deuxième mode de réalisation, à l’exception des caractéristiques suivantes. De plus, le système d’épuration selon ce mode de réalisation est adapté pour réaliser la même commande que dans le système dépuration selon le premier ou deuxième mode de réalisation dans un état où le moteur à injection directe réalise une combustion HGGI. Un exemple de commandes du système d’épuration selon ce mode de réalisation est également le même que l’exemple de commandes du système d’épuration selon le premier ou deuxième mode de réalisation.
[133] Détails du moteur à injection directe.
[134] En faisant référence à la figure 13, un moteur à injection directe 101 est décrit. Il faut noter que la figure 13 représente schématiquement seulement une coupe transversale d’un cylindre 11 dans le moteur à injection directe 101. Le système d’épuration selon ce mode de réalisation possède le moteur à injection directe 101, et le moteur à injection directe 101 est le même que le moteur diesel 1 selon le premier ou deuxième mode de réalisation, à l’exception que le moteur à injection directe 101 possède un injecteur à injection directe 102 au lieu de l’injecteur diesel 22. L’injecteur 102 est configuré afin de directement injecter du carburant dans la chambre de combustion 14 du cylindre 11.
[135] De plus, le moteur à injection directe 101 possède une bougie d’allumage 103 qui permet la décharge d étincelle dans la chambre de combustion 14 de chaque cylindre 11. La bougie d’allumage 103 est attachée à la culasse de cylindre 13. En particulier, la bougie d’allumage 103 est de préférence positionnée entre l’orifice d’admission d’air 18 et l’orifice d’échappement 19. Le moteur à injection directe 101 est configuré afin de permettre la combustion HGGI (allumage par compression à charge homogène) dans la chambre de combustion 14 de chaque cylindre 11. Il faut noter que le moteur à injection directe peut également être configuré afin de ne pas posséder de compresseur d’alimentation.
[136] Dé tails du dispositif de commande.
[137] Bien que non particulièrement représenté sur les figures, la bougie d’allumage 103 est connectée à une ECU dans le dispositif de commande. Une unité de commande d’évacuation de l’ECU dans le dispositif de commande possède une unité de commande d’allumage d’évacuation qui commande la bougie d’allumage 103 de telle sorte que l’allumage soit interdit dans le mode de commande d’évacuation. Une unité de commande de régénération de l’ECU possède une unité de commande d’allumage de régénération qui commande la bougie d’allumage 103 de telle sorte que l’allumage soit interdit dans le mode de commande de régénération de filtre. Il faut noter que, dans un cycle dans le mode de commande à base de couple, la soupape d'admission d’air 20a, l’injecteur 22 fournit un carburant dans la chambre de combustion 14 pendant une période, de la course d’admission d’air à la course de compression, [1381 ( femme cela est décrit ci-dessus, le système d’épuration selon ce mode de réalisation permet d’obtenir le même effet que ceux obtenus par le système d’épuration selon le premier ou deuxième mode de réalisation.
1139] Ci-dessus, les modes de réalisation de la présente invention sont décrits > cependant, la présente invention n’est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus, et la présente invention peut être altérée et modifiée sur la base des idées techniques.
Liste de signes de référence.
Moteur diesel
Cylindre lia Paroi de chemise
Piston
Chambre de combustion
Orifice d’admission d’air
Orifice d’échappement
20a Soupape d’admission d’air
21a Soupape d’échappement
Injecteur
Dispositif d’épuration
Catalyseur à oxydation
Filtre à matières particulaires ( Filtre)
Capteur de position d’accélérateur (Unité de détection de position d’accélérateur)
Capteur d’angle de vilebrequin (Unité de détection de rotation de moteur) 74a Unité de calcul de charge
74b Unité de réglage de condition de charge
74c Unité d’évaluation de charge
74d Unité d’instruction d’évacuation
76b Unité d’évaluation de décélération
76e Unité d’évaluation de cylindre arrêté
76g Unité d’évaluation de régénération
76h Unité d’instruction de régénération
77b Unité de commande d’admission à des fins de régénération
77c Unité de commande d’échappement à des fins de régénération
77d Unité de commande d’injecteur à des fins de régénération
77e Unité d’estimation de température de mélange gazeux à des fins de régénération
77f Unité de calcul de quantité d’admission à des fins de régénération
101 Moteur à essence à injection directe (Moteur à injection directe)
102 Injecteur
W1 Plage de charge moyenne à haute
W2 Plage de charge basse ω Valeur détectée de vitesse de rotation de moteur
N Valeur calculée de charge de moteur
Vq Valeur calculée de quantité d’admission demandée
Tf Valeur estimée de température de mélange gazeux non brûlé
Tiiœ Valeur prévue de température d’allumage spontané de mélange gazeux non brûlé
Q Période de maintien

Claims (6)

  1. REVENDICATIONS
    1. Système d’épuration de gaz d’échappement· pour un moteur à combustion interne (1, 101), comprenant :
    un moteur à combustion interne (1, 101) installé dans un véhicule ; et un dispositif d’épuration (4) épurant un gaz d’échappement provenant du moteur à combustion interne (1, 101), dans lequel le moteur à combustion interne (1, 101) inclut : un cylindre (11) ; une soupape d’admission d’air (20a) configurée afin d’être capable d’ouvrir et de fermer l’orifice d’admission d’air (18) ; une soupape d’échappement (21a) configurée afin d’être capable d’ouvrir et de fermer un orifice d’échappement (19) qui communique avec la chambre de combustion (14) ; et un injecteur (22, 102) configuré afin d’être capable de fournir un carburant à la chambre de combustion (14), le moteur à combustion interne (1, 101) est configuré afin d’être capable d’allumage par compression dans la chambre de combustion (14), le dispositif d’épuration (4) inclut : un catalyseur (41) configuré afin d’être capable d’oxyder une substance nocive dans le gaz d’échappement ; et un filtre (42) agencé sur un côté aval du catalyseur (41) dans un écoulement du gaz d’échappement et configuré afin d’être capable de collecter des matières particulaires dans le gaz d’échappement, le système d’épuration de gaz d’échappement est configuré afin de régénérer le filtre (42) en brûlant et éliminant les matières particulaires s’accumulant sur le filtre (42) tout en utilisant de la chaleur d’oxydation générée à partir d’un contact réalisé entre un mélange gazeux non brûlé et le catalyseur (41), le mélange gazeux non brûlé contenant de l’air fourni à un intérieur de la chambre de combustion (14) par l'intermédiaire de l’orifice d’admission d’air (18) et le carburant fourni de l’injecteur (22, 102) à l’intérieur de la chambre de combustion (14), et le système d’épuration de gaz d’échappement comprend :
    l’une sélectionnée parmi une unité d’évaluation de décélération (76b) configurée afin d’évaluer si le véhicule est ou non dans un état de décélération, et une unité d’évaluation de cylindre (11) arrêté configurée afin d’évaluer si le cylindre (11) est ou non dans un état arrêté dans lequel au moins la soupape d’échappement (21a) est fermée ;
    une unité d’évaluation de régénération (76g) configurée afin d’évaluer s’il est nécessaire ou non de régénérer le filtre (42) ;
    une unité d’instruction de régénération (76h) configurée afin de donner l’instruction qu’une commande de régénération de filtre (42) soit réalisée sur le cylindre (11), lorsque l’unité d’évaluation de décélération (76b) détermine que le véhicule est dans l’état de décélération ou lorsque l’unité d’évaluation de cylindre (11) arrêté détermine que le cylindre (11) est dans l’état arrêté, alors que, en plus de ceci, l’unité d’évaluation de régénération (76g) détermine qu’il est nécessaire de régénérer le filtre (42) ;
    une unité de commande d’admission à des fins de régénération (77b) configurée afin de commander la soupape d’admission d’air (20a) de telle sorte que l’air soit fourni à la chambre de combustion (14), tout en ajustant une quantité d’écoulement de l’air afin d’empêcher l’allumage par compression dans la chambre de combustion (14) dans un mode de commande de régénération de filtre (42) où l’unité d’instruction de régénération (76h) a donné l’instruction de réaliser la commande de régénération de filtre (42) sur le cylindre (11);
    une unité de commande d’injecteur à des fins de régénération (77d) configurée afin de commander l’injecteur (22, 102) dans le mode de commande de régénération de filtre (42) de telle sorte que le carburant soit fourni dans la chambre de combustion (14) durant une période lorsqu’un piston (12) dans le cylindre (11) est interposé entre l’injecteur (22, 102) et une paroi de chemise du cylindre (11) dans une direction de pulvérisation du carburant ; et une unité de commande d’échappement à des fins de régénération (77c) configurée afin d’ouvrir la soupape d’échappement (21a) de telle sorte que le mélange gazeux non brûlé soit fourni au catalyseur (41) par l'intermédiaire de Γorifice d’échappement (19) dans le mode de commande de régénération de filtre (42), ce mélange gazeux non brûlé ayant été maintenu pendant une période prédéterminée dans la chambre de combustion (14) placée dans un état où à la fois la soupape d’admission d’air (20a) et la soupape d’échappement (21a) sont fermées et l’allumage par compression est empêché.
  2. 2. Système d’épuration de gaz d’échappement pour un moteur à combustion interne (1, 101) selon la revendication 1, comprenant en outre :
    une unité d’estimation de température de mélange gazeux à des fins de régénération (77e) configurée afin d’estimer une température du mélange gazeux non brûlé à un point mort haut de compression de la chambre de combustion (14) ; et une unité de calcul de quantité d’admission à des fins de régénération (77f) configurée afin de calculer une quantité d’admission demandée qui est la quantité d’air requise dans la chambre de combustion (14) dans le mode de commande de régénération de filtre (42), dans lequel la quantité d’admission demandée est réglée de telle sorte qu’une valeur estimée de la température du mélange gazeux non brûlé, estimée par l’unité d’estimation de température de mélange gazeux à des fins de régénération (77e), soit inférieure à une valeur prévue d’une température d’allumage spontané du mélange gazeux non brûlé, et
    Funité de commande d’admission à des fins de régénération (77b) est configurée afin de commander au moins l’un parmi une quantité de levage ; un angle d’action ; et un calage d’ouverture et de fermeture de la soupape d’admission d’air (20a), sur la base de la valeur calculée de la quantité d’admission demandée calculée par l’unité de calcul de quantité d’admission à des fins de régénération (77f).
  3. 3. Système d’épuration de gaz d’échappement pour un moteur à combustion interne (1, 101), selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre :
    une unité d’évaluation de charge (74c) configurée afin d’évaluer dans lequel, d’un état à charge moyenne à haute ou d’un état à charge basse, le moteur à combustion interne (1, 101) se trouve ; et une unité d’instruction d’évacuation (74d) configurée afin de donner l’instruction pour réaliser une commande d’évacuation sur le cylindre (11) lorsque l’unité d’évaluation de charge (74c) détermine que le moteur à combustion interne (1, 101) est dans un état à charge moyenne à haute de telle sorte que, avant que l’unité d’instruction de régénération (76h) donne l’instruction de réaliser la commande de régénération de filtre (42) sur le cylindre ( 11 ), l’admission d’air dans, et l’échappement à partir de, la chambre de combustion (14) sont réalisés pendant au moins un cycle de combustion, et du carburant n’est pas fourni à la chambre de combustion (14) pendant au moins un cycle de combustion, lorsque l’unité d’évaluation de charge (74c) détermine que le moteur à combustion interne (1, 101) est dans un état à charge moyenne à haute, dans lequel l’unité d’instruction de régénération (76h) est configurée afin de donner l’instruction pour réaliser la commande de régénération de filtre (42) sur le cylindre (11) après avoir réalisé la commande d’évacuation lorsque l’unité d’évaluation de charge (74c) détermine que le moteur à combustion interne (1, 101) est dans un état à charge moyenne à haute, et est configurée afin de donner l’instruction pour réaliser la commande de régénération de filtre (42) sur le cylindre (11) sans réaliser la commande d’évacuation lorsque l’unité d’évaluation de charge (74c) détermine que le moteur à combustion interne (1, 101) est dans un état à charge basse.
  4. 4. Système d’épuration de gaz d’échappement pour un moteur à combustion interne (1, 101) selon la revendication 3, comprenant en outre : une unité de détection de position d’accélérateur (52) configurée afin d’être capable de détecter une position d’accélérateur ;
    une unité de détection de rotation de moteur (53) configurée afin d’être capable de détecter une vitesse de rotation du moteur à combustion interne (1, 101) ; une unité de calcul de charge (74a) configurée afin d’être capable de calculer une charge sur le moteur à combustion interne (1, 101) en utilisant une valeur détectée de la position d’accélérateur obtenue par Γunité de détection de position d’accélérateur (52), et une valeur détectée de la vitesse de rotation obtenue par l’unité de détection de rotation de moteur (53) ; et une unité de réglage de condition de charge (74b) configurée afin de régler une plage de charge moyenne à haute (Wl) pour déterminer l’état à charge moyenne à haute et une plage de charge basse (W2) pour déterminer l’état à charge basse, sur la base de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne (1, 101) et de la charge sur le moteur à combustion interne (1, 101), dans lequel l’unité d’évaluation de charge (74c) est configurée afin de déterminer que le moteur à combustion interne (L 101) est dans l’état à charge moyenne à haute lorsqu’un état de charge déterminé sur la base de la valeur détectée de la vitesse de rotation et d’une valeur calculée de la charge obtenue par l’unité de calcul de
  5. 5 charge (74a) est dans la plage de charge moyenne à haute (W 1) réglée par l’unité de réglage de condition de charge (74b), et est configurée afin de déterminer que le moteur à combustion interne (1, 101) est dans l’état à charge basse lorsque l’état de charge est dans la plage de charge basse (W2) réglée par l’unité de réglage de condition de charge (74 b), et
  6. 10 l’imité de réglage de condition de charge (74b) est configurée de telle sorte que la plage de charge moyenne à haute (Wl) devienne plus étroite et la plage de charge basse (W2) devienne plus large lorsqu’une température d’eau du moteur à combustion interne (1, 101) devient plus haute.
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