WO2008062118A1 - Systeme et procede d'elimination des oxydes de soufre sox d'un dispositif de piegeage catalytique d'oxydes d'azote - Google Patents

Systeme et procede d'elimination des oxydes de soufre sox d'un dispositif de piegeage catalytique d'oxydes d'azote Download PDF

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Sébastien D'ORIA
Nicolas Mougamadou
Emmanuel Poilane
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Renault S.A.S
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Definitions

  • the present invention relates to a system and method for removing sulfur oxides SO x from a catalytic nitrogen oxide trap device disposed in the exhaust line of a diesel type internal combustion engine. motor vehicle.
  • nitrogen oxides NO x cause respiratory infections and allergies and play a role in influencing the formation of acid rain, so that most countries have imposed standards limiting the emission of nitrogen oxides. NO x by motor vehicles.
  • the European patent application EP 0 962 639 relates to the triggering of an SO x sulfur oxide purge of a catalytic converter for treating the exhaust gases of an internal combustion engine, by an increase in the fuel efficiency.
  • an air / fuel feed mixture of the engine from a richness corresponding to a lean or stoichiometric mixture.
  • a quantity representative of the quantity of SO x sulfur oxides stored in the catalytic converter is evaluated by means of a model, and a purge of the pot is triggered when this quantity crosses a predetermined threshold, which depends on the pot temperature. This document does not take into account the phenomenon of dilution of the fuel in the lubricating oil of the engine.
  • European patent application EP 1,121,519 describes a process for removing sulfur oxides SO x from a nitrogen oxide storage catalyst connected downstream of an internal combustion engine operating with a fuel-poor diet. .
  • the state of sulfur loading of the nitrogen oxide storage catalyst is determined and the state of charge is compared to a first predetermined threshold value corresponding to a maximum allowable sulfur load. If the threshold value or an irregularity in the activity of the catalyst is exceeded, an SO x sulfur oxidation phase is started, if possible, until the sulfur oxides are removed. a predetermined degree of oxide removal sulfur SO x if possible.
  • the initiation of these SO x sulfur oxide removal steps is not optimized depending on the operation of the vehicle. Indeed, a phase can then easily be triggered when driving in an urban environment, which generates a high energy cost, and a low efficiency of SO x sulfur oxides elimination.
  • the European patent application EP 1161618 relates to a process for removing sulfur oxides SO x storage catalyst nitrogen oxide interposed after an internal combustion engine operated with a lean mixture.
  • the state of sulfur loading of the catalyst is determined, and compared with a first predetermined sulfur load threshold value. If the first sulfur load threshold value is exceeded, and the nitrogen oxide emission level is lower than a predetermined nitrogen oxide emission of at least one tolerance threshold, the launch of the an SO x sulfur oxide removal phase is delayed at least until the tolerance threshold is exceeded or until a predetermined characteristic deviation pattern has occurred.
  • This document does not take into account the problems of fuel dilution in the engine lubricating oil.
  • An object of the invention is to optimize the initiation of an SO x sulfur oxide removal phase of the catalytic capture device of nitrogen oxide.
  • Another object of the invention is to optimize the chances of success of an SO x sulfur oxide removal phase of a catalytic nitrogen oxide trap device.
  • Another object of the invention is also to limit the dilution of fuel in the engine lubricating oil. Another object of the invention is to limit the cost of an SO x sulfur oxide removal phase of the catalytic nitrogen oxide trapping device.
  • an SO x sulfur oxide removal system of a catalytic nitrogen oxide NO x trapping device disposed in the exhaust line of a combustion engine. internal of a motor vehicle.
  • the system comprises means for estimating a mass of sulfur oxides SO x present in the catalytic trap device for nitrogen oxides, and control means capable of triggering a phase of elimination of the sulfur oxides.
  • SO x of the catalytic trapping device by increasing the fuel richness of the mixture of air and fuel fed to the engine, when said estimated mass of sulfur oxides SO x reaches a threshold.
  • the system comprises means for determining a type of rolling of the vehicle among urban, road or highway rolling, and said control means are adapted to select said threshold as a function of said type of rolling determined by said determining means, among a set of stored thresholds.
  • a threshold is selected from a set of predetermined thresholds from tests on a reference engine so that there is a high efficiency of the phase of removal of sulfur oxides SO x and low fuel dilution in the engine lubricating oil.
  • said determination means are adapted to determine the type of running from operating parameters of the vehicle, said parameters comprising the gearbox engaged gear ratio and the vehicle speed.
  • said operating parameters of the engine further include the temperature of the catalytic trapping device, and / or the engine temperature.
  • the system comprises means for storing three predetermined thresholds, the first threshold being lower than the second threshold, and the second threshold being less than the third threshold.
  • said control means are adapted to trigger an SO x sulfur oxide removal phase when said estimated mass of SO x sulfur oxides reaches said first threshold, and that the vehicle is in highway travel.
  • control means are adapted to trigger an SO x sulfur oxidation phase when said estimated mass of SO x sulfur oxides reaches said second threshold, and that the vehicle is in road travel.
  • control means are adapted to trigger an SO x sulfur oxidation phase when said estimated amount of sulfur oxide reaches said third threshold.
  • said control means are adapted to trigger an SO x sulfur oxide removal phase when said temperature of the catalytic trapping device is greater than a fourth threshold, and / or the engine temperature is greater than a fifth threshold, that said estimated mass of SO x sulfur oxides reaches said first threshold, and that the vehicle is in road travel.
  • the system further comprises means for filtering the signal representative of the speed of the vehicle, and / or means for filtering the signal representative of the temperature of the catalytic trapping device, and / or means filtering the signal representative of the engine temperature.
  • Such filters can eliminate measurement noise and improve system operation.
  • An SO x sulfur oxide removal phase of the catalytic trapping device is initiated by increasing the fuel richness of the mixture of air and fuel fed to the engine when an estimated mass of sulfur oxides SO x reaches a threshold.
  • a type of rolling of the vehicle is determined among an urban road or highway rolling, and said threshold is selected from among a set of stored thresholds, according to said type of rolling determined.
  • Figure 1 is a schematic view of an embodiment of a system according to one aspect of the invention
  • Figure 2 schematically illustrates the operation of control means according to one aspect of the invention.
  • Figure 3 is a schematic view of means for determining a type of rolling of the vehicle according to one aspect of the invention
  • FIG. 4 is a schematic view of another embodiment of means for determining a type of running of the vehicle, according to one aspect of the invention.
  • FIG. 1 shows the general architecture of an SO x sulfur oxide removal system of a catalytic catalytic trap for nitrogen oxides 1 comprising a catalytic phase, and arranged in the line of FIG. exhaust 2 of an internal combustion engine 3, diesel type.
  • the catalytic device 1 is traversed by the exhaust gas having a low fuel content, resulting from operation of the engine 3 fueled with a fuel-poor mixture.
  • the system comprises an electronic control unit 5 connected with the engine 3, as well as with many elements of the vehicle 4, not shown.
  • the electronic control unit 5 is capable of controlling or managing the operation of the engine 3 in a fuel-rich mixture during an SO x sulfur oxide removal phase of the catalytic trapping device 1.
  • An SO x sulfur oxidation phase of the catalytic trapping device 1 corresponds to a phase during which the sulfur oxides SO x which block the adsorption sites of the catalytic phase present in the catalytic trapping device 1 of NO x nitrogen oxides.
  • a desorption phase must be carried out in a high temperature range, typically between 650 ° C. and 750 ° C. for conventional catalytic phases.
  • the electronic control unit 5 is connected by a connection 7 to a temperature sensor 6 arranged upstream of the catalytic trapping device 1 in the exhaust line 2.
  • the electronic control unit 5 is connected by connections 10 and 11 to a first oxygen sensor 8 and a second oxygen sensor 9 disposed in the exhaust line 2, respectively upstream and downstream of the catalytic trapping device 1.
  • the probe 8 makes it possible to control and regulate the richness of the mixture supplying the engine 3, and the probe 9 makes it possible to control the end of an SO x sulfur oxide removal phase.
  • the electronic control unit 5 is also connected by a connection
  • the electronic control unit 5 comprises a control module 15 capable of triggering an SO x sulfur oxide removal phase of the catalytic trapping device 1, by increasing the fuel richness of the air and fuel mixture. 3.
  • the electronic control unit 5 also comprises an estimation module 16 of a mass of SO x sulfur oxides present in the catalytic trapping device 1 of nitrogen oxides NO x , connected to the control module 15 by a connection 17.
  • the estimation module 16 can for example implement an estimation method as described in the European patent application EP 0 962 639.
  • the electronic control unit 5 comprises a determination module 18 of a type of rolling of the vehicle 4 among a city, road or highway running, connected to the control module 15 by a connection 19, and a storage module 20 is connected to the control module 15 via a connection 21.
  • the storage module 20 makes it possible to store a set of thresholds established from mappings determined during tests on a reference engine giving the dilution of fuel in the lubricating oil. of the engine as a function of the torque delivered by the engine and the speed of rotation of the engine, and giving the efficiency of the SO x sulfur oxide elimination phases as a function of the torque supplied by the engine, and the speed of rotation. of the motor. From these maps, three thresholds can be determined
  • the number of predetermined predetermined thresholds is three in number.
  • the system may also include an optional particulate filter 22, disposed on the exhaust line 2 of the vehicle 4, downstream of the catalytic trapping device 1.
  • FIG. 2 makes it possible to explain the operation of the control module 15.
  • Curve 25 represents the mass of sulfur oxides SO x present in the catalytic trapping device 1 and estimated by the estimation module 16.
  • the three thresholds M 1 , M 2 and M 3 are such that the first threshold Mi is lower than the second threshold M 2 , and the second threshold M 2 is below the third threshold M 3 representing the maximum mass of SO x sulfur oxides that may be present in the catalytic trapping device 1.
  • the control module 15 triggers an SO x sulfur oxide removal phase when the estimated mass of sulfur oxides SO x reaches the first threshold M 1 , and the determination means 1 8 determines that the vehicle 4 performs a highway taxi.
  • the control module 15 also triggers an SO x sulfur oxide removal phase when the estimated mass of sulfur oxides SO x by the estimation module 16 reaches the second threshold M 2 , and the determination module 18 determines a road run of the vehicle 4.
  • the control module 15 is also adapted to trigger an SO x sulfur oxide removal phase when the estimated mass of sulfur oxides SO x reaches the third threshold M 3 , corresponding to the maximum mass allowed in the trapping device. catalytic 1, even if the determination module 18 completes an urban taxi of the vehicle 4.
  • the invention makes it possible to promote the initiation of SO x sulfur oxide removal phases of the catalytic trapping device 1 during motorway or road runings even if the maximum quantity M 3 of sulfur oxides tolerated is not reached. Dilution of fuel in the engine lubricating oil is thus limited.
  • control module 15 is capable of triggering an SO x sulfur oxide removal phase when the mass estimate of sulfur oxides reaches a fourth threshold M 4 , for example equal to the first threshold M 1 , the vehicle 4 is in road travel, and the temperature Td pc of the catalytic trapping device 1 is greater than a fourth threshold T 1 , and / or that the engine temperature T word is greater than a fifth threshold T 2 .
  • a first exemplary embodiment of the determination module 18 of the rolling type of the vehicle 4 is shown in FIG. 3.
  • the signals representative of the gearbox gear reduction ratio R and the vehicle speed 4 are respectively transmitted by FIG. sensors or estimators not shown in the determination module 18 by connections 30 and 31.
  • An optional filtering module 32 makes it possible to increase the robustness of the determination of the type of rolling of the vehicle 4 carried out by the determination module 18.
  • filtered V is transmitted by a connection 33 to a test module 34 testing whether the speed V is greater than or equal to a first limit speed V 1 .
  • the test module 34 delivers, at the output of the determination module 18, information representative of a road run of the vehicle 4 by a connection 35. contrary, the test module 34 delivers information representative of an urban taxi of the vehicle 4 by a connection 36.
  • the filtered speed V is also duplicated from the connection 33 by a connection 37 to a test module 38 for testing whether the filtered speed V is greater than or equal to a second limit speed V 2 greater than the first speed limit Vi.
  • the result of this test is transmitted by a connection 39 to a test module 40.
  • the connection 30 transmits the gearing ratio R engaged from the gearbox of the vehicle 4 to a test module 41 for testing whether this ratio is greater.
  • a connection 42 transmits to the test module 40 the result of the test performed by the test module 41.
  • the test module 40 delivers at the output of the determination module 18, an information representative of the highway taxi of the vehicle 4 when the test conditions performed by the test modules 38 and 41 are met.
  • the control module 15 holds only the detection of the highway running.
  • FIG. 4 represents an improvement of the determination module 18 of FIG. 3.
  • the elements identical to those of FIG. 3 are referenced identically.
  • This improvement also takes into account the temperature of the catalytic trapping device Td pc transmitted by the sensor 6 and the temperature of the engine T mo transmitted by the sensor 13. Indeed, under certain driving conditions, the accuracy of the detection is thus improved, for example during driving in agglomeration on large boulevards.
  • the temperature Td pc of the catalytic trapping device 1 is transmitted to the input of the determination module 18 via a connection 45, and the temperature of the motor T mo t is transmitted to the input of the module
  • These two temperature signals are respectively filtered by filtering modules 47 and 48, which are optional, making it possible to improve the accuracy of the determination of the type of rolling of the vehicle 4.
  • the filtered temperatures are respectively transmitted. by connections 49 and 50 to test modules 51 and 52.
  • the test module 51 tests whether the temperature Td pc of the catalytic trapping device is greater than or equal to a first limiting temperature T a
  • the test module 52 tests if the engine temperature T word is greater than or equal to a second limit temperature Tb.
  • test module 56 delivers at the output of the determination module 18, information representative of a road run of the vehicle 4.
  • the present invention makes it possible to optimize the initiation of SO x sulfur oxide removal phases of a catalytic trapping device as a function of the rolling conditions of the vehicle, by optimizing the cost and efficiency of such a phase. removal of SO x sulfur oxides.
  • the invention makes it possible to limit the dilution of fuel in the engine lubricating oil during the production of such SO x sulfur oxide removal phases of the catalytic trapping device.

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Abstract

Le système d'élimination des oxydes de soufre d'un dispositif de piégeage catalytique d'oxydes d'azote (1) disposé dans la ligne d'échappement (2) d'un moteur (3) à combustion interne de type diesel de véhicule automobile (4), comprend des moyens d'estimation (16) d'une masse d'oxydes de soufre présente dans le dispositif de piégeage catalytique d'oxydes d'azote (1), et des moyens de commande (15) aptes à déclencher une phase d'élimination des oxydes de soufre du dispositif de piégeage catalytique (1), par augmentation de la richesse en carburant du mélange d'air et de carburant alimentant ledit moteur (3), lorsque ladite masse estimée d'oxydes de soufre atteint un seuil. Le système comprend, en outre, des moyens de détermination (18) d'un type de roulage du véhicule (4) parmi un roulage urbain, routier ou autoroutier. Lesdits moyens de commande (15) sont adaptés pour sélectionner ledit seuil en fonction dudit type de roulage déterminé par lesdits moyens de détermination (18), parmi un ensemble de seuils prédéterminés mémorisés.

Description

Système et procédé d'élimination des oxydes de soufre SOx d'un dispositif de piégeage catalytique d'oxydes d'azote.
La présente invention porte sur un système et un procédé d' élimination des oxydes de soufre SOx d'un dispositif de piégeage catalytique d' oxydes d' azote disposé dans la ligne d' échappement d'un moteur à combustion interne de type diesel de véhicule automobile.
De manière connue, les oxydes d' azote NOx provoquent des infections et des allergies respiratoires et jouent un rôle influençant la formation de pluies acides, de sorte que la plupart des pays ont imposé des normes limitant l'émission d' oxydes d' azote NOx par les véhicules automobiles.
Aussi, la plupart des véhicules automobiles, et notamment les véhicules à moteur de type diesel, sont pourvus de dispositifs de piégeage catalytique d' oxydes d' azote. Or, ces dispositifs catalytiques sont sensibles à l' empoisonnement au soufre, particulièrement aux oxydes de soufre SOx, et des phases d' élimination des oxydes de soufre du catalyseur sont prévues. Les phases d' élimination des oxydes de soufre SOx ne peuvent se réaliser qu' à haute température dans le catalyseur.
L 'augmentation de la température des gaz d' échappement nécessaire à une phase d' élimination des oxydes de soufre SOx entraîne une augmentation de la consommation en carburant de véhicule. En outre, les moteurs de type diesel ont généralement recours à une ou plusieurs injections tardives de carburant dans les cylindres du moteur lors de phases d' élimination des oxydes de soufre SOx, ce qui pose un problème de passage et de dilution de carburant dans l'huile de lubrification du moteur. Cette dilution de carburant dans l'huile de lubrification du moteur accroît les problèmes de fiabilité des organes mécaniques, et détériore les qualités lubrifiantes de l'huile de lubrification, au risque d'abîmer le moteur, ce qui peut obliger à effectuer des vidanges plus fréquemment. Il est donc important de limiter la dilution de carburant dans l'huile de lubrification de moteurs lors d'une phase d' élimination des oxydes de soufre SOx.
La demande de brevet européen EP 0 962 639 porte sur le déclenchement d'une purge en oxydes de soufre SOx d'un pot catalytique de traitement des gaz d' échappement d'un moteur à combustion interne, par un accroissement de la richesse d'un mélange air/carburant d'alimentation du moteur à partir d'une richesse correspondant à un mélange pauvre ou stoechiométrique. On évalue, à l'aide d'un modèle, une grandeur représentative de la quantité d'oxydes de soufre SOx stockés dans le pot catalytique, et on déclenche une purge du pot quand cette grandeur franchit un seuil prédéterminé, lequel dépend de la température du pot. Ce document ne tient pas compte du phénomène de dilution du carburant dans l'huile de lubrification du moteur.
La demande de brevet européen EP 1 121 519 décrit un procédé d' élimination des oxydes de soufre SOx d'un catalyseur à accumulation d' oxyde d'azote branché en aval d'un moteur à combustion interne fonctionnant avec une alimentation pauvre en carburant. On détermine l' état de charge en soufre du catalyseur à accumulation d'oxyde d' azote et on compare l' état de charge à une première valeur de seuil prédéterminée correspondant à une charge maximale admissible en soufre. En cas de dépassement de la valeur de seuil ou de constatation d'une irrégularité de l'activité du catalyseur, on lance une phase d' élimination des oxydes de soufre SOx, si celle-ci est possible, jusqu' à l' obtention d'un degré prédéterminé d' élimination des oxydes de soufre SOx si possible. Le déclenchement de ces phases d' élimination des oxydes de soufre SOx n' est pas optimisé en fonction du fonctionnement du véhicule. En effet une phase peut alors aisément être déclenchée lors de roulage en milieu urbain, ce qui engendre un coût énergétique élevé, et une efficacité faible d' élimination des oxydes de soufre SOx.
La demande de brevet européen EP 1 161 618 porte sur un procédé d' élimination des oxydes de soufre SOx d'un catalyseur de stockage d' oxyde d'azote intercalé après un moteur à combustion interne exploité avec un mélange pauvre. On détermine l'état de charge en soufre du catalyseur, et on le compare avec une première valeur de seuil de charge en soufre prédéterminée. En cas de dépassement de la première valeur de seuil de charge en soufre, et de niveau d' émission d' oxydes d' azote inférieur à une émission d'oxydes d' azote prédéterminée d' au moins un seuil de tolérance, le lancement d'une phase d' élimination des oxydes de soufre SOx est retardé au moins jusqu'au dépassement du seuil de tolérance ou jusqu' à la survenue d'un modèle de déviation caractéristique prédéterminé. Ce document ne tient pas compte des problèmes de dilution de carburant dans l'huile de lubrification du moteur.
Un but de l' invention est d'optimiser le déclenchement d'une phase d' élimination des oxydes de soufre SOx du dispositif de piégeage catalytique d' oxyde d'azote.
Un autre but de l' invention est d' optimiser les chances de réussite d'une phase d' élimination des oxydes de soufre SOx d'un dispositif de piégeage catalytique d' oxyde d' azote.
Un autre but de l' invention est également de limiter la dilution de carburant dans l'huile de lubrification du moteur. Un autre but de l' invention est de limiter le coût d'une phase d' élimination des oxydes de soufre SOx du dispositif de piégeage catalytique d' oxyde d' azote.
Selon un aspect de l'invention, il est proposé un système d' élimination des oxydes de soufre SOx d'un dispositif de piégeage catalytique d'oxydes d' azote NOx disposé dans la ligne d' échappement d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile. Le système comprend des moyens d' estimation d'une masse d'oxydes de soufre SOx présente dans le dispositif de piégeage catalytique d' oxydes d'azote, et des moyens de commande aptes à déclencher une phase d' élimination des oxydes de soufre SOx du dispositif de piégeage catalytique, par augmentation de la richesse en carburant du mélange d' air et de carburant alimentant le moteur, lorsque ladite masse estimée d'oxydes de soufre SOx atteint un seuil. Le système comprend des moyens de détermination d'un type de roulage du véhicule parmi un roulage urbain, routier ou autoroutier, et lesdits moyens de commande sont adaptés pour sélectionner ledit seuil en fonction dudit type de roulage déterminé par lesdits moyens de détermination, parmi un ensemble de seuils mémorisés. La prise en compte du type de roulage du véhicule parmi un roulage urbain, routier ou autoroutier, permet d' optimiser la gestion des phases d' élimination des oxydes de soufre SOx du dispositif de piégeage catalytique d'oxydes d' azote.
En outre, en fonction du type de roulage déterminé, on sélectionne un seuil parmi un ensemble de seuils prédéterminés à partir d'essais sur un moteur de référence de sorte qu' on ait une forte efficacité de la phase d' élimination des oxydes de soufre SOx et une faible dilution de carburant dans l'huile de lubrification du moteur. Selon un mode de réalisation, lesdits moyens de détermination sont adaptés pour déterminer le type de roulage à partir de paramètres de fonctionnement du véhicule, lesdits paramètres comprenant le rapport de démultiplication engagé de la boîte de vitesses et la vitesse du véhicule.
Il est ainsi possible de déterminer, à coût réduit, et de manière simple et efficace le type de roulage du véhicule.
Selon un mode de réalisation, lesdits paramètres de fonctionnement du moteur comprennent, en outre, la température du dispositif de piégeage catalytique, et/ou la température du moteur.
La précision de la détection du type de roulage du véhicule est ainsi améliorée.
Selon un mode de réalisation, le système comprend des moyens de mémorisation de trois seuils prédéterminés, le premier seuil étant inférieur au deuxième seuil, et le deuxième seuil étant inférieur au troisième seuil.
Dans un mode de réalisation, lesdits moyens de commande sont adaptés pour déclencher une phase d' élimination des oxydes de soufre SOx lorsque ladite masse estimée d'oxydes de soufre SOx atteint ledit premier seuil, et que le véhicule est en roulage autoroutier.
Ainsi, lorsqu'un roulage autoroutier est détecté, il est possible de déclencher une phase d' élimination des oxydes de soufre SOx par anticipation par rapport à une phase d' élimination des oxydes de soufre SOx déclenchée lors de l' atteinte d'un seuil maximal autorisé. En effet, lors d'un roulage autoroutier, la température du catalyseur est plus élevée que lors des autres roulages de sorte que la durée de mise en température du catalyseur pour la phase d' élimination des oxydes de soufre SOx est réduite, et la quantité de carburant dilué dans l'huile de lubrification du moteur est moins importante. Selon un mode de réalisation, lesdits moyens de commande sont adaptés pour déclencher une phase d' élimination des oxydes de soufre SOx lorsque ladite masse estimée d'oxydes de soufre SOx atteint ledit deuxième seuil, et que le véhicule est en roulage routier. Aussi, lorsqu'un roulage routier est détecté, il est possible de déclencher une phase d' élimination des oxydes de soufre SOx de manière anticipée, par rapport à un système de déclenchement lors de l' atteinte d'un seuil maximum, avec une anticipation toutefois réduite par rapport au cas du roulage autoroutier. Selon un mode de réalisation, lesdits moyens de commande sont adaptés pour déclencher une phase d' élimination des oxydes de soufre SOx lorsque ladite quantité estimée d' oxyde de soufre atteint ledit troisième seuil.
Un tel cas de déclenchement de phase d' élimination des oxydes de soufre SOx ne devrait jamais se produire, grâce au déclenchement anticipé de phases d' élimination des oxydes de soufre SOx lors de roulages autoroutiers et routiers, toutefois, il doit être prévu afin de pallier à une possible dégradation du dispositif de piégeage catalytique. Selon un mode de réalisation, lesdits moyens de commande sont adaptés pour déclencher une phase d' élimination des oxydes de soufre SOx lorsque ladite température du dispositif de piégeage catalytique est supérieure à un quatrième seuil, et/ou la température du moteur est supérieure à un cinquième seuil, que ladite masse estimée d'oxydes de soufre SOx atteint ledit premier seuil, et que le véhicule est en roulage routier.
Ainsi, lorsqu' on provoque un exotherme dans le dispositif de piégeage catalytique pour déclencher une phase d' élimination des oxydes de soufre SOx lors d'un roulage routier, dès l' atteinte d'une masse estimée d' oxydes de soufre SOx dans le dispositif de piégeage catalytique, égale au premier seuil correspondant à un déclenchement anticipé pour un roulage autoroutier. Le filtre à particules profite de l' exotherme pour une phase de régénération par combustion. Ainsi, le coût de chauffe et la quantité de carburant dilué dans l'huile de lubrification du moteur sont utilisés avec un efficacité améliorée.
Selon un mode de réalisation, le système comprend, en outre, des moyens de filtrage du signal représentatif de la vitesse du véhicule, et/ou des moyens de filtrage du signal représentatif de la température du dispositif de piégeage catalytique, et/ou des moyens de filtrage du signal représentatif de la température du moteur.
De tels filtres permettent d' éliminer les bruits de mesure et d' améliorer le fonctionnement du système. Selon un autre aspect de l' invention, il est proposé un procédé d' élimination des oxydes de soufre SOx d'un dispositif de piégeage catalytique d'oxydes d' azote NOx disposé dans la ligne d' échappement d'un moteur à combustion interne de type diesel, de véhicule automobile. On déclenche une phase d' élimination des oxydes de soufre SOx du dispositif de piégeage catalytique, par augmentation de la richesse en carburant du mélange d' air et de carburant alimentant ledit moteur, lorsqu'une masse estimée d' oxydes de soufre SOx atteint un seuil. On détermine un type de roulage du véhicule parmi un roulage urbain routier ou autoroutier, et on sélectionne ledit seuil parmi un ensemble de seuils mémorisés, en fonction dudit type de roulage déterminé.
D ' autres buts, caractéristiques et avantages de l' invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, de quelques exemples nullement limitatifs, et faisant référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est une vue schématique d'un mode de réalisation d'un système selon un aspect de l' invention ; - la figure 2 illustre schématiquement le fonctionnement de moyens de commande selon un aspect de l' invention. la figure 3 est une vue schématique de moyens de détermination d'un type de roulage du véhicule selon un aspect de l' invention ; et la figure 4 est une vue schématique d'un autre mode de réalisation de moyens de détermination d'un type de roulage du véhicule, selon un aspect de l' invention.
Sur la figure 1 , est représentée l' architecture générale d'un système d' élimination des oxydes de soufre SOx d'un dispositif de piégeage catalytique d'oxydes d' azote 1 comprenant une phase catalytique, et disposé dans la ligne d'échappement 2 d'un moteur à combustion interne 3 , de type diesel. Le dispositif catalytique 1 est traversé par les gaz d' échappement possédant une richesse faible en carburant, résultant d'un fonctionnement du moteur 3 alimenté en mélange pauvre en carburant. Le système comprend une unité de commande électronique 5 connectée avec le moteur 3 , ainsi qu' avec de nombreux éléments du véhicule 4, non représentés. En particulier, l'unité de commande électronique 5 est capable de commander ou gérer le fonctionnement du moteur 3 en mélange riche en carburant lors d'une phase d' élimination des oxydes de soufre SOx du dispositif de piégeage catalytique 1.
Une phase d' élimination des oxydes de soufre SOx du dispositif de piégeage catalytique 1 correspond à une phase durant laquelle on élimine les oxydes de soufre SOx qui bloquent les sites d' adsorption de la phase catalytique présente dans le dispositif de piégeage catalytique 1 d' oxydes d'azote NOx. Une phase de désorption doit se faire dans un intervalle de haute température, typiquement entre 6500C et 7500C pour des phases catalytiques classiques. L 'unité de commande électronique 5 est connectée par une connexion 7 à un capteur de température 6, disposé en amont du dispositif de piégeage catalytique 1 dans la ligne d'échappement 2. En outre, l'unité de commande électronique 5 est connectée par des connexions 10 et 1 1 à une première sonde à oxygène 8 et à une seconde sonde à oxygène 9 disposées dans la ligne d' échappement 2, respectivement en amont et en aval du dispositif de piégeage catalytique 1. La sonde 8 permet de contrôler et réguler la richesse du mélange alimentant le moteur 3 , et la sonde 9 permet de contrôler la fin d'une phase d' élimination des oxydes de soufre SOx. L 'unité de commande électronique 5 est également connectée par une connexion
14 au moteur 3 par une connexion 12, et à un capteur de température 13 mesurant la température Tmot du moteur 3 , ou, plus précisément, la température du fluide caloporteur utilisé pour refroidir le moteur 3 à laquelle est assimilée la température du moteur 3. L 'unité de commande électronique 5 comprend un module de commande 15 capable de déclencher une phase d' élimination des oxydes de soufre SOx du dispositif de piégeage catalytique 1 , par augmentation de la richesse en carburant du mélange d' air et de carburant alimentant le moteur 3. L 'unité de commande électronique 5 comprend également un module d'estimation 16 d'une masse d'oxydes de soufre SOx présente dans le dispositif de piégeage catalytique 1 d' oxydes d' azote NOx, connecté au module de commande 15 par une connexion 17. Le module d'estimation 16 peut par exemple mettre en œuvre un procédé d' estimation tel que décrit dans la demande de brevet européen EP 0 962 639.
En outre, l'unité de commande électronique 5 comprend un module de détermination 18 d'un type de roulage du véhicule 4 parmi un roulage urbain, routier ou autoroutier, connecté au module de commande 15 par une connexion 19, et un module de mémorisation 20 connecté au module de commande 15 par une connexion 21. Le module de mémorisation 20 permet de mémoriser un ensemble de seuils établis à partir de cartographies déterminées lors d' essais sur un moteur de référence donnant la dilution de carburant dans l'huile de lubrification du moteur en fonction du couple délivré par le moteur et de la vitesse de rotation du moteur, et donnant l' efficacité des phases d' élimination des oxydes de soufre SOx en fonction du couple fourni par le moteur, et de la vitesse de rotation du moteur. A partir de ces cartographies, on peut déterminer trois seuils
M1 , M2 et M3 de masse d'oxydes de soufre SOx présente dans le dispositif de piégeage catalytique 1. Dans la suite de la description, le nombre de seuils prédéterminés mémorisés est au nombre de trois.
Bien entendu, en variante, il est possible de classer le type de roulage du véhicule en un nombre quelconque de types de roulage, en fonction de valeurs de paramètres de fonctionnement du véhicule. Dans un tel cas, le nombre de seuils de masse d'oxydes de soufre SOx présente dans le dispositif de piégeage catalytique 1 , peut être différent, en fonction des types de roulage considérés. Le système peut également comprendre un filtre à particules 22 optionnel, disposé sur la ligne d' échappement 2 du véhicule 4, en aval du dispositif de piégeage catalytique 1.
La figure 2 permet d' expliciter le fonctionnement du module de commande 15. La courbe 25 représente la masse d'oxydes de soufre SOx présente dans le dispositif de piégeage catalytique 1 et estimée par le module d'estimation 16. Les trois seuils M1 , M2 et M3, sont tels que le premier seuil Mi est inférieur au deuxième seuil M2, et le deuxième seuil M2 est inférieur au troisième seuil M3 représentant la masse maximale d'oxydes de soufre SOx pouvant être présente dans le dispositif de piégeage catalytique 1.
Le module de commande 15 déclenche une phase d' élimination des oxydes de soufre SOx lorsque la masse estimée d' oxydes de souffre SOx atteint le premier seuil M1 , et que les moyens de détermination 1 8 déterminent que le véhicule 4 effectue un roulage autoroutier.
Le module de commande 15 déclenche également une phase d' élimination des oxydes de soufre SOx lorsque la masse estimée d'oxydes de soufre SOx par le module d' estimation 16 atteint le deuxième seuil M2, et que le module de détermination 18 détermine un roulage routier du véhicule 4.
Le module de commande 15 est également adapté pour déclencher une phase d' élimination des oxydes de soufre SOx lorsque la masse estimée d'oxydes de soufre SOx atteint le troisième seuil M3 , correspondant à la masse maximale autorisée dans le dispositif de piégeage catalytique 1 , même si le module de détermination 18 termine un roulage urbain du véhicule 4.
L 'invention permet de favoriser le déclenchement de phases d' élimination des oxydes de soufre SOx du dispositif de piégeage catalytique 1 lors de roulages autoroutiers ou routiers même si la quantité maximale M3 d' oxydes de soufre tolérée n'est pas atteinte. La dilution de carburant dans l 'huile de lubrification du moteur est ainsi limitée.
En outre, le module de commande 15 est capable de déclencher une phase d' élimination des oxydes de soufre SOx lorsque la masse estimée d'oxydes de soufre atteint un quatrième seuil M4, par exemple égal au premier seuil M1 , que le véhicule 4 est en roulage routier, et que la température Tdpc du dispositif de piégeage catalytique 1 est supérieure à un quatrième seuil T1 , et/ou que la température du moteur Tmot est supérieure à un cinquième seuil T2.
Il est ainsi possible de profiter de l' énergie thermique fournie par une régénération du filtre à particules 22 pour lancer une phase d' élimination des oxydes de soufre SOx de manière identique à celle prévue pour un roulage autoroutier, même lorsqu'il s' agit d'un roulage routier, car dans un tel cas le coût associé à la mise en température de la phase catalytique est fortement diminué.
Un premier exemple de réalisation du module de détermination 18 du type de roulage du véhicule 4 est représenté sur la figure 3. Les signaux représentatifs du rapport R de démultiplication engagé de la boîte de vitesses et de la vitesse V du véhicule 4 sont respectivement transmis par des capteurs ou estimateurs non représentés au module de détermination 18 par des connexions 30 et 31. Un module de filtrage 32 optionnel permet d' augmenter la robustesse de la détermination du type de roulage du véhicule 4 effectué par le module de détermination 18. La vitesse filtrée V est transmise par une connexion 33 à un module de test 34 testant si la vitesse V est supérieure ou égale à une première vitesse limite V1.
Si la vitesse V est supérieure ou égale à la première vitesse limite V1 , le module de test 34 délivre, en sortie du module de détermination 18, une information représentative d'un roulage routier du véhicule 4 par une connexion 35. dans le cas contraire, le module de test 34 délivre une information représentative d'un roulage urbain du véhicule 4 par une connexion 36. La vitesse filtrée V est également dupliquée à partir de la connexion 33 par une connexion 37 à destination d'un module de test 38 permettant de tester si la vitesse filtrée V est supérieure ou égale à une deuxième vitesse limite V2 supérieure à la première vitesse limite Vi . Le résultat de ce test est transmis par une connexion 39 à un module de test 40. La connexion 30 transmet le rapport R de démultiplication engagé de la boîte de vitesses du véhicule 4 à un module de test 41 permettant de tester si ce rapport est supérieur ou égal à un rapport minimum Rmm, par exemple égal à 5. Une connexion 42 transmet au module de test 40 le résultat du test effectué par le module de test 41. Le module de test 40 délivre en sortie du module de détermination 18, une information représentative du roulage autoroutier du véhicule 4 lorsque les conditions des tests effectués par les modules de test 38 et 41 sont remplies. Bien entendu, lorsque simultanément un roulage autoroutier et un roulage routier sont détectés, le module de commande 15 retient uniquement la détection du roulage autoroutier.
La figure 4 représente une amélioration du module de détermination 18 de la figure 3. Les éléments identiques à ceux de la figure 3 sont référencés de manière identique. Cette amélioration tient également compte de la température du dispositif de piégeage catalytique Tdpc transmise par le capteur 6 et de la température du moteur Tmot transmise par le capteur 13. En effet, dans certaines conditions de roulage, la précision de la détection est ainsi améliorée, par exemple lors de roulages en agglomération sur de grands boulevards.
La température Tdpc du dispositif de piégeage catalytique 1 est transmise en entrée du module de détermination 18 par une connexion 45 , et la température du moteur Tmot est transmise en entrée du module de détermination 18 par une connexion 46. Ces deux signaux de température sont respectivement filtrés par des modules de filtrage 47 et 48, optionnels, permettant d' améliorer la précision de la détermination du type de roulage du véhicule 4. Les températures filtrées sont respectivement transmises par des connexions 49 et 50 à des modules de test 51 et 52. Le module de test 51 teste si la température Tdpc du dispositif de piégeage catalytique est supérieure ou égale à une première température limite Ta, et le module de test 52 teste si la température du moteur Tmot est supérieure ou égale à une deuxième température limite Tb. Les résultats des modules de test 34, 51 et 52 sont respectivement transmis par des connexions 53 , 54, 55 à un module de test 56. Si les conditions des tests effectués par les modules de test 34, 51 et 52, le module de test 56 délivre en sortie du module de détermination 18 , une information représentative d'un roulage routier du véhicule 4.
La présente invention permet d' optimiser le déclenchement de phases d' élimination des oxydes de soufre SOx d'un dispositif de piégeage catalytique en fonction des conditions de roulage du véhicule, en optimisant le coût et l'efficacité d'une telle phase d' élimination des oxydes de soufre SOx.
En outre, l' invention permet de limiter la dilution de carburant dans l'huile de lubrification du moteur lors de la réalisation de telles phases d' élimination des oxydes de soufre SOx du dispositif de piégeage catalytique.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système d' élimination des oxydes de soufre d'un dispositif de piégeage catalytique ( 1 ) d' oxydes d' azote disposé dans la ligne d'échappement (2) d'un moteur (3) à combustion interne de véhicule automobile (4), comprenant des moyens d'estimation ( 16) d'une masse d'oxydes de soufre présente dans le dispositif de piégeage catalytique d' oxydes d' azote ( 1 ), et des moyens de commande ( 15) aptes à déclencher une phase d' élimination des oxydes de soufre du dispositif de piégeage catalytique ( 1 ), par augmentation de la richesse en carburant du mélange d' air et de carburant alimentant ledit moteur
(3), lorsque ladite masse estimée d'oxydes de soufre atteint un seuil, caractérisé en ce qu' il comprend des moyens de détermination ( 18) d'un type de roulage du véhicule (4) parmi un roulage urbain, routier ou autoroutier, et en ce que lesdits moyens de commande ( 15) sont adaptés pour sélectionner ledit seuil en fonction dudit type de roulage déterminé par lesdits moyens de détermination ( 18), parmi un ensemble de seuils mémorisés.
2. Système selon la revendication 1 , dans lequel lesdits moyens de détermination ( 18) sont adaptés pour déterminer le type de roulage à partir de paramètres de fonctionnement du véhicule (4), lesdits paramètres comprenant le rapport de démultiplication engagé de la boîte de vitesses et la vitesse du véhicule.
3. Système selon la revendication 2, dans lequel lesdits paramètres de fonctionnement du moteur (3) comprennent, en outre, la température du dispositif de piégeage catalytique ( 1 ), et/ou la température du moteur (3).
4. Système selon l'une des revendications précédentes, comprenant des moyens de mémorisation (20) de trois seuils prédéterminés, le premier seuil étant inférieur au deuxième seuil, et le deuxième seuil étant inférieur au troisième seuil.
5. Système selon la revendication 4, dans lequel lesdits moyens de commande ( 15) sont adaptés pour déclencher une phase d' élimination des oxydes de soufre lorsque ladite masse estimée d'oxydes de soufre atteint ledit premier seuil, et que le véhicule (4) est en roulage autoroutier.
6. Système selon la revendication 4 ou 5 , dans lequel lesdits moyens de commande ( 15) sont adaptés pour déclencher une phase d' élimination des oxydes de soufre lorsque ladite masse estimée d'oxydes de soufre atteint ledit deuxième seuil, et que le véhicule (4) est en roulage routier.
7. Système selon l'une des revendications 4 à 6, dans lequel lesdits moyens de commande ( 15) sont adaptés pour déclencher une phase d' élimination des oxydes de soufre lorsque ladite masse estimée d'oxydes de soufre atteint ledit troisième seuil.
8. Système selon l'une des revendications 4 à 7, dans lequel lesdits moyens de commande ( 15) sont adaptés pour déclencher une phase d' élimination des oxydes de soufre lorsque ladite température du dispositif de piégeage catalytique ( 1 ) est supérieure à un quatrième seuil, et/ou la température du moteur (3) est supérieure à un cinquième seuil, que ladite masse estimée d'oxydes de soufre atteint ledit premier seuil, et que le véhicule (4) est en roulage routier.
9. Système selon l'une des revendications 2 à 8 , comprenant, en outre des moyens de filtrage (32) du signal représentatif de la vitesse du véhicule, et/ou des moyens de filtrage (47) du signal représentatif de la température du dispositif de piégeage catalytique ( 1 ), et/ou des moyens de filtrage (48) du signal représentatif de la température du moteur (3).
10. Procédé d' élimination des oxydes de soufre d'un dispositif de piégeage catalytique d' oxydes d' azote ( 1 ) disposé dans la ligne d' échappement (2) d'un moteur (3) à combustion interne de type diesel, de véhicule automobile (4), caractérisé par le fait qu' on déclenche une phase d' élimination des oxydes de soufre du dispositif de piégeage catalytique ( 1 ), par augmentation de la richesse en carburant du mélange d'air et de carburant alimentant ledit moteur (3), lorsqu'une masse estimée d'oxydes de soufre atteint un seuil, caractérisé en ce qu' on détermine un type de roulage du véhicule (4) parmi un roulage urbain, routier ou autoroutier, et on sélectionne ledit seuil parmi un ensemble de seuils mémorisés, en fonction dudit type de roulage déterminé.
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