Brevet FR2746144A1 — publié le 19970919

Etat de la technique. L'invention concerne un procédé pour limiter la température des gaz d'échappement d'un moteur à combustion in- terne fonctionnant à charge élevée. On peut arriver à une telle surcharge lorsque le moteur à combustion interne fonctionne à charge élevée, en par- ticulier en pleine charge, du fait d'une combustion avec cli- quetis. Dans ce contexte il est par exemple connu de détecter l'état de charge maximale du fait que le papillon d'étranglement est complètement ouvert, en utilisant un inter- rupteur de papillon d'étranglement et en déplaçant la composi- tion du mélange carburant/air alimentant le moteur, vers la plage des rapports riches. L'enrichissement encore appelé enri- chissement en pleine charge fait diminuer la tendance au cli- quetis du mélange. Cela permet ainsi d'éviter un développement excessif de chaleur, lié à une combustion avec cliquetis. En cas de défaillance de ce moyen de protection, le risque peut être relativement coûteux au niveau du moteur ou du catalyseur dans la tubulure d'échappement. C'est pourquoi il est intéressant de pouvoir surveiller le fonctionnement de ce moyen de protection. La présente invention a pour but dans ce contexte de créer un procédé permettant de surveiller ce moyen de pro- tection, qui soit aussi simple, sûr et fiable que possible et ne nécessite pas de circuits supplémentaires par rapport à ceux existants. A cet effet, l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus caractérisé en ce qu'en fonctionnement à charge élevée, on prend une première mesure pour abaisser la température des gaz d'échappement et on vérifie si cette mesure est efficace, et on prend au moins une seconde mesure pour abaisser la température des gaz d'échappement si le contrôle montre que la première mesure a un effet insuffisant. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: - on modifie la composition du mélange air/carburant alimentant le moteur à combustion interne vers le côté des mélanges plus riches comme première mesure entreprise. - on vérifie l'effet de la variation par la réaction d'une sonde de gaz d'échappement dont le signal représente une me- sure de la composition du mélange. - comme second moyen on prend un moyen pour réduire la puis- sance du moteur à combustion interne. - on diminue la quantité d'air aspiré par le moteur à combus- tion interne. - le cas d'un moteur à combustion interne équipé d'un turbocom- presseur, on réduit le degré de compression. - on mesure l'efficacité du premier moyen mis en oeuvre à l'aide d'une mesure de la température des gaz d'échappement. - dans le cas de systèmes équipés d'une pédale d'accélérateur électronique, on diminue l'angle d'ouverture maximum du volet d'étranglement. - on diminue la vitesse de rotation maximale. - on combine au moins l'un des moyens suivants: - on réduit le degré de compression du turbocompresseur, - on réduit la vitesse de rotation maximale par réduction de l'angle d'ouverture maximum du volet d'étranglement. La présente invention sera décrite ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation représenté schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 montre l'environnement technique de l'invention, la figure 2 montre un ordinogramme d'un exemple de réalisation de l'invention, - la figure 3 montre la forme du signal d'un cap- teur de mesure des gaz d'échappement utilisé dans l'exemple de réalisation de l'invention. Selon la figure 1, un moteur à combustion interne 1 comprend une tubulure d'aspiration 2, une tubulure d'échappe- ment 3 équipée du catalyseur 4 et un appareil de commande 5; le moteur comporte un moyen de suralimentation par exemple un turbocompresseur 6, un moyen 7 pour détecter la quantité d'air aspiré par le moteur à combustion interne, un volet d'étranglement 8 avec un interrupteur de position de volet d'étranglement 9, un moyen de dosage de carburant 10, une ins- tallation d'allumage 11, un capteur de vitesse de rotation 12, un capteur de mesure des gaz d'échappement 13 et un moyen 14 pour commander le turbocompresseur. La quantité L de l'air alimentant le moteur à com- bustion interne est détectée par un moyen 7 de l'appareil de commande 5 pour être transformée, par combinaison avec un si- gnal de vitesse de rotation fourni par le capteur 12, par exem- ple en un signal de charge tL, normalisé en fonction de la cylindrée du moteur; ce signal de charge est proportionnel au rapport de L à n. Le capteur de gaz d'échappement 13 fournit un signal Lambda permettant de connaître la déviation de la compo- sition du mélange carburant/air brûlé par le moteur à combus- tion à interne, par rapport à une valeur de consigne. A partir de cette déviation, on forme une grandeur de régulation FR ob- tenue par exemple par multiplication par le signal de charge tL, donnant un signal de dosage de carburant ti proportionnel au produit de FR et de tL. Ce signal de dosage de carburant commande le moyen de dosage de carburant 10 tel que par exemple un dispositif d'injecteur. La figure 2 montre un exemple de réalisation d'un procédé selon l'invention sous la forme d'un ordinogramme comme celui de l'appareil de commande 5. A partir d'un programme principal qui assure la coordination des fonctions de commande et de régulation du moteur à combustion interne telles que l'injection et l'allumage, on vérifie dans l'étape Sl si le mo- teur à combustion interne travaille en charge élevée. Cela peut se détecter par exemple à l'aide du signal d'un interrupteur de volet d'étranglement. Une autre possibilité consiste à comparer le signal de charge à un seuil représentant la limite entre la charge élevée et la charge faible, ou encore à considérer la zone des charges élevées aux vitesses de rotation élevées comme zone des charges élevées, ou encore à utiliser un champ de ca- ractéristiques de commande pour des durées d'injection tl dé- pendant de la charge et de la vitesse de rotation. Lorsque le moteur à combustion interne fonctionne en charge élevée, l'étape S2 traite une première mesure pour abaisser la tempéra- ture des gaz d'échappement. L'étape S3 sert à vérifier l'efficacité de cette première mesure. S'il est constaté que la première mesure agit, on revient au programme principal. Par contre, s'il s'avère que la première mesure n'agit pas ou seu- lement de manière insuffisante, cela conduit à la mise en oeu- vre d'une seconde mesure dans l'étape S4. La première mesure mise en oeuvre dans l'étape S3 consiste de préférence à modi- fier la composition du mélange combustible/air utilisé par le moteur à combustion interne pour la déplacer vers un mélange riche, c'est-à-dire contenant plus de carburant. Un tel moyen se retrouve dans le signal Lambda du capteur de mesure de gaz d'échappement, lorsque ce moyen agit. La figure 3 montre le comportement chronologique d'un signal de capteur de mesure de gaz d'échappement en mode de charge partielle (t tO) pour un enrichissement qui fonctionne. A partir du passage de la charge partielle à la charge maximale à l'instant tO, le trait plein représenté à la figure 3 indique qu'il y a un mé- lange riche; cela montre l'efficacité de l'enrichissement constituant la première mesure prise. La ligne en trait interrompu indique par contre qu'il y a un mélange pauvre et que l'enrichissement résultant de la première mesure en pleine charge i'est pas suffisamment efficace. Une origine possible en est une réduction de la section du système d'alimentation en omrburant par un corps étranger ou par de la saleté ou encore la défaillance d'une pompe à carburant dans le cas de plusieurs pompes à carburant travaillant en parallèle. Dans les deux ns, le carburant sup- plémentaire demandé par le système pour enrichir en mode de pleine charge, ne peut plus être fourni. On arrive ainsi à l'appauvrissement du mélange tel que représenté; cet appau- vrissement se constate par exemple par la position du signal Lambda par rapport à la valeur de Lambda égale 1. En cas d'effet insuffisant dela première mesure, à titre d'exemple, on peut mettre en oeuve dans l'étape S4 une seconde mesure qui abaisse la puissance i moteur à combustion interne. Ainsi, dans le cas d'un système équipé d'une pédale d'accélérateur électronique, on limite l'angle d'ouverture maximum du volet d'étranglement. Dans le cas d'un moteur à com- bustion interne avec turbocompresseur, o peut réduire le ren- dement de la suralimentation. Ainsi, à titre d'exemple, dans le cas d'un turbocompresseur on peut diminuer la pression d'alimentation. Les deux moyens diminuent la quantité d'air as- pirée par le moteur à combustion interne et, par suite, égale- 5 ment la quantité de carburant dosé et ainsi, en définitive, la chaleur dégagée par la combustion. Comme variante de contrôle de l'efficacité du pre- mier moyen avec une sonde de mesure de la composition des gaz d'échappement, on peut également utiliser une sonde mesurant la10 température des gaz d'échappement. Le contrôle de la composi- tion des gaz d'échappement à l'aide d'une sonde de mesure est toutefois plus avantageux car cette sonde équipe déjà le sys- tème et permet la mise en oeuvre de l'invention sans nécessiter de composants de circuits supplémentaires. R E V E N D I CATIONS 1 ) Procédé pour limiter la température des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne (1) fonctionnant à charge éle- vée, caractérisé en ce qu' en fonctionnement à charge élevée, on prend une première mesure pour abaisser la température des gaz d'échappement et on véri- fie si cette mesure est efficace, et on prend au moins une se- conde mesure pour abaisser la température des gaz d'échappement si le contrôle montre que la première mesure a un effet insuf-10 fisant. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on modifie la composition du mélange air/carburant alimentant le moteur à combustion interne vers le côté des mélanges plus riches comme première mesure entreprise. 3 ) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu' on vérifie l'effet de la variation par la réaction d'une sonde de gaz d'échappement (13) dont le signal représente une mesure de la composition du mélange. 4 ) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que comme second moyen on prend un moyen pour réduire la puissance du moteur à combustion interne. ) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu' on diminue la quantité d'air aspiré par le moteur à combustion interne. 6 ) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le cas d'un moteur à combustion interne (1) équipé d'un turbo- compresseur, on réduit le degré de compression. 7 ) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu' on mesure l'efficacité du premier moyen mis en oeuvre à l'aide d'une mesure de la température des gaz d'échappement. 8 ) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que dans le cas de systèmes équipés d'une pédale d'accélérateur électronique, on diminue l'angle d'ouverture maximum du volet d'étranglement. 9 ) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu' on diminue la vitesse de rotation maximale. ) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu' on combine au moins l'un des moyens des revendications 6, 8 et 9.