Brevet FR2840957A1 — publié le 20031219

commands conforms 1'une des revendications 1 8. DES CRIPTION La presente invention concerne un procede de commande du mode d'exploitation d'un moteur a combustion interne comportant un catalyseur de stockage des NOx dispose dans un canal d'echappement du moteur a combustion interne, des moyens etant associes au moteur a combustion interne qui, par une influence au moins temporaire, d'au moins un parametre d'exploitation du moteur a combustion interne, permettent de commander les modes d'exploitation, et dans lequel la commande des modes d'exploitation est realisee en fonction de parametres d'exploitation du moteur a combustion interne, du catalyseur de stockage des NOx et des parametres d'emission reels ou attendus. Pour traiter les gaz d'echappement de moteurs a combustion interne, il est generalement usuel de purifier les gaz d' echapp ement p ar un pro cede catalytique. A cet egard, le gaz d'echappement est dirige a travers au moins un catalyseur, qui entreprend une conversion d'une ou de plusieurs substances polluantes. On conna^t differents types de catalyseurs. Les catalyseurs d'oxydation favorisent l'oxydation des hydrocarbures imbrules (HC) et du monoxyde de carbone (CO), tandis que les catalyseurs de reduction soutiennent une reduction des oxydes d'azote (NOx) du gaz d'echappement. De plus, on utilise des catalyseurs a trots voies, pour catalyser simultanement la conversion des trots composantes susnommees (HC, CO, NOx). L'utilisation d'un catalyseur a trots voles est cependant uniquement possible lorsqu'il existe un rapport air-carburant fortement stcechiometrique, avec = 1. Pour optimiser la consommation des vehicules, on utilise entre autres des moteurs a combustion interne apses a une exploitation avec melange pauvre. Lors d'une exploitation favorable a la consommation avec melange pauvre, dans laquelle le moteur a combustion interne toDe avec un exces d'oxygene, c'est a dire avec > 1, une conversion totale des NOX par le catalyseur a 3 voies n'est pas possible. Dans des moteurs a combustion interne de ce type, on utilise par consequent des catalyseurs de stockage des NOx qui contiennent, outre une composante catalytique, un dispositif de stockage des NOx, qui stocke les NOx sous la forme de nitrate lors des phases d'exploitation avec melange pauvre. Dans les phases de regeneration intercalees avec enrichissement, avec \ stockage des NOx encore un catalyseur, par exemple un catalyseur a trots voies. Dans des procedes simples de commande du catalyseur de stockage des NOx, ['introduction d'une regeneration steffectue sur la base de modeles de comportement definis du catalyseur de stockage des NOx. A cet egard, on ne tient pas compte de la charge reelle ni de l'etat particulier du catalyseur de stockage des NOx. On salt par consequent aussi, pour introduire la regeneration du catalyseur de stockage des NOx, considerer ['evolution des emissions mesuree par un capteur de NOX, de sorte que ['introduction d'une regeneration est exclusivement conduite selon le besoin en cas de passage de NOx correspondent. Dans le cadre de ce pro cede, il existe un cas p articulier lorsque, p our d'aukes raisons, on regle une exploitation du moteur qui, dans le cas ou une regeneration du NOx n'est pas initiee simultanement, a pour consequence une desorption augmentee des NOx ou une fuite augmentee des NOX hors du catalyseur de stockage des NOx. Par exemple, dans le cas d'un moteur d'automobile a injection directe exploite avec un melange pauvre, le changement pour des raisons de puissance vers une exploitation homogene pour realiser une acceleration represente un cas particulier de ce type. Habituellement par consequent, lors de la demande d'une telle exploitation du moteur, on verifie quel est l'etat de charge du catalyseur de stockage des NOx. Si la quantite de nitrates stockee depasse une valeur de seuil predefinie, une regeneration des NOx est declenchee. Si la valeur de seuil n'est pas depassee, la desorption de la quantite de nitrates stockee est negligee du point de vue des emissions. Cependant, chaque regeneration des NOx est liee a une augmentation de la consommation de carburant, de sorte que pour equilibrer la cons ommation supp l ementaire, une duree d' exp lo itati on ave c m el ang e p auvre p lu s longue de plusieurs fois est necessaire par rapport a la duree de regeneration. Dans le cas d'un fonctionnement dynamique du moteur, la capacite de stockage du catalyseur de stockage des NOx n'est en regle generale pas entierement exploitee, mais on assiste souvent a des changements de mode d' exploitation et par consequent a des exigences de regeneration. Par consequent, on ne peut atteindre qu'une faible economic de carburant. L'economie de carburant pourrait 8tre encore augmentee en augmentant la valeur de seuil, mats, pour des raisons ayant trait a la securite des gaz d'echappement lors du test d'homologation, la valeur de seuil nommee ne peut etre selectionnee pour etre trop elevee. L'etat de la technique comporte de plus des procedes qui, pendant ['exploitation du moteur a combustion interne, decident si, dans l'etat d'exploitation actuel, on peut passer a une exploitation du moteur plus favorable du point de vue de la consommation - par exemple d'une exploitation stcechiometrique a une exploitation avec melange pauvre. Les criteres pour ce faire peuvent, outre les conditions cadres du moteur, aussi etre les emissions attendues ou l'etat actuel du systeme de purification des gaz d'echappement, c'est a dire la gamme des temperatures de service du catalyseur, les emissions brutes reelles ou attendues, ou le flux massique des gaz d'echappement. Concernant la question visant a savoir si, pour des raisons de securite des emissions, une modifcation de l/exploitation du moteur est actuellement autorisee, on assiste a un conflit d'objectifs. Ainsi, une exploitation du moteur favorable a la consommation est en regle generale defavorable pour ce qui est des emissions de gaz d'echappement. L'invention a par consequent pour objet de mettre a disposition un pro cede de commande de la selection du mode d'exploitation d'un moteur a combustion interne qui presente une economic de carburant amelioree ainsi que, simultanement, une emission reduite de substances polluantes par rapport aux procedes de ltetat de la technique. Cet objet est resolu par un procede du type evoque en introduction a la presente et caracterise en ce que: a) qu'en cas de changement du mo de d' exploitation du moteur a combustion interne en fonction de l'etat de remplissage du catalyseur de stockage des NOX et d'au moins un second parametre du moteur a combustion interne, du catalyseur de stockage des NOX ou des emissions, il est decide si une regeneration du catalyseur de stockage des NOX est demandee, lorsque le changement du mode d'exploitation a pour consequence une augmentation de la desorption de NOX ou une fuite des NOx hors du catalyseur de stockage des NOx, et/ou b) que le changement dans un autre mode d'exploitation du moteur a combustion internesoit autorise en fonction de parametres d'exploitation du moteur a combustion interne, du catalyseur de stockage des NOx et des parametres d'emission reels ou attendus, et qu'une verification ulterieure pour savoir si un changement vers un autre mode d'exploitation du moteur est possible ne soit autorisee que lorsqu'une duree minimale est ecoulee et/ou une modification minimum predefinie d'au moins un parametre d'exploitation du moteur a combustion interne, du catalyseur de stockage des NOX ou d'un parametre d'emission est presente. En accord avec la presente invention, il est prevu un procede de commande du mode d'exploitation d'un moteur a combustion interne comportant un catalyseur de stockage des NOX dispose dans le canal d'echappement du moteur a combustion interne. Dans ce procede, vent coordonnes au moteur a combustion interne des moyens qui, par une influence au moins temporaire, d'au moins un parametre d'exploitation du moteur a combustion interne, permettent de commander les modes d'exploitation, et la commande des modes d'exploitation est realisee en fonction de parametres d'exploitation du moteur a combustion interne, du catalyseur de stockage des NOx et des parametres d'emissions reelles ou attendues. Ce procede prevoit: a) qu' en c as de ch angement du mo de d' exp lo itation du m o teur a combustion interne en fonction de l'etat de remplissage du catalyseur de stockage des NOX et d'au moins un second parametre du moteur a combustion interne, du catalyseur de stockage des NOx ou des emissions, on decide si une regeneration du catalyseur de stockage des NOx est demandee, lorsque le changement du mode d'exploitation a pour consequence une augmentation de la desorption de NOx ou une fuite des NOx hors du catalyseur de stockage des NOX, et/ou b) que le changement dans un autre mode d'exploitation du moteur a combustion interne soit autorise en fonction de p arametres d' exploitation du moteur a combustion interne, du catalyseur de stockage des NOx et des parametres d'emissions reelles ou attendues, et qu'une verification ulterieure pour savoir si un changement vers un autre mode d'exploitation du moteur est possible ne soit autorisee que lorsqu'une duree minimale est ecoulee et/ou une modification minimum predefinie d'au moins un parametre d'exploitation du moteur a combustion interne, du catalyseur de stockage des NOX ou d'un parametre d'emissions est presente. Pour l'etat de remplissage du catalyseur de stockage des NOx, on determine de preference une valeur de seuil dont le depassement rend necessaire une regeneration pour eviter une fuite des NOx, celle-ci pouvant dependre a son tour en accord avec la presente invention de l'autre ou des autres parametres, c'est a-dire d'au moins un second parametre du moteur a combustion interne, du catalyseur de stockage des NOx ou des emissions, et pouvant etre modifiee de facon correspondante. Mais on peut aussi fixer ou predefinir une valeur de seuil propre pour le ou les autres parametres, dont dependra aussi alors la realisation de la regeneration, de sorte que la realisation de la regeneration depend du depassement d'au moins deux valeurs de seuil. Les autres parametres supplementaires qui vent utilises pour verifer si une regeneration du catalyseur de stockage des NOx doit se produire vent de preference selectionnes parmi le groupe suivant: - temperature actuelle du catalyseur, - point d' exploitation actuel (charge, regime) du moteur a combustion interne, - vitesse actuelle du vehicule, - vitesse du vehicule actuellement utilisee ou enclenchee, - position actuelle de la pedale d'accelerateur, - emissions de NOX transmises lors de la phase de stockage precedente, et - nombre precedent de changements melange pauvre-homogene realises sans declenchement de regeneration ulterieur, avec ou sans tenir compte de la sortie de NOx respective hors du catalyseur de stockage des NOX. On obtient de ce fait le fait que, meme dans un mode d' exploitation dynamique du moteur a combustion interne avec de nombreux changements du mode d'exploitation, la consommation de carburant est reduite par rapport a l'etat de la technique. Selon le second objet partiel du procede en accord avec la presente invention, le changement du moteur a combustion interne vers un type d'exploitation avec exces d'oxygene ou vers un type d'exploitation particulier se fait en fonction de differents parametres d'exploitation du moteur a combustion interne, du catalyseur de stockage des NOX et des emissions reelles ou attendues. Pour obtenir une augmentation importante de la securite des emissions sans pour autant devoir prendre en charge les inconvenients importants concernant la consommation de carburant du moteur a combustion interne, on autorise un nouveau controle de ces conditions uniquement lorsqu'une duree minimum predefinie est ecoulee et/ou lorsqutune modifcation minimale predefinie d'un parametre d'exploitation du moteur a combustion interne, du catalyseur de stockage des NOX et des emissions reelles ou attendues est presente. Si la modification minimale exigee existe, on peut s'attendre a ce qu'un changement de mode d'exploitation soit autorise apres le contrOle. Les parametres a surveiller et a utiliser de preference sont, outre la duree minimale ou comme alternative a celle-ci: - une modification minimale predefinie du regime moteur depuis la derriere verification, une modification minimale predefinie du couple du moteur delivre, - une modification du comportement d'exploitation souhaite du moteur, en fonction par exemple du mode d'exploitation, de ['angle d'allumage et de la puissance, et - une modification minimale predefinie du niveau de temperature du systeme de purification des gaz d'echappement. D'autres conceptions preferees de ['invention decoulent des autres caracteristiques evoquees ci-apres. La presente invention sera par la suite expliquee plus avant par des exemples de realisation au moyen des dessins annexes, parmi lesquels: La figure 1 est un schema de principe d'un moteur a combustion interne et d'une installation des gaz d'echappement; La figure 2 est une evolution dans le temps de differents parametres lors du changement de ['exploitation a charge stratifiee vers ['exploitation homogene, et La figure 3 est une evolution dans le temps de deux parametres lors d'une verification rep etee de l' autori sation d'un changement de mode d' exploitation. Apres le moteur a combustion interne 10 represente a la figure 1 est disposee une installation des gaz d'echappement 12. L'installation des gaz d'echappement 12 presente un canal d'echappement 14 dans loquel se trouvent un pre-catalyseur 16, dispose pres du moteur, et un catalyseur de stockage des NOx de grand volume 18. Outre le pre-catalyseur 16 et le catalyseur de stockage des NOx 18, le canal d'echappement 14 presente habituellement differents capteurs de gaz et/ou palpeurs de temperature, non representes ici cependant, permettant de reguler le moteur a combustion interne 10. Sont representes a la figure 1 uniquement au moyen d'un exemple un capteur des NOX 20 qui est dispose en aval du catalyseur de stockage des NOX 18 et qui fournit au moins un signal de la teneur en NOX dans les gaz d'echappement, ainsi qu'un palpeur de temperature 22 qui determine la temperature du catalyseur de stockage des NOx. Les signaux vent transmis a un appareil de commande moteur 24 dans lequel ceux-ci vent utilises pour commander les modes d'exploitation du moteur a combustion interne 10. Dans le dispositif de commande moteur24 est en outre integree une unite de commande 26. Au moyen du dispositif de commande moteur 24 et de ['unite de commande 26, on influe sur au moins un parametre d'exploitation du moteur a combustion interne 10, en particulier un melange air-carburant a amener (lambda de combustion), en fonction du signal du capteur des NOx 20 et du palpeur de temperature 22. La figure 2 montre ['evolution dans le temps de differents parametres du moteur a combustion interne 10 et de ['installation des gaz d'echappement 12, pendant et apres une regeneration des NOX, qui est conduite lors d'un changement de ['exploitation en couche stratifiee, avec M > 1, vers un mode d'exploitation homogene avec H 1, car sinon dans le cas represente, il faut compter sur une fuite de NOX. D'abord, le moteur a combustion interne 10 se trouve en mode d'exploitation avec melange pauvre, M 1, en ce qu'il est alimente avec un melange air-carburant enrich) en oxygene (graphique 100). Au moment t, du fait d'une acceleration envisagee du vehicule, on doit passer en mode d'exploitation homogene. Par consequent, les valeurs transmises par le capteur des NOX 20 et le palpeur de temperature 22 vent transmises a la commande moteur24 et vent utili sees p our verifier si, lors du changement du mode d' exploitation du moteur a combustion interne 10, une regeneration du catalyseur de stockage des NOX 18 doit etre entreprise pour maintenir la securite des emissions. La charge en NOX du catalyseur de stockage des NOx 18 (graphique 120), qui augmente continuellement, est determinee en utilisant le signal du capteur des NOx 20. Pour ['introduction de la regeneration du catalyseur de stockage des NOx 18 lors d'une demande de changement de mode d' exploitation, une valeur de seuil NOXs de la charge en NOx du catalyseur de stockage des NOx 18 est predefinie, laquelle est deja depassee au moment t. Dans la decision pour savoir si une regeneration doit etre conduite ou non, on tient compte aussi de la temperature (graphique 110) du catalyseur de stockage des NOX 18, car une regeneration est uniquement sensee dans une gamme de temperature determinee du catalyseur de stockage des NOX 18. Par consequent, pour la temperature du catalyseur de stockage des NOX 18, une valeur de seuil Ts est egalement predefinie, laquelle est aussi depassee au moment t. Comme les deux valeurs de seuil predefinies NOxs et Ts vent depassees, on doit entreprendre avant le changement du mode d'exploitation une regeneration du catalyseur de stockage des NOx 18, la charge du catalyseur de stockage des NOx 18 diminuant alors naturellement pour revenir a une valeur nulle. La temperature du catalyseur de stockage des NOx 18 augmente avec ['initiation de la regeneration et redescend a la fin de la regeneration au moment t2. A la fin de la regeneration au moment t2 se produit le changement du moteur a combustion interne 10 vers le mode d'exploitation homogene, sans que ne se produise de fuite de NOx. A la figure 3 est representee ['evolution dans le temps de la temperature (graphique 110) du catalyseur de stockage des NOx 18 et du lambda de combustion (graphique 100). Le moteur a combustion interne 10 se kouve d'abord dans un mode d'exploitation homogene, avec H = 1 (graphique 100). Pour reduire la consommation de carburant, on verifie au moment t si on peut passer dans un mode d'exploitation avec melange pauvre, avec M 1. A cet egard, on determine de facon usuelle la temperature du catalyseur de stockage des NOx 18, qui est transmise au dispositif de commande du moteur 24 et on determine si celle-ci se trouve dans sa gamme de temperatures de service. La gamme de temperatures de service est limitee par deux temperatures limites predefinies TG et TG2. Au moment t, la temperature du catalyseur de stockage des NOX 18 est superieure a la seconde temperature limite TG2, si bien que le changement dans un mode d'exploitation avec melange pauvre n'est pas realise. Une nouvelle verification pour savoir si un changement peut se produire est seulement a nouveau autorisee au moment tH, lorsqu'une duree minimale predefinie tmjn est ecoulee. Lors de ce controle au moment t, la temperature du catalyseur de stockage des NOx 18 se trouve a nouveau dans la gamme des temperatures de service, ce qui signifie que la temperature se trouve entre TG et TG2, si bien que comme resultat du controle repete au moment t, le changement vers le mode d'exploitation avec melange pauvre du moteur a combustion interne est autorise et provoque au moyen du dispositif de commande moteur 24 par modification du lambda de combustion. REVENDICATIONS 1. Procede de commande du mode d'exploitation d'un moteur a combustion interne (10) comportant un catalyseur de stockage des NOx(18)dispose dans un canal d'echappement(l4) du moteur a combustion interne (10), des moyens etant associes au moteur a combustion interne (10) qui, par une influence au moins temporaire, d' au moins un parametre d'exploitation du moteur a combustion interne (10), permettent de commander les modes d'exploitation, et dans lequel la commande des mo des d' exploitation est reali see en fonction de parametres d'exploitation du moteur a combustion interne (10), du catalyseur de stockage des NOx (18) et des parametres d'emission reels ou attendus, procede caracterise en ce a) qu' en c as de chang em ent du mo de d' exp lo itation du moteur a combustion interne(l0) en fonction de l'etat de remplissage du catalyseur de stockage des NOx (18) et d'au moins un second parametre du moteur a combustion interne (10) , du catalyseur de stockage des NOX (18) ou des emissions, il est decide si une regeneration du catalyseur de stockage des NOX (18) est demandee, lorsque le changement du mode d'exploitation a pour c ons equ enc e une augmentation de la de sorpti on de NO X o u une fuite de s NO x hors du catalyseur de stockage des NOx (18), et/ou b) que le changement dans un autre mode d'exploitation du moteur a combustion interne (10) soit autorise en fonction de parametres d'exploitation du moteur a combustion interne (10), du catalyseur de stockage des NOX (18) et des parametres d'emission reels ou attendus, et qu'une verification ulterieure pour savoir si un changement vers un autre mode d'exploitation du moteur est possible ne soit autorisee que lorsqu'une duree minimale(tmjn) est ecoulee et/ou une modifcation minimum predefnie d'au moins un paramitre d'exploitation du moteur a combustion interne (10), du catalyseur de stockage des NOx (18) ou d'un parametre d'emission est presente. 2. Procede selon la revendication 1, caracterise en ce que, pour l'etat de remplissage du catalyseur de stockage des NOx (18), une valeur de seuil (NOxs) est predefinie, dont depend la realisation de la regeneration, et qui depend a son tour de l'autre ou des autres parametre(s). 3. Procede selon la revendication 1, caracterise en ce que, pour l'etat de remplissage du catalyseur de stockage des NOX (18), une valeur de seuil (NOxs) est predefinie et en ce que pour le ou les autres parametre(s) une valeur de seuil est aussi predefinie, dont depend la realisation de la regeneration. 4. Procede selon l'une des revendications 1 a 3, caracterise en ce que les autres parametres vent selectionnes parmi le groupe suivant: temperature actuelle du catalyseur, - point d' exploitation actuel (charge, regime) du moteur a combustion interne, - vitesse actuelle du vehicule, - vitesse du vehicule actuellement utilisee, - position actuelle de la pedale d'accelerateur, - emissions de NOX transmises lors de la phase de stockage precedente, et - nombre precedent de changements melange pauvre-homogene realises sans declenchement de regeneration ulterieur, avec ou sans tenir compte de la sortie de NOX respective hors du catalyseur de stockage des NOx. 5. Procede selon la revendication 1, caracterise en ce que les parametres a utiliser en plus de la duree minimale ou comme alternative a celle-ci, vent selectionnes parmi le groupe suivant: - une modification minimale predefinie du regime moteur depuis la derriere verification, - une modification minimale predefinie du couple du moteur delivre, - une modification du comportement d'exploitation souhaite du moteur, et - une modification minimale predefinie du niveau de temperature du systeme de