Brevet FR2897108A1 — publié le 20070810

L'invention concerne un procédé de gestion de l'ouverture d'une vanne de recirculation de gaz d'échappement (ou vanne RGE) par mesure directe du taux d'émission d'oxydes d'azote (ou NOx). ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION Une telle vanne RGE est disposée sur une dérivation du circuit d'échappement d'un moteur thermique pour réguler l'admission dans les cylindres du moteur thermique d'une certaine quantité de gaz d'échappement de façon à .faire baisser la température de pointe atteinte lors de la combustion dans les cylindres et ainsi diminuer la production de NOx. On sait que le taux d'émission de NOx est fonction du débit d'air entrant dans le moteur. La relation entre le débit d'air et le taux d'émission de NOx est calibrée lors de la mise au point et cartographiée pour être implantée dans un calculateur. Cette cartographie est utilisée pour réguler l'ouverture de la vanne RGE. A cet effet, le calculateur génère, une consigne de débit d'air à partir d'un taux d'émission de NOx désiré, au moyen de la cartographie. Un débimètre placé sur l'admission fournit au calculateur une mesure du débit d'air réel. Cependant, les cartographies utilisées ne prennent généralement pas en compte certaines dérives dues notam- ment à l'usure et au vieillissement du moteur. Ainsi, pour des conditions de fonctionnement identiques, le dé-bit d'air de consigne risque avec le temps de ne plus correspondre au taux d'émission réel de NOx. OBJET DE L'INVENTION L'invention vise à diminuer les inconvénients liés à l'utilisation d'une corrélation entre le taux d'émission de Nox et une grandeur utilisée pour réguler la vanne RGE. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION En vue de la réalisation de ce but, on propose un 2 procédé de gestion de l'ouverture d'une vanne de recirculation de gaz d'échappement pour moteur à combustion in-terne insérée dans une dérivation s'étendant entre un circuit d'échappement et un circuit d'admission du mo- teur, comportant l'étape de réguler l'ouverture de la vanne en fonction d'une grandeur représentative d'un taux réel d'émission de NOx, cette grandeur étant, selon l'invention, une mesure du taux d'émission de NOx effectuée dans le circuit d'échappement du moteur. La mesure directe du taux d'émission de NOx permet de connaître, quel que soit l'état d'usure du moteur, le taux d'émission réel, ce qui évite le problème de dérive précédemment mentionné. Le débitmètre devient alors inutile pour la régula- tion de la vanne RGE, et peut dès lors être supprimé s'il n'est pas utilisé par une autre fonction du moteur. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit en référence aux figures des dessins annexés parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue schématique d'un moteur équipé d'une vanne RGE régulée selon l'invention ; - la figure 2 est un schéma-bloc d'un asservisse-ment de la vanne RGE de la figure 1 selon un mode parti- culier de mise en oeuvre de l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence à la figure 1, le moteur 1 comporte un répartiteur d'admission 2. L'air admis passe ici un turbocompresseur 3 puis est envoyé dans les chambres de corn- bustion du moteur 1, dans lesquelles du carburant est injecté. Après combustion, les gaz d'échappement sont transférés dans un collecteur d'échappement 4 et, après leur passage par le turbocompresseur 3 pour entraîner la turbine de celui-ci, sont évacués vers l'extérieur au moyen d'une ligne d'échappement 7 comportant des disposi- tifs de dépollution 5. De façon connue en soi, une dérivation 6 s'étend entre le collecteur d'échappement 4 et le répartiteur d'admission 2 pour permettre l'injection dans le répartiteur d'admission 2, et donc, dans les chambres de combustion du moteur 1, d'une quantité calibrée de gaz d'échappement. A cet effet, une vanne de recirculation de gaz d'échappement 10 (appelée ici vanne RGE) est disposée sur la dérivation 6 pour réguler la quantité de gaz -d'échappement transférée dans le répartiteur d'admission 2. La vanne RGE 10 est commandée par un calculateur 50 qui, selon l'invention, utilise le signal d'un capteur de mesure du taux d'émission de NOx 51 pour contrôler l'ou-verture de la vanne RGE. Le capteur de mesure 51 est de préférence installé à l'extrémité de la ligne d'échappement 7 en aval des dispositifs de dépollution 5 ne comportant pas de moyens de réduction des NOx. Cependant, si, comme illustré, les dispositifs de dépollution cornportent des moyens de réduction des Nox 8, il est préférable d'implanter le capteur de mesure 51 en amont de ces moyens de réduction 8. En référence à la figure 2, et conformément à un mode particulier de mise en oeuvre de l'invention, l'as- servissement de la vanne RGE 10 par le calculateur 50 se fait comme suit. L'asservissement met en oeuvre une boucle principale d'asservissement portant sur le taux d'émission de NOx. A cet effet, on retire à une consigne z de taux d'émission désiré de NOx une mesure T,17e, du taux réel d'émission ob- tenue grâce au capteur 51 pour former l'erreur Er =T ùTmes Cette erreur forme l'entrée d'un premier contrôleur 52, par exemple de type PID, qui fournit en sortie une consigne de position O du volet de la vanne RGE 10. Si la consigne é égale ou dépasse la valeur d'ou- verture maximale du volet de la vanne RGE 10, alors le premier contrôleur 52 est adapté à envoyer un ordre à destination du papillon qui contrôle l'admission d'air dans le moteur pour limiter le débit d'admission d'air. Ainsi, le rapport volumique entre l'air frais et les gaz d'échappement admis peut de nouveau être contrôlé en jouant non plus sur le débit de gaz d'échappement qui est à son maximum, mais sur le débit d'air admis. La limitation du débit d'air n'a que peu de conséquences sur les --performances du moteur, notamment diesel, l'air étant le plus souvent admis dans le moteur en excès par rapport à des conditions stoechiométriques de combustion. L'asservissement met en oeuvre une boucle interne portant sur la position du volet de la vanne RGE 10. A cet effet, on retire de la consigne de position B une mesure B, es de la position du volet de la vanne RGE 10 pour former l'erreur B =B -9mes . Cette erreur forme l'entrée d'un deuxième contrôleur 53, par exemple de type PID, qui fournit en sortie un courant de commande i d'un moteur d'actionnement du volet de la vanne RGE 10. Ainsi, la boucle principale ne porte plus sur le dé-bit d'air admis dans le moteur, comme dans l'art antérieur, mais sur le taux d'émission de NOx. L'invention n'est pas limitée à ce qui vient d'être décrit, mais bien au contraire englobe toute variante entrant dans le cadre défini par les revendications. En particulier, bien que l'on ait indiqué que le capteur de mesure du taux d'émission de NOx est de préférence installé en extrémité de la ligne d'échappement en aval des dispositifs de dépollution (mais de préférence en amont de moyens de réductions de Nox s'il en existe), on pourra placer le capteur de mesure ailleurs sur le circuit d'échappement, bien que dans ce cas le lien entre le taux réel d'émission de NOx et le taux mesuré soit moins direct. REVENDICATIONS 1. Procédé de gestion de l'ouverture d'une vanne (10) de recirculation de gaz d'échappement pour moteur à combustion interne insérée dans une dérivation (6) s'étendant entre un circuit d'échappement (4) et un circuit d'admission (2) du moteur, comportant l'étape de réguler l'ouverture de la vanne de recirculation en fonction d'au moins une grandeur représentative d'un taux d'émission d'oxydes d'azote, caractérisé //en ce que la grandeur représentative est une mesure (Tmes) du taux d'émission d'oxydes d'azote effectuée dans le circuit d'échappement du moteur. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'ouverture de la vanne de recirculation est régulée en fonction d'une différence entre un taux désiré d'émission d'oxydes d'azote et la mesure du taux d'émission d'oxydes d'azote. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, lorsque le circuit d'échappement est équipé de moyens de réduction (8) des oxydes d'azote, la mesure du taux d'émission d'oxydes d'azote est effectuée en amont des-dits moyens de réduction (8). 4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, lorsque le circuit d'échappement est équipé de dispositifs de dépollution (5) autres que des moyens de réduction (8) des oxydes d'azote, la mesure du taux d'émission d'oxydes d'azote est effectuée en aval desdits dispositifs de dépollution (5). 5. Dispositif pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications précédentes, comportant un calculateur (50) relié à un capteur de mesure (51) du taux d'émission d'oxydes d'azote.