Brevet FR2905421A1 — publié le 20080307

Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de gestion d'un moteur Diesel comportant un système de traitement aval des gaz d'échappement équipé d'un catalyseur à caractéristiques de conversion à trois voies. L'invention concerne également un appareil de commande pour gérer un moteur Diesel équipé d'un catalyseur à caractéristiques de conversion à trois voies. Le catalyseur ayant des caractéristiques de conversion à trois voies peut être un catalyseur d'oxydation et/ou un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx. Etat de la technique La réglementation limite de plus en plus les émissions autorisées par les moteurs Diesel. Les moteurs Diesel équipant les véhi- cules automobiles circulant sur route génèrent notamment lorsque le moteur Diesel fonctionne pratiquement à pleine charge dans sa plage des régimes bas et moyens, pratiquement à la limite de la fumée lors-qu'il est accéléré fortement et génère des émissions brutes d'oxydes d'azote NOx, relativement élevées. Cette difficulté se présente notam- ment dans le cycle de fonctionnement avec une forte partie de telles phases de fortes accélérations, du point de vue du total des émissions autorisées. Le contrôle du respect des émissions autorisées se fait dans des conditions de fonctionnement définies suivant des cycles de roulage définis sur des bancs d'essais de roulage. Le cycle de roulage FTP75 utilisé aux Etats Unis comprend un nombre important de telles opérations de fortes accélérations. En même temps le législateur américain impose des limites très strictes d'émission d'oxydes d'azote NOx au cours de ces cycles. On en déduit qu'il faut réduire les émissions d'oxydes d'azote NOx de façon efficace précisément dans de tels cas de fortes accélérations. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que le moteur Diesel, si sa vitesse de rota-tion (n) augmente sans dépasser un seuil de vitesses de rotation (n S) et 2905421 2 si sa charge (mk) dépasse un seuil de charge (mk_S), est commandé pour qu'il génère en alternance une atmosphère de gaz d'échappement oxydante et réductrice en amont du catalyseur. L'invention concerne également un appareil de corn- 5 mande pour la mise en oeuvre de ce procédé, cet appareil de commande est caractérisé en ce que l'appareil de commande est conçu pour faire fonctionner le moteur Diesel si sa vitesse de rotation (n) augmente sans dépasser un seuil de vitesses de rotation (n S) et si sa charge (mk) est supérieure à un seuil de charge (mk_S), de façon que le moteur génère 10 en alternance une atmosphère oxydante et une atmosphère réductrice de gaz d'échappement en amont du catalyseur. La conversion par trois voies avec un mélange carburant/air en moyenne stoechiométrique et génération alternée d'atmosphères oxydantes et réductrices de gaz d'échappement en amont 15 du catalyseur constituent l'état de la technique des moteurs à essence. Pour un moteur Diesel fonctionnant avec un excédent d'air on n'a pas utilisé jusqu'alors la conversion en trois voies des matières polluantes pour la réduction des oxydes d'azotes NOx car les composants d'hydrocarbures HC et de CO dans les gaz d'échappement d'un moteur 20 Diesel réagissent de préférence sur le catalyseur avec l'oxygène résiduel des gaz d'échappement au moins avec les oxydes d'azote contenus dans les gaz d'échappement. Pour cette raison, on a préféré d'autres concepts pour convertir les oxydes d'azote NOx dans les moteurs Diesel, en utilisant 25 un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx ou un système de réduction catalytique sélective (SCR) des oxydes d'azote. Le catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NOx accu-mule en fonctionnement avec un excédent d'air c'est-à-dire pour une atmosphère oxydante des gaz d'échappement, les oxydes d'azote émis et 30 convertit les oxydes d'azote accumulés dans une atmosphère réductrice de gaz d'échappement entre autres pour donner de l'azote moléculaire. L'atmosphère oxydante des gaz d'échappement (coefficient Lambda supérieur à 1) peut être maintenue sur des périodes de l'ordre de grandeur inférieur à quelques minutes avant que le moteur diesel ne fonctionne 35 en régénération du catalyseur accumulateur pendant une durée de 2905421 3 l'ordre de grandeur de quelques secondes pour générer l'atmosphère réductrice de gaz d'échappement (coefficient Lambda inférieur à 1). Un procédé de combustion connu utilisé pour le fonctionnement des moteurs Diesel avec des coefficients Lambda inférieurs à 1 prévoit de 5 commuter le coefficient Lambda en mode de fonctionnement quasi-stationnaire du moteur Diesel. L'expression mode de fonctionnement quasi-stationnaire correspond à un fonctionnement pendant lequel la vitesse de rotation (régime) et la charge du moteur Diesel ne changent que peu. On procède ainsi car dans le mode de fonctionnement quasi-stationnaire du moteur, on peut le mieux commuter la masse d'air ou la teneur en air frais de la charge de la chambre de combustion de la va-leur de consigne pour le mode de fonctionnement maigre (Lambda 1, par exemple Lambda = 3) sur la valeur de consigne du mode riche (par exemple Lambda = 0,9) sans effet sur le couple et le comportement de 15 roulage. Cette procédure selon laquelle le fonctionnement avec un coefficient Lambda 1 et 1,2. De manière préférentielle, lorsqu'on génère l'atmosphère réductrice des gaz d'échappement, le coefficient est > 0,8 et pour générer l'atmosphère oxydante des gaz d'échappement, le coefficient 10 reste REVENDICATIONS 1 ) Procédé de gestion d'un moteur Diesel (10) comportant un système de traitement aval des gaz d'échappement équipé d'un catalyseur (24, 26) à caractéristiques de conversion à trois voies, caractérisé en ce que le moteur Diesel (10), si sa vitesse de rotation (n) augmente sans dépasser un seuil de vitesses de rotation (n S) et si sa charge (mk) dépasse un seuil de charge (mk_S), est commandé pour qu'il génère en alternance une atmosphère de gaz d'échappement oxydante et réductrice en amont du catalyseur (24, 26). 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que avant de générer une atmosphère de gaz d'échappement réductrice, on limite le coefficient Lambda du mélange carburant/air alimentant ce moteur Diesel (10) par des actions sur le système d'air du moteur Diesel (10) pour limiter le coefficient Lambda d'une valeur