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WO2008043953A1 - Systeme de determination du debit massique d'oxydes d'azote emis dans les gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne - Google Patents

Systeme de determination du debit massique d'oxydes d'azote emis dans les gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne Download PDF

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WO2008043953A1
WO2008043953A1 PCT/FR2007/052108 FR2007052108W WO2008043953A1 WO 2008043953 A1 WO2008043953 A1 WO 2008043953A1 FR 2007052108 W FR2007052108 W FR 2007052108W WO 2008043953 A1 WO2008043953 A1 WO 2008043953A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
flow rate
values
air
nitrogen oxides
engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR2007/052108
Other languages
English (en)
Inventor
Regis Gauthier
Linda Hadjiat
Mohammed Ouazzi-Chahdi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault SAS filed Critical Renault SAS
Publication of WO2008043953A1 publication Critical patent/WO2008043953A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/027Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/0275Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus the exhaust gas treating apparatus being a NOx trap or adsorbent
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D41/18Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
    • F02D41/187Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow using a hot wire flow sensor

Definitions

  • the invention relates to a system and method for determining the content of nitrogen oxides in the exhaust gases of internal combustion engines.
  • NO x storage catalysts are used to meet the strict requirements imposed on exhaust gas.
  • the NO x storage catalysts operate discontinuously or alternately, that is to say that in normal operation they trap the pollutants but only treat them during the regeneration phases. Accumulator catalysts of NO x therefore have a limited accumulation capacity. To be regenerated, these traps require specific modes of combustion, under specific engine operating conditions, so that a sufficient degree of NO x storage can not always be obtained.
  • the amount of nitrogen oxides entering the NO x storage catalyst must be determined in order to determine the timing and duration of a regeneration. .
  • This amount of NO x depends on the mass flow rate of NO x , that is to say the concentration of NO x in the exhaust gas and the mass flow rate of the exhaust gas. When in a lean state, the amount of NO x is essentially the gross NO x emissions of the engine.
  • One possibility for determining the concentration of NO x in the exhaust gas is to use a sensor placed upstream of the catalyst. This sensor provides a signal of the concentration of NO x in the exhaust gas and, together with the mass flow of air and fuel, makes it possible to calculate the mass flow rate of NO x .
  • Such a sensor should also be available downstream of the catalyst to diagnose its effectiveness.
  • US patent application 2002/0108367 relates to a method for estimating the amount of NO x stored in an accumulator catalyst.
  • the method provides for determining a change in oxygen concentration in the air / fuel ratio of the exhaust gases entering the catalyst accumulator and leaving the catalyst, to determine the amount of NO x absorbed in the accumulator catalyst.
  • US Pat. No. 6,588,200 relates to a method of adjusting the measurement of the air / fuel ratio. The method involves determining a first air / fuel ratio upstream of an accumulator catalyst, measuring a second air / fuel ratio from an oxygen sensor downstream of the accumulator catalyst and adjusting the measurement of the second air / fuel ratio by a corrective factor.
  • Patent application EP 1 408 331 relates to a method for evaluating in real time the amount of NO x produced by a cylinder of a combustion engine.
  • the method uses a model that is based on the temperature, the pressure and the concentration of oxygen in the cylinder.
  • Patent FR 2830276 concerns a method for determining the level of NO x emissions of an engine according to the local temperature, the oxygen concentration and the load cylinders residence time in the combustion chamber . More particularly, the method provides the measurement of the temperature of the combustion chamber in order to adapt the calculation model of the NO x formed.
  • the invention aims to remedy these drawbacks.
  • the aim of the invention is to propose a simple and reliable model for determining the quantity of nitrogen oxides formed by an internal combustion engine.
  • the object of the invention is to determine the mass flow rate of nitrogen oxides while limiting the calculation load of the calculator and the necessary measurements.
  • a system for determining the mass flow rate of nitrogen oxides emitted in the exhaust gas of an internal combustion engine comprises:
  • At least one combustion chamber arranged in a cylinder
  • an electronic control unit comprising calculation means capable of calculating the mass flow rate of nitrogen oxides from the injected fuel flow rate values, the engine rotation speed sensor and a memorized set of signals; mass flow rates of nitrogen oxides as a function of injected fuel flow rate and engine rotational speed,
  • the electronic control unit further comprises:
  • first correction means capable of correcting the mass flow rate values of nitrogen oxides calculated by the calculation means, from the airflow values supplying the combustion chamber, signals of the speed of rotation of the motor and a first stored set of correction values for mass flow rates of nitrogen oxides as a function of the air flow supplying the combustion chamber and the rotational speed of the engine, and
  • second correction means capable of correcting the mass flow rate values of nitrogen oxides calculated by the calculation means, from the air flow rate values supplying the combustion chamber, the injected fuel flow rate values, and a second memorized set of correction values for mass flow rates of nitrogen oxides as a function of the air flow supplying the combustion chamber and the fuel flow rate injected.
  • the system therefore calculates the mass flow of NO x from a stored set of values, or mapping of values, and not from a physical equation. This limits calculations and data processing times.
  • the set of values is determined on a motor test stand and then stored in the electronic control unit (ECU).
  • the measures necessary to apply the model according to one aspect of the invention are common measures, in particular to optimize the operation of the engine.
  • the engine speed, or speed of rotation of the engine is measured in a conventional manner by a sensor placed at the level of the clutch.
  • the air flow fed to the combustion chamber can be either measured, for example with a hot wire sensor, or determined from the set values which control the device, for example with a valve, controlling the air supply of the device. combustion chamber.
  • the fuel flow injected into the combustion chamber can be determined from the set values that control the injector.
  • the system also calculates the amount of nitrogen oxides formed without using new sensors.
  • the system is based on a limited number of variables (air flow, fuel flow and rotation speed) to calculate NO x flow.
  • the system requires either commonly used sensors, such as the engine speed sensor, or setpoints. The system thus makes it possible to avoid the less common sensors that are likely to drift or become fouled over time.
  • the use of a small number of sensors makes it possible to limit the costs such as the costs of connection or development of diagnostic functions of the operating state of the sensors.
  • the first and second correction means are integrated in the NO x mass flow calculation model in order to take into account an additional engine parameter which is the flow rate of air supplying the combustion chamber.
  • a three - parameter model is then obtained: rotational speed of the engine, air flow supplying the combustion chamber and fuel flow injected.
  • the mass flow rate of NO x can be calculated in this case by multiplying the different values obtained by the stored sets of values from the parameters taken two by two.
  • the taking into account of the flow of air supplying the combustion chamber is done by means of correction means whose values are multiplied to those obtained by the calculation means.
  • the electronic control unit also comprises third correction means capable of correcting the mass flow rate values of nitrogen oxides calculated by the calculation means and corrected by the first and second correction means, from signals sensors of the temperature of the air
  • T air the temperature of the cooling water of the internal combustion engine (T water ) and / or the atmospheric pressure (P atm ) -
  • the internal combustion engine comprises a controlled partial exhaust gas recirculation device
  • the calculation means and the first and second correction means are capable of calculating the mass flow rate of nitrogen oxides from the values injected fuel flow rate, engine rotational speed sensor signals, air flow rate values to the combustion chamber, stored value sets and partial exhaust gas recirculation control. .
  • the mass flow rate of NO x in the exhaust gas also depends on the partial gas recirculation (EGR) device. Indeed, some of the nitrogen oxides formed are re-routed into the combustion chamber and can be removed during this second pass. The model therefore allows for this setting to calculate the mass flow of NOx exiting the engine in the exhaust gas.
  • the value of the EGR is evaluated from the setpoint value of the partial gas recirculation valve.
  • the controlled partial exhaust gas recirculation device comprises a two-state controlled valve.
  • At least one of the calculation means and the first and second correction means comprise two stored sets of values each corresponding to a state of the controlled valve of the partial gas recirculation device.
  • the invention also relates to a method for determining the mass flow rate of nitrogen oxides emitted in the exhaust gases of an internal combustion engine in which the mass flow rate of nitrogen oxides is calculated from the fuel flow values injected into the combustion chamber, velocity motor rotation and a stored set of mass flow rates of nitrogen oxides as a function of the injected fuel flow rate and engine rotational speed.
  • the calculated values of mass flow rates of nitrogen oxides are corrected: - from the air flow rate values supplying the combustion chamber, the rotation speed of the engine and a first stored set of correction values for mass flow rates of nitrogen oxides as a function of the air flow rate to the combustion chamber and the rotational speed of the engine, and - from the airflow values fed to the combustion chamber, injected fuel flow rate values and a second stored set of nitrogen oxide mass flow rate correction values as a function of the air flow rate to the combustion chamber and the fuel flow rate injected.
  • the mass flow rate of nitrogen oxides is calculated from the injected fuel flow rate values, the rotational speed of the engine, the air flow values fed to the combustion chamber, stored sets of values and of the control of the partial recirculation device of the exhaust gas.
  • the system is applied to the regeneration of an exhaust gas treatment device of the internal combustion engine, said treatment device comprising at least one nitrogen oxide trap and / or a particle filter .
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of an internal combustion engine with a partial recirculation of the exhaust gas and a catalyst nitrogen oxide accumulator
  • FIG. 2 is an exemplary embodiment of the electronic control unit.
  • FIG. 1 there is shown a cylinder block 1 of an internal combustion engine, for example diesel.
  • the cylinder block 1 comprises a piston 2 displaceably guided, a fuel injector 3, an intake valve 4 and an exhaust valve 5.
  • a combustion chamber 6 delimited by the piston 2.
  • Fresh air is supplied to the combustion chamber 6 via the inlet valve 4, exhaust gases being discharged after combustion by means of the exhaust valve 5.
  • An electronic control unit 7 controls the combustion, in particular by sending set values to the fuel injector 3, and the processing of the different signals.
  • the control unit 7 receives the signals coming in particular from a means for determining the air flow rate Q air supplying the combustion chamber 6 and a sensor 9 of the rotation speed N of the engine.
  • the means for determining the air flow rate Q air supplied to the combustion chamber 6 can be for example a hot wire air flow meter 8.
  • the means for determining the air flow rate Q air may also be a way to the control unit 7 which provides the set values which control a device, for example with a valve, controlling the amount of air supplying the combustion chamber 6.
  • the sensor 9 of the speed of rotation N of the engine may comprise for example a disk (no shown) mounted on a crankshaft, associated with an angular mark sensor detecting rotation speed N.
  • the partial recirculation of the exhaust gases is determined in the present case from the set point of a valve 1 1 partial gas recirculation. It is considered here that the EGR is made in two states: the first state in which the valve 1 1 is closed and in which there is no gas recirculation; the second state in which the valve 1 1 is open and allows partial recirculation of the exhaust gas to the inlet pipe 12.
  • the state of the valve 1 1 is determined according to the operating point of the engine and is controlled by the electronic control unit 7.
  • the EGR is therefore determined directly in unit 7.
  • the valve device 13 allows controlling the amount of air supplied to the combustion chamber 6 and is controlled by means of the control unit 7. Depending on the case and the accuracy of the valve device 13, the control means of the valve device for the valve will be used. determine the amount of air supplying the combustion chamber 6, or, as is the case in the example described, use an additional device 8 for measuring the air flow rate Q air accurately.
  • treatment devices 15 for example an NO x storage catalyst or a filter. particles.
  • the unit 7 comprises calculating means 17, and first, second and third correction means 19, 20, 21. These means 17, 19, 20, 21 make it possible to determine the mass flow rate of NO x emitted by the engine in function of measured values and stored values.
  • Figure 2 schematically shows a model integrated in the unit 7 (visible in Figure 1).
  • the unit 7 comprises a calculating means 22.
  • the calculating means 22 comprises an input for the injected fuel flow rate values Q fue i in the combustion chamber 6 (visible in FIG. 1) and an input for the fuel injection values. rotation speeds N of the motor.
  • the calculation means 22 also comprises a memorized set of values (not shown) making it possible to give a mass flow rate value of NO x from the injected fuel flow rate Q fue i in the combustion chamber 6 and the rotation speed N engine, in the absence of EGR.
  • the rotational speed values N of the engine are obtained by the sensor 9 (visible in FIG. 1) while the values of the injected fuel flow rate Q f uei are provided by the set values which control the injector 3.
  • unit 7 also comprises a first correction means
  • the first correction means 23 comprises an input for the values of rotation speeds N of the engine provided by the sensor 9, and an input for the air flow rates Q air supplied by the device 8.
  • the first means of correction 23 also comprises a first stored set of correction values (not shown) for giving a correction value of the NO x mass flow rate from the air flow rate Q air and the rotation speed N of the motor, in the absence EGR.
  • the unit 7 also comprises a second correction means 24.
  • the second correction means 24 comprises an input for the injected fuel flow values Q fue i provided by the set values which control the injector 3, and an input for the air flow rates Q air supplied by the device 8.
  • the second correction means 23 also comprises a second stored set of correction values (not shown) for giving a correction value of the mass flow of NO x from air flow Q air and injected fuel flow Q fue i, in the absence of EGR.
  • the values thus obtained by the calculation means 22, the first correction means 23 and the second correction means 24 are then multiplied by a first multiplication means 25 and thus make it possible to obtain a corrected value of the NO mass flow rate.
  • x as a function of the air flow Q air , the fuel flow Q fue i and the speed of rotation N of the engine, from of stored sets of values determined on a test bench, in the absence of EGR.
  • the unit 7 also comprises additional calculating means 26, a first additional correction means 27 and a second additional correction means 28.
  • the additional calculating means 26 also includes an input for the injected fuel flow values Q fue i in the combustion chamber 6 and an input for the rotational speed values N of the engine.
  • the additional calculating means 26 also comprises a stored additional set of values (not shown) making it possible to give a mass flow rate value of NO from the injected fuel flow rate Q fue i in the combustion chamber 6 and the rotational speed. N of the engine, in the presence of EGR.
  • the rotational speed values N of the engine are obtained by the sensor 9 while the values of the injected fuel flow Q fUe i are provided by the set values which control the injector 3.
  • the supplementary calculation means 26 and the means calculation 22 constitute the calculation means 17 (visible in Figure 1).
  • the unit 7 also comprises a first additional correction means 27.
  • the first additional correction means 27 comprises an input for the values of engine speeds of rotation N provided by the sensor 9, and an input for the flow rate values of Air air supplied by the device 8.
  • the first additional correction means 27 also comprises a first additional set of stored correction values (not shown) for giving a correction value of the mass flow rate of NO x from the flow rate. air Q and air speed N of the engine, in the presence of EGR.
  • the first correction means 23 and the first additional correction means 27 constitute the first correction means 19 (visible in FIG.
  • Unit 7 also comprises a second additional correction means 28.
  • the second additional means The correction circuit 28 includes an input for the injected fuel flow values Q fue i provided by the set values which control the injector 3, and an input for the air flow rates Q air supplied by the device 8.
  • the second additional correction means 28 also comprises a second stored additional set of correction values (not shown) for giving an NO x mass flow rate correction value from the air flow rate Q air and the injected fuel flow rate Q fue i, in the presence of EGR.
  • the second correction means 24 and the second additional correction means 28 constitute the second correction means 20 (visible in FIG. 1).
  • the values thus obtained by the additional calculation means 26, the first additional correction means 27 and the second additional correction means 28 are then multiplied by a first additional multiplication means 29 and thus make it possible to obtain a corrected value of mass flow rate of NO x as a function of the air flow rate Q air , the fuel flow rate Q fue i and the engine speed N, from stored sets of values determined on a test bench in the presence of EGR.
  • the control unit 7 comprises a means 30 controlled according to an EGR value which corresponds in this case to the set value of the valve 1 1 (visible in Figure 1) partial gas recirculation.
  • the means 30 includes an input for the corrected values of mass flow rates of NO x provided by the first multiplying means 25, and an input for the corrected values of mass flow rates of NO x provided by the first additional multiplication means 29.
  • the control unit 7 places the valve 1 1 in its first state (no EGR) via a setpoint value, it also places the means 30 in a first state in which it selects the corrected values of flow rates. given by the first multiplying means corresponding to the calculation in the absence of EGR.
  • control unit 7 When the control unit 7 places the valve 1 1 in its second state (partial recirculation of the gases) via a setpoint value, it also places the means 30 in a second state in which it selects the mass flow rates provided by the first additional multiplication means 29 corresponding to the computation in the presence EGR.
  • the control unit 7 also comprises the third correction means 21.
  • the third correction means 21 comprise an input for P atm signals of an atmospheric pressure sensor, an input for T air signals of the temperature of the atmosphere. outside air and an input for T signals water temperature of the engine cooling water.
  • the means 21 also comprise a third stored set of values providing a corrective factor as a function of T air , T water and P atm.
  • the third correction means 21 are intended to correct the mass flow values of NO x calculated and corrected by the calculation means 17 and the first and second correction means 19, 20.
  • the third correction means 21 make it possible to take into account the influence of the temperature of the cooling water T water , of the atmospheric pressure P atm and the temperature of the air T air . So the cooling water temperature
  • T water can be used as an indicator of the temperature of the combustion chamber and therefore as an indicator of the combustion temperature.
  • the unit 7 finally comprises a second multiplying means 31.
  • the second multiplying means 31 comprises an input for the mass flow rate values of NO x selected and supplied by the means 30, and an input for the corrective factor supplied by the thirds. correction means 21.
  • the second multiplying means 31 multiplies the two values and then provides a final value NO mass flow NO x NO x from which the control unit 7 can estimate the amount of NO x stored in the or the gas treatment devices 15 (visible in Figure 1) and possibly trigger a regeneration phase by changing the operating point of the engine.
  • the use of stored sets of values makes it possible to limit the calculations to be made in the electronic control unit 7, while obtaining reliable mass flow values. In particular, if, in a vehicle, all the boundary conditions correspond to those obtained on the engine test bench used to determine the stored sets of values, it follows that the memorized NO x mass flow value corresponds to the mass flow rate of real NO x .
  • the use of an additional NO x sensor, for redundancy of the system, is furthermore possible to make a comparison between the measured value and the calculated value of the NO x mass flow rate.
  • the present invention is particularly suitable for use in a vehicle, for which so-called “on-board” diagnosis is used, as well as for internal combustion engines with spark ignition, as well as self-ignition. , and allows a permanent calculation and control of the NO x emission for an internal combustion engine.

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Abstract

L' invention concerne un système de détermination du débit massique d' oxydes d'azote émis dans les gaz d' échappement d'un moteur à combustion interne comprenant une unité de contrôle électronique (7) comprenant des moyens de calcul (17) capables de calculer le débit massique d' oxydes d' azote à partir de valeurs de débits de carburant injecté, de signaux d'un capteur de la vitesse de rotation du moteur et d'un ensemble mémorisé de valeurs de débits massiques d' oxydes d' azote en fonction du débit de carburant injecté et de la vitesse de rotation N du moteur. L'unité de contrôle électronique (7) comprend également des premiers et deuxièmes moyens de correction (19, 20) capables de corriger le débit d' oxydes d' azote calculé par les moyens de calcul 17 à partir d' ensembles mémorisés de valeurs.

Description

Système de détermination du débit massique d'oxydes d'azote émis dans les gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne
L'invention concerne un système et un procédé de détermination de la teneur en oxydes d'azote dans les gaz d'échappement de moteurs à combustion interne.
Lors du fonctionnement des moteurs à combustion interne, il y a production de gaz d'échappement contenant différentes substances polluantes, leurs proportions respectives dépendant essentiellement de la composition du mélange carburant/air. En particulier, lors d'un fonctionnement avec un mélange carburant/air pauvre, c'est-à-dire lorsque la richesse R est inférieure à 1 , la proportion d'émission d' oxydes d'azote (NOx) est élevée.
Il est connu que, dans de tels moteurs, on utilise des catalyseurs accumulateurs de NOx pour pouvoir respecter les prescriptions strictes imposées en matière de gaz d'échappement. Les catalyseurs accumulateurs de NOx fonctionnent de manière discontinue ou alternative, c' est-à-dire qu' en fonctionnement normal, ils piègent les polluants mais ne les traitent que lors des phases de régénération. Les catalyseurs accumulateurs de NOx ont donc une capacité d'accumulation limitée. Pour être régénérés, ces pièges nécessitent des modes de combustion spécifiques, dans des conditions de fonctionnement moteur déterminées, de sorte que l'on ne peut pas toujours obtenir un degré suffisant de stockage des NOx produits. Dans un procédé d'épuration des gaz d'échappement fonctionnant de façon discontinue, il faut déterminer la quantité d' oxydes d' azote qui arrive dans le catalyseur accumulateur de NOx, afin de pouvoir déterminer le moment et la durée d'une régénération. Cette quantité de NOx dépend du débit massique en NOx, c ' est-à-dire de la concentration en NOx dans les gaz d'échappement et du débit massique des gaz d'échappement. Lorsqu'on est en régime pauvre, la quantité de NOx correspond essentiellement aux émissions brutes de NOx du moteur. Une possibilité pour déterminer la concentration des NOx dans les gaz d'échappement est d'utiliser un capteur placé en amont du catalyseur. Ce capteur fournit un signal de la concentration en NOx dans les gaz d'échappement et permet, conj ointement avec le débit massique d'air et de carburant, de calculer le débit massique de NOx.
On devrait aussi disposer un tel capteur en aval du catalyseur, pour diagnostiquer son efficacité.
La demande de brevet US 2002/0108367 concerne une méthode d' estimation de la quantité de NOx stockée dans un catalyseur accumulateur. La méthode prévoit la détermination d'un changement de concentration d' oxygène dans le ratio air/carburant des gaz d' échappement entrant dans le catalyseur accumulateur et sortant du catalyseur, afin de déterminer la quantité de NOx absorbée dans le catalyseur accumulateur. Le brevet US 6,588,200 concerne une méthode d' ajustement de la mesure du rapport air/carburant. La méthode prévoit la détermination d'un premier rapport air/carburant en amont d'un catalyseur accumulateur, la mesure d'un second rapport air/carburant à partir d'un capteur d' oxygène placé en aval du catalyseur accumulateur et l' ajustement de la mesure du second rapport air/carburant par un facteur correctif.
Du fait que les capteurs mentionnés ci-dessus sont chers, ont une précision inversement proportionnelle à leur champ d'utilisation et nécessitent une connectique chère, il est souhaitable de renoncer au moins à l'un des deux capteurs ou même complètement aux deux. De ce fait, on a tenté de calculer les émissions de NOx du moteur, à partir de grandeurs d'influence correspondantes du moteur, en utilisant des modèles de calcul basés sur des équations physiques .
La demande de brevet EP 1 408 331 concerne un procédé d' évaluation en temps réel de la quantité de NOx produits par un cylindre d'un moteur à combustion. Le procédé utilise notamment un modèle qui se base sur la température, la pression et la concentration d' oxygène dans le cylindre. Le brevet FR 2 830 276 concerne une méthode de détermination du niveau d' émission de NOx d'un moteur en fonction de la température locale, de la concentration en oxygène et du temps de séjour de la charge des cylindres dans la chambre de combustion. Plus particulièrement, la méthode prévoit la mesure de la température de la chambre de combustion afin d' adapter le modèle de calcul des NOx formés .
Cependant, les nombreux paramètres physiques ou variables d' état qui sont nécessaires à ces modèles, sont difficilement identifiables ou mesurables sur moteur. De plus, ces modèles physiques sont la plupart du temps trop gourmands en charge de calcul ou en mémoire pour pouvoir être implémentés dans un calculateur de gestion électronique moteur.
L'invention vise à remédier à ces inconvénients . L'invention a pour but de proposer un modèle simple et fiable permettant de déterminer la quantité d' oxydes d' azote formés par un moteur à combustion interne. En particulier, l'invention a pour but de déterminer le débit massique d' oxydes d' azote tout en limitant la charge de calcul du calculateur et les mesures nécessaires . Un système de détermination du débit massique d' oxydes d'azote émis dans les gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne comprend :
- au moins une chambre de combustion disposée dans un cylindre,
- un système commandé d' injection de carburant dans la chambre de combustion,
- un moyen de détermination du débit d' air alimentant la chambre de combustion,
- un capteur de la vitesse de rotation du moteur, et
- une unité de contrôle électronique comprenant des moyens de calcul capables de calculer le débit massique d' oxydes d' azote à partir des valeurs de débit de carburant injecté, des signaux du capteur de la vitesse de rotation du moteur et d'un ensemble mémorisé de valeurs de débits massiques d' oxydes d' azote en fonction du débit de carburant injecté et de la vitesse de rotation du moteur, L'unité de contrôle électronique comprend en outre :
- des premiers moyens de correction capables de corriger les valeurs de débit massique d' oxydes d' azote calculées par les moyens de calcul, à partir des valeurs de débit d' air alimentant la chambre de combustion, des signaux de la vitesse de rotation du moteur et d'un premier ensemble mémorisé de valeurs de correction de débits massiques d' oxydes d' azote en fonction du débit d' air alimentant la chambre de combustion et de la vitesse de rotation du moteur, et
- des deuxièmes moyens de correction capables de corriger les valeurs de débit massique d' oxydes d' azote calculées par les moyens de calcul, à partir des valeurs de débit d' air alimentant la chambre de combustion, des valeurs de débits de carburant injecté et d'un deuxième ensemble mémorisé de valeurs de correction de débits massiques d' oxydes d' azote en fonction du débit d' air alimentant la chambre de combustion et du débit de carburant injecté.
Le système calcule donc le débit massique de NOx à partir d'un ensemble mémorisé de valeurs, ou cartographie de valeurs, et non à partir d'une équation physique. On limite ainsi les calculs et les durées de traitement des données . L' ensemble de valeurs est déterminé sur un banc d' essai moteur puis est mémorisé dans l'unité de contrôle électronique (UCE) .
Les mesures nécessaires pour appliquer le modèle selon un aspect de l' invention sont des mesures courantes, notamment pour optimiser le fonctionnement du moteur. Ainsi, le régime moteur, ou vitesse de rotation du moteur, est mesuré de façon classique par un capteur placé au niveau de l' embrayage. Le débit d' air alimentant la chambre de combustion peut être soit mesuré, par exemple avec un capteur à fil chaud, soit déterminé à partir des valeurs de consigne qui commandent le dispositif, par exemple à clapet, contrôlant l' alimentation en air de la chambre de combustion. Enfin, le débit de carburant injecté dans la chambre de combustion peut être déterminé à partir des valeurs de consigne qui commandent l' injecteur. Ces capteurs ou valeurs de consignes sont généralement déjà présents dans les moteurs à combustion interne et leur utilisation pour déterminer le débit massique de NOx peut donc se faire facilement.
Le système permet également de calculer la quantité d' oxydes d' azote formés sans utiliser de nouveaux capteurs. Le système se base sur un nombre restreint de grandeurs (débit d' air, débit de carburant et vitesse de rotation) pour calculer le débit de NOx. De plus, le système nécessite soit des capteurs couramment utilisés, tels que le capteur de vitesse de rotation du moteur, soit des valeurs de consigne. Le système permet ainsi d' éviter les capteurs moins courants qui sont susceptibles de dériver ou de s ' encrasser dans le temps . De plus, l'utilisation d'un nombre réduit de capteurs permet de limiter les coûts tels que les coûts de connectique ou de développement de fonctions de diagnostique de l' état de fonctionnement des capteurs.
Les premiers et deuxièmes moyens de correction sont intégrés dans le modèle de calcul du débit massique de NOx afin de prendre en compte un paramètre moteur supplémentaire qui est le débit d' air alimentant la chambre de combustion. On obtient alors un modèle à trois paramètres : vitesse de rotation du moteur, débit d' air alimentant la chambre de combustion et débit de carburant injecté. Le calcul du débit massique de NOx peut se faire dans ce cas en multipliant les différentes valeurs obtenues par les ensembles mémorisés de valeurs à partir des paramètres pris deux à deux. Ici, la prise en compte du débit d' air alimentant la chambre de combustion, se fait par l' intermédiaire de moyens de correction dont les valeurs sont multipliées à celles obtenues par les moyens de calcul.
Préférentiellement, l'unité de contrôle électronique comprend également des troisièmes moyens de correction capables de corriger les valeurs de débit massique d' oxydes d' azote calculées par les moyens de calcul et corrigées par les premiers et deuxièmes moyens de correction, à partir de signaux de capteurs de la température de l' air
(Tair), de la température de l' eau de refroidissement du moteur à combustion interne (Teau) et/ou de la pression atmosphérique (Patm) -
On considère ici la prise en compte de paramètres extérieurs pouvant également influer sur le débit massique de NOx, c ' est-à-dire des paramètres qui ne sont pas des paramètres de fonctionnement du moteur. Ces paramètres sont pris en compte dans le modèle grâce à des troisièmes moyens de correction compris dans l'unité de contrôle électronique. Préférentiellement, le moteur à combustion interne comprend un dispositif commandé de recirculation partielle des gaz d' échappement, et les moyens de calcul et les premiers et deuxièmes moyens de corrections sont capables de calculer le débit massique d' oxydes d' azote à partir des valeurs de débit de carburant injecté, des signaux du capteur de la vitesse de rotation du moteur, des valeurs de débit d' air alimentant la chambre de combustion, des ensembles mémorisés de valeurs et de la commande du dispositif de recirculation partielle des gaz d' échappement.
Le débit massique de NOx dans les gaz d' échappement dépend également du dispositif de recirculation partielle des gaz (EGR : en anglais « Exhaust Gas Recirculation ») . En effet, une partie des oxydes d' azote formés sont ré-acheminés dans la chambre de combustion et peuvent être éliminés durant ce second passage. Le modèle tient donc compte de ce paramètre pour calculer le débit massique de NOx sortant du moteur dans les gaz d' échappement. La valeur de l' EGR est évaluée à partir de la valeur consigne de la vanne de recirculation partielle des gaz.
Préférentiellement, le dispositif commandé de recirculation partielle des gaz d' échappement comprend une vanne commandée à deux états .
Préférentiellement, au moins un parmi les moyens de calcul et les premiers et deuxièmes moyens de correction comprend deux ensembles mémorisés de valeurs correspondant chacun à un état de la vanne commandée du dispositif de recirculation partielle des gaz. L' invention se rapporte également à un procédé de détermination du débit massique d' oxydes d'azote émis dans les gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne dans lequel on calcule le débit massique d' oxydes d' azote à partir des valeurs de débit de carburant injecté dans la chambre de combustion, de la vitesse de rotation du moteur et d'un ensemble mémorisé de valeurs de débits massiques d' oxydes d' azote en fonction du débit de carburant injecté et de la vitesse de rotation du moteur. Selon ce procédé, on corrige les valeurs calculées de débits massiques d' oxydes d' azote : - à partir des valeurs de débit d' air alimentant la chambre de combustion, de la vitesse de rotation du moteur et d'un premier ensemble mémorisé de valeurs de correction de débits massiques d' oxydes d' azote en fonction du débit d' air alimentant la chambre de combustion et de la vitesse de rotation du moteur, et - à partir des valeurs de débit d' air alimentant la chambre de combustion, des valeurs de débit de carburant injecté et d'un deuxième ensemble mémorisé de valeurs de correction de débits massiques d' oxydes d' azote en fonction du débit d' air alimentant la chambre de combustion et du débit de carburant injecté. Préférentiellement, on calcule le débit massique d' oxydes d' azote à partir des valeurs de débit de carburant injecté, de la vitesse de rotation du moteur, des valeurs de débit d' air alimentant la chambre de combustion, des ensembles mémorisés de valeurs et de la commande du dispositif de recirculation partielle des gaz d' échappement.
Selon un aspect de l' invention, le système est appliqué à la régénération d'un dispositif de traitement des gaz d' échappement du moteur à combustion interne, ledit dispositif de traitement comprenant au moins un piège à oxydes d' azote et/ou un filtre à particules . L'invention sera mieux comprise à l' étude de la description détaillée suivante d'un mode de réalisation pris à titre d' exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 représente une illustration schématique d'un moteur à combustion interne avec une recirculation partielle des gaz d' échappement et un catalyseur accumulateur d' oxydes d' azote, et
- la figure 2 est un exemple de modèle de réalisation de l'unité de contrôle électronique.
Sur la figure 1 , on a représenté un bloc-cylindre 1 d'un moteur à combustion interne, par exemple diesel. Le bloc-cylindre 1 comprend un piston 2 guidé de façon déplaçable, un injecteur de carburant 3, une soupape d' admission 4 et une soupape d'échappement 5. En outre, dans le cylindre 1 se trouve une chambre de combustion 6 délimitée par le piston 2. De l' air neuf est amené à la chambre de combustion 6 par la soupape d' admission 4, des gaz d' échappement étant évacués après combustion, au moyen de la soupape d' échappement 5.
Une unité de contrôle électronique 7 assure la commande de la combustion, notamment en envoyant des valeurs de consigne à l' injecteur de carburant 3 , et le traitement des différents signaux. En particulier, l'unité de contrôle 7 reçoit les signaux provenant notamment d'un moyen de détermination du débit d' air Qair alimentant la chambre de combustion 6 et d'un capteur 9 de la vitesse de rotation N du moteur. Le moyen de détermination du débit d' air Qair alimentant la chambre de combustion 6 peut être par exemple un débitmètre à fil chaud 8. Le moyen de détermination du débit d' air Qair peut être également un moyen de l'unité de contrôle électronique 7 qui fournit les valeurs de consigne qui commandent un dispositif, par exemple à clapet, contrôlant la quantité d' air alimentant la chambre à combustion 6. Le capteur 9 de la vitesse de rotation N du moteur peut comprendre par exemple un disque (non représenté) monté sur un vilebrequin, associé à un capteur de marque angulaire détectant la vitesse de rotation N.
La recirculation partielle des gaz d' échappement (EGR) est déterminée dans le cas présent à partir de la valeur de consigne d'une vanne 1 1 de recirculation partielle des gaz. On considère ici que l' EGR se fait selon deux états : le premier état dans lequel la vanne 1 1 est fermée et dans lequel il n'y a pas de recirculation des gaz ; le deuxième état dans lequel la vanne 1 1 est ouverte et permet une recirculation partielle des gaz d' échappement vers la conduite d' admission 12. L' état de la vanne 1 1 est déterminé en fonction du point de fonctionnement du moteur et est commandé par l'unité de contrôle électronique 7. L' EGR est donc déterminée directement dans l'unité 7. Au moyen de la soupape d' admission 4, on peut introduire la quantité d'air de combustion nécessaire et déterminée par un dispositif à clapet 13, de la conduite d' admission 12 à la chambre de combustion 6. Le dispositif à clapet 13 permet de contrôler la quantité d' air alimentant la chambre de combustion 6 et est commandé par un moyen de l'unité de commande 7. Selon les cas et la précision du dispositif à clapet 13 , on utilisera le moyen de commande du dispositif à clapet pour déterminer la quantité d' air alimentant la chambre de combustion 6, ou bien, comme c' est le cas dans l' exemple décrit, on utilisera un dispositif 8 supplémentaire pour mesurer le débit d' air Qair avec précision.
Les gaz d' échappement sortent de la chambre de combustion 6 par la soupape d' échappement 5 et sont acheminés par une conduite d' échappement 14 vers un ou plusieurs dispositifs de traitement 15, par exemple un catalyseur accumulateur de NOx ou un filtre à particules .
Une conduite 16 de recirculation des gaz d'échappement, qui se ramifie depuis la conduite d' échappement 14, est prévue pour recycler les gaz d'échappement de la conduite d' échappement 14 vers la conduite d'admission 12. Dans la conduite 16 de recirculation des gaz d'échappement se trouve la vanne 1 1 de contrôle de l' EGR qui est commandée par l'unité 7.
On va ensuite expliciter plus en détails le calcul du débit massique de NOx à partir des différentes grandeurs mesurées. L'unité 7 comprend des moyens de calcul 17, et des premiers, deuxièmes et troisièmes moyens de correction 19, 20, 21. Ces moyens 17, 19, 20, 21 permettent de déterminer le débit massique de NOx émis par le moteur en fonction de valeurs mesurées et de valeurs mémorisées. La figure 2 représente de manière schématique un modèle intégré dans l'unité 7 (visible sur la figure 1 ) . L'unité 7 comprend un moyen de calcul 22. Le moyen de calcul 22 comprend une entrée pour les valeurs de débits de carburant injecté Qfuei dans la chambre de combustion 6 (visible sur la figure 1 ) et une entrée pour les valeurs de vitesses de rotation N du moteur. Le moyen de calcul 22 comprend également un ensemble mémorisé de valeurs (non représenté) permettant de donner une valeur de débit massique de NOx à partir du débit de carburant injecté Qfuei dans la chambre de combustion 6 et de la vitesse de rotation N du moteur, en absence d' EGR. Les valeurs de vitesse de rotation N du moteur sont obtenues par le capteur 9 (visible sur la figure 1 ) tandis que les valeurs du débit de carburant injecté Qfuei sont fournies par les valeurs de consigne qui commandent l' injecteur 3. L'unité 7 comprend également un premier moyen de correction
23. Le premier moyen de correction 23 comprend une entrée pour les valeurs de vitesses de rotation N du moteur fournies par le capteur 9, et une entrée pour les valeurs de débits d' air Qair fournies par le dispositif 8. Le premier moyen de correction 23 comprend également un premier ensemble mémorisé de valeurs de correction (non représenté) permettant de donner une valeur de correction du débit massique de NOx à partir du débit d' air Qair et de la vitesse de rotation N du moteur, en absence d' EGR.
L'unité 7 comprend également un deuxième moyen de correction 24. Le deuxième moyen de correction 24 comprend une entrée pour les valeurs de débits de carburant injecté Qfuei fournies par les valeurs de consigne qui commandent l' injecteur 3, et une entrée pour les valeurs de débits d' air Qair fournies par le dispositif 8. Le deuxième moyen de correction 23 comprend également un deuxième ensemble mémorisé de valeurs de correction (non représenté) permettant de donner une valeur de correction du débit massique de NOx à partir du débit d' air Qair et du débit de carburant injecté Qfuei, en absence d' EGR.
Les valeurs ainsi obtenues par le moyen de calcul 22, le premier moyen de correction 23 et le deuxième moyen de correction 24 sont alors multipliées entre elles par un premier moyen de multiplication 25 et permettent ainsi d' obtenir une valeur corrigée du débit massique de NOx en fonction du débit d' air Qair, du débit de carburant Qfuei et de la vitesse de rotation N du moteur, à partir d' ensembles mémorisés de valeurs déterminés sur banc d' essai, en absence d' EGR.
Afin de tenir également compte de l' EGR, l'unité 7 comprend également un moyen supplémentaire de calcul 26, un premier moyen supplémentaire de correction 27 et un deuxième moyen supplémentaire de correction 28.
Le moyen supplémentaire de calcul 26 comprend également une entrée pour les valeurs de débits de carburant injecté Qfuei dans la chambre de combustion 6 et une entrée pour les valeurs de vitesses de rotation N du moteur. Le moyen supplémentaire de calcul 26 comprend également un ensemble supplémentaire mémorisé de valeurs (non représenté) permettant de donner une valeur de débit massique de NO à partir du débit de carburant injecté Qfuei dans la chambre de combustion 6 et de la vitesse de rotation N du moteur, en présence d' EGR. Les valeurs de vitesse de rotation N du moteur sont obtenues par le capteur 9 tandis que les valeurs du débit de carburant injecté QfUei sont fournies par les valeurs de consigne qui commandent l' injecteur 3. Le moyen supplémentaire de calcul 26 et le moyen de calcul 22 constituent les moyens de calcul 17 (visibles sur la figure 1 ) . L'unité 7 comprend également un premier moyen supplémentaire de correction 27. Le premier moyen supplémentaire de correction 27 comprend une entrée pour les valeurs de vitesses de rotation N du moteur fournies par le capteur 9, et une entrée pour les valeurs de débits d' air Qair fournies par le dispositif 8. Le premier moyen supplémentaire de correction 27 comprend également un premier ensemble supplémentaire mémorisé de valeurs de correction (non représenté) permettant de donner une valeur de correction du débit massique de NOx à partir du débit d' air Qair et de la vitesse de rotation N du moteur, en présence d' EGR. Le premier moyen de correction 23 et le premier moyen supplémentaire de correction 27 constituent les premiers moyens de correction 19 (visibles sur la figure
1 ) .
L'unité 7 comprend également un deuxième moyen supplémentaire de correction 28. Le deuxième moyen supplémentaire de correction 28 comprend une entrée pour les valeurs de débits de carburant injecté Qfuei fournies par les valeurs de consigne qui commandent l' injecteur 3, et une entrée pour les valeurs de débits d' air Qair fournies par le dispositif 8. Le deuxième moyen supplémentaire de correction 28 comprend également un deuxième ensemble supplémentaire mémorisé de valeurs de correction (non représenté) permettant de donner une valeur de correction du débit massique de NOx à partir du débit d' air Qair et du débit de carburant injecté Qfuei, en présence d' EGR. Le deuxième moyen de correction 24 et le deuxième moyen supplémentaire de correction 28 constituent les deuxièmes moyens de correction 20 (visibles sur la figure 1 ) .
Les valeurs ainsi obtenues par le moyen supplémentaire de calcul 26, le premier moyen supplémentaire de correction 27 et le deuxième moyen supplémentaire de correction 28 sont alors multipliées entre elles par un premier moyen supplémentaire de multiplication 29 et permettent ainsi d' obtenir une valeur corrigée de débit massique de NOx en fonction du débit d' air Qair, du débit de carburant Qfuei et de la vitesse de rotation N du moteur, à partir d' ensembles mémorisés de valeurs déterminés sur banc d' essai en présence d' EGR.
L'unité de contrôle 7 comprend un moyen 30 commandé en fonction d'une valeur EGR qui correspond dans le cas présent à la valeur de consigne de la vanne 1 1 (visible sur la figure 1 ) de recirculation partielle des gaz. Le moyen 30 comprend une entrée pour les valeurs corrigées de débits massiques de NOx fournies par le premier moyen de multiplication 25, et une entrée pour les valeurs corrigées de débits massiques de NOx fournies par le premier moyen supplémentaire de multiplication 29. Lorsque l'unité de contrôle 7 place la vanne 1 1 dans son premier état (pas d' EGR) par l' intermédiaire d'une valeur de consigne, elle place également le moyen 30 dans un premier état dans lequel il sélectionne les valeurs corrigées de débits massiques fournies par le premier moyen de multiplication 25 correspondant au calcul en absence d' EGR. Lorsque l'unité de contrôle 7 place la vanne 1 1 dans son deuxième état (recirculation partielle des gaz) par l' intermédiaire d'une valeur de consigne, elle place également le moyen 30 dans un deuxième état dans lequel il sélectionne les valeurs de débits massiques fournies par le premier moyen supplémentaire de multiplication 29 correspondant au calcul en présence d' EGR.
L'unité de contrôle 7 comprend également les troisièmes moyens de correction 21. Les troisièmes moyens de correction 21 comprennent une entrée pour des signaux Patm d'un capteur de la pression atmosphérique, une entrée pour des signaux Tair de la température de l' air extérieur et une entrée pour des signaux Teau de la température de l' eau de refroidissement du moteur. Les moyens 21 comprennent également un troisième ensemble mémorisé de valeurs fournissant un facteur correctif en fonction de Tair, Teau et Patm- Les troisièmes moyens de correction 21 ont pour but de corriger les valeurs de débits massiques de NOx calculées et corrigées par les moyens de calcul 17 et les premiers et deuxièmes moyens de correction 19, 20. Les troisièmes moyens de correction 21 permettent de prendre en compte l'influence de la température de l' eau de refroidissement Teau, de la pression atmosphérique Patm et de la température de l' air Tair. Ainsi la température d'eau de refroidissement
Teau peut être utilisée comme indicateur de la température de la chambre de combustion et donc comme indicateur de la température de combustion.
L'unité 7 comprend enfin un deuxième moyen de multiplication 31. Le deuxième moyen de multiplication 31 comprend une entrée pour les valeurs de débits massiques de NOx sélectionnées et fournies par le moyen 30, et une entrée pour le facteur correctif fourni par les troisièmes moyens de correction 21. Le deuxième moyen de multiplication 31 multiplie les deux valeurs et fournit alors une valeur finale QNO de débit massique de NOx à partir de laquelle l'unité de contrôle 7 pourra estimer la quantité de NOx stockés dans le ou les dispositifs de traitement des gaz 15 (visibles sur la figure 1 ) et éventuellement déclencher une phase de régénération en modifiant le point de fonctionnement du moteur. L'utilisation d' ensembles mémorisés de valeurs permet de limiter les calculs à effectuer dans l'unité de contrôle électronique 7, tout en obtenant des valeurs de débits massiques fiables . En particulier, si, dans un véhicule, toutes les conditions aux limites correspondent à celles obtenues sur le banc d'essai moteur utilisé pour déterminer les ensembles mémorisé de valeurs, il en résulte que la valeur de débit massique de NOx mémorisée correspond à la valeur du débit massique de NOx réel.
L'utilisation d'un capteur de NOx supplémentaire, par souci de redondance du système, est en outre envisageable pour effectuer une comparaison entre la valeur mesurée et la valeur calculée du débit massique de NOx.
La présente invention convient en particulier pour une utilisation dans un véhicule, pour lequel on utilise ce que l'on appelle un diagnostic "On-Board" , ainsi que pour des moteurs à combustion internes à allumage commandé, ainsi qu'à auto-allumage, et permet d'avoir un calcul et un contrôle permanents de l'émission de NOx pour un moteur à combustion interne.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système de détermination du débit massique d' oxydes d'azote émis dans les gaz d' échappement d'un moteur à combustion interne comprenant : - au moins une chambre de combustion (6) disposée dans un cylindre ( 1 ),
- un système commandé (3) d' injection de carburant dans la chambre de combustion (6),
- un moyen de détermination du débit d' air (Qair) alimentant la chambre de combustion (6),
- un capteur (9) de la vitesse de rotation (N) du moteur, et
- une unité de contrôle électronique (7) comprenant des moyens de calcul ( 17) capables de calculer le débit massique d' oxydes d' azote à partir des valeurs de débit de carburant injecté (Qfuei), des signaux du capteur (9) de la vitesse de rotation (N) du moteur et d'un ensemble mémorisé de valeurs de débits massiques d' oxydes d' azote en fonction du débit de carburant injecté (Qfuei) et de la vitesse de rotation (N) du moteur, caractérisé en ce que l'unité de contrôle électronique (7) comprend en outre :
- des premiers moyens de correction ( 19) capables de corriger les valeurs de débit massique d' oxydes d' azote calculées par les moyens de calcul ( 17), à partir des valeurs de débit d' air (Qair) alimentant la chambre de combustion (6), des signaux de la vitesse de rotation (N) du moteur et d'un premier ensemble mémorisé de valeurs de correction de débits massiques d' oxydes d' azote en fonction du débit d' air (Qair) alimentant la chambre de combustion (6) et de la vitesse de rotation (N) du moteur, et
- des deuxièmes moyens de correction (20) capables de corriger les valeurs de débit massique d' oxydes d' azote calculées par les moyens de calcul ( 17), à partir des valeurs de débit d' air (Qair) alimentant la chambre de combustion (6), des valeurs de débits de carburant injecté (Qfuei) et d'un deuxième ensemble mémorisé de valeurs de correction de débits massiques d' oxydes d' azote en fonction du débit d' air (Qair) alimentant la chambre de combustion (6) et du débit de carburant injecté (Qfuei) .
2. Système selon la revendication 1 dans lequel l'unité de contrôle électronique (7) comprend également des troisièmes moyens de correction (21 ) capables de corriger les valeurs de débit massique d' oxydes d' azote calculées par les moyens de calcul ( 17) et corrigées par les premiers et deuxièmes moyens de correction ( 19, 20), à partir de signaux de capteurs de la température de l' air (Tair), de la température de l' eau de refroidissement du moteur à combustion interne (Teau) et/ou de la pression atmosphérique (Patm) -
3. Système selon la revendication 1 ou 2 dans lequel le moteur à combustion interne comprend un dispositif commandé de recirculation partielle des gaz d' échappement et dans lequel les moyens de calcul ( 17) et les premiers et deuxièmes moyens de corrections ( 19, 20) sont capables de calculer le débit massique d' oxydes d' azote à partir des valeurs de débit de carburant injecté (Qfuei), des signaux du capteur (9) de la vitesse de rotation (N) du moteur, des valeurs de débit d' air (Qair) alimentant la chambre de combustion (6), des ensembles mémorisés de valeurs et de la commande du dispositif de recirculation partielle des gaz d' échappement.
4. Système selon la revendication 3 dans lequel le dispositif commandé de recirculation partielle des gaz d' échappement comprend une vanne commandée ( 1 1 ) à deux états .
5. Système selon la revendication 4 dans lequel au moins un parmi les moyens de calcul ( 17) et les premiers et deuxièmes moyens de correction ( 19, 20) comprend deux ensembles mémorisés de valeurs correspondant chacun à un état de la vanne commandée ( 1 1 ) du dispositif de recirculation partielle des gaz.
6. Procédé de détermination du débit massique d' oxydes d'azote émis dans les gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne dans lequel on calcule le débit massique d' oxydes d' azote à partir des valeurs de débit de carburant injecté (Qfuei) dans la chambre de combustion (6), de la vitesse de rotation (N) du moteur et d'un ensemble mémorisé de valeurs de débits massiques d' oxydes d' azote en fonction du débit de carburant injecté (Qfuei) et de la vitesse de rotation (N) du moteur, caractérisé en ce qu' on corrige les valeurs calculées de débits massiques d' oxydes d' azote : - à partir des valeurs de débit d' air (Qair) alimentant la chambre de combustion (6), de la vitesse de rotation (N) du moteur et d'un premier ensemble mémorisé de valeurs de correction de débits massiques d' oxydes d' azote en fonction du débit d' air (Qair) alimentant la chambre de combustion (6) et de la vitesse de rotation (N) du moteur, et - à partir des valeurs de débit d' air (Qair) alimentant la chambre de combustion (6), des valeurs de débit de carburant injecté (Qfuei) et d'un deuxième ensemble mémorisé de valeurs de correction de débits massiques d' oxydes d' azote en fonction du débit d' air (Qair) alimentant la chambre de combustion (6) et du débit de carburant injecté (Qfuei) .
7. Procédé selon la revendication 6 dans lequel on calcule le débit massique d' oxydes d' azote à partir des valeurs de débit de carburant injecté (Qfuei), de la vitesse de rotation (N) du moteur, des valeurs de débit d' air (Qair) alimentant la chambre de combustion (6), des ensembles mémorisés de valeurs et de la commande du dispositif de recirculation partielle des gaz d'échappement.
8. Application du système selon l'une des revendications 1 à 5 pour la régénération d'un dispositif ( 15) de traitement des gaz d' échappement du moteur à combustion interne, ledit dispositif ( 15) de traitement comprenant au moins un piège à oxydes d' azote et/ou un filtre à particules.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19739848A1 (de) * 1997-09-11 1999-03-18 Bosch Gmbh Robert Brennkraftmaschine insbesondere fĂĽr ein Kraftfahrzeug
WO2002018762A1 (fr) * 2000-09-02 2002-03-07 Daimlerchrysler Ag Procede de determination de la teneur en azote de gaz d'echappement azotes issus de moteurs thermiques
WO2002020967A1 (fr) * 2000-09-04 2002-03-14 Robert Bosch Gmbh Procede permettant de determiner le debit massique de nox a partir des donnees caracteristiques pour une temperature d'entree d'air et du moteur variable
FR2830276A1 (fr) * 2001-10-02 2003-04-04 Daimler Chrysler Ag Procede de determination de la teneur en oxyde d'azote dans les gaz d'echappement de moteur a combustion interne
US6588200B1 (en) * 2001-02-14 2003-07-08 Ford Global Technologies, Llc Method for correcting an exhaust gas oxygen sensor
EP1408331A2 (fr) * 2002-10-11 2004-04-14 General Motors Corporation Procédé pour l'estimation d'oxydes d'azote en temps réel

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19739848A1 (de) * 1997-09-11 1999-03-18 Bosch Gmbh Robert Brennkraftmaschine insbesondere fĂĽr ein Kraftfahrzeug
WO2002018762A1 (fr) * 2000-09-02 2002-03-07 Daimlerchrysler Ag Procede de determination de la teneur en azote de gaz d'echappement azotes issus de moteurs thermiques
WO2002020967A1 (fr) * 2000-09-04 2002-03-14 Robert Bosch Gmbh Procede permettant de determiner le debit massique de nox a partir des donnees caracteristiques pour une temperature d'entree d'air et du moteur variable
US6588200B1 (en) * 2001-02-14 2003-07-08 Ford Global Technologies, Llc Method for correcting an exhaust gas oxygen sensor
FR2830276A1 (fr) * 2001-10-02 2003-04-04 Daimler Chrysler Ag Procede de determination de la teneur en oxyde d'azote dans les gaz d'echappement de moteur a combustion interne
EP1408331A2 (fr) * 2002-10-11 2004-04-14 General Motors Corporation Procédé pour l'estimation d'oxydes d'azote en temps réel

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