Brevet FR2746142A1 — publié le 19970919

L'invention se rapporte aux moteurs à combustion interne de véhicules automobiles équipés d'un pot catalytique de traitement des gaz d'échappement. L'invention concerne plus particulièrement un véhicule automobile, du type dans lequel le véhicule comporte un moteur à combustion interne équipé d'un pot catalytique chimique de traitement des gaz d'échappement en aval du moteur, du type dans lequel deux sondes sont agencées dans des conduites en amont et en aval du pot catalytique pour fournir chacune une information permettant de déterminer la quantité d'une substance chimique contenue dans les gaz d'échappement, respectivement en amont et en aval du pot, du type dans lequel pour certains modes de fonctionnement du moteur, la substance chimique est susceptible d'être stockée dans le pot catalytique, tandis que pour d'autres modes de fonctionnement, la substance chimique précédemment stockée est consommée au cours de réactions chimiques de catalyse. Les moteurs à combustion interne permettent de transformer en énergie mécanique l'énergie issue de la combustion d'un mélange air/carburant. Si le mélange initial est dosé selon le rapport stoechiométrique théorique, c'est-àdire 1 gramme de carburant pour 14,7 grammes d'air, les produits issus de la combustion sont du dioxyde de carbone (CO2) et de l'eau (H2O). Toutefois, dans certaines phases de fonctionnement du moteur, le mélange carburé peut être riche, c'est-à-dire comporter un excés de carburant, ou pauvre, c'est-à-dire comporter un excès d'air. Dans le cas d'un mélange riche, il apparaît dans les produits issus de la combustion, en plus de l'eau et du dioxyde de carbone, des molécules réductrices telles que des hydrocarbures (oc), du monoxyde de carbone (CO) et de l'hydrogène (H2). Dans le cas d'un mélange pauvre, il y a apparition dans les gaz d'échappement de molécules oxydantes telles que des oxydes d'azote (Nox), et de l'oxygène ( 2) Pour limiter la production de ces substances polluantes, il est donc nécessaire que le moteur fonctionne le plus souvent possible en brûlant un mélange dosé selon les proportions stoechiométriques, mais cela n'est pas toujours possible, ni même souhaitable. En effet, lorsque le moteur est froid ou lorsque l'on désire obtenir une puissance maximale, par exemple au cours d'une accélération du véhicule, il est nécessaire de faire fonctionner le moteur avec un mélange riche. Au contraire, lors des phases de décélération ou lorsque le besoin de puissance est faible, on a intérêt à faire fonctionner le moteur à l'aide d'un mélange pauvre pour réduire la consommation de carburant. Depuis plusieurs années déjà, des normes de dépollution imposent de munir les véhicules automobiles d'un pot catalytique destiné à traiter chimiquement les gaz d'échappement pour les débarrasser de la majeure partie des substances polluantes qu'ils contiennent. Les pots catalytiques généralement utilisés ont pour première fonction d'achever la combustion du mélange carburé qui n'est qu'incomplète à l'intérieur du moteur. II s'agit alors de regrouper sur des sites catalytiques des molécules oxydantes et des molécules réductrices présentes dans les gaz d'échappement pour qu'elles se combinent afin de produire de l'eau et du dioxyde de carbone. Ces sites sont formés sur un monolithe qui est une structure poreuse présentant une grande superficie de contact avec les gaz d'échappement traversant le pot, et qui est revêtue de diverses substances chimiques comportant des propriétés catalytiques. Cette fonction permet de pallier la combustion incomplète à l'intérieur des cylindres du moteur mais ne permet d'éliminer les substances polluantes que lorsque le mélange carburé initial est un mélange stoechiométrique. Aussi, les pots catalytiques possèdent également la faculté de "stocker" des atomes d'oxygène par oxydation de substances chimiques présentes dans le catalyseur, telles que le cérium. Ainsi, lorsque les gaz d'échappement qui entrent dans le pot catalytique sont issus de la combustion d'un mélange pauvre, ils comportent des atome d'oxygène en excès et ceuxci sont stockés dans le pot catalytique. Lorsque le mélange brûlé dans le moteur est riche, les gaz d'échappement qui arrivent dans le pot contiennent des molécules réductrices, mais celles-ci peuvent se combiner avec les atomes d'oxygène, précédemment stockés dans le pot catalytique au cours d'une phase de fonctionnement avec un mélange pauvre, pour produire de l'eau et du dioxyde de carbone. Le pot catalytique a donc pour fonction non seulement de favoriser des réactions chimiques entre des substances contenues dans les gaz d'échappement, mais il a également pour fonction d'être un stock-tampon de molécules d'oxygène qui permet de réguler la composition des gaz émis dans l'atmosphère à la sortie du pot. Toutefois, la taille de ce stock-tampon n'est pas illimitée. Si le moteur fonctionne pendant une trop longue période en brûlant un mélange pauvre, le pot catalytique devient saturé en oxygène, c'est-à-dire par exemple que la totalité des atomes de cérium auront été oxydés. Les atomes d'oxygène excédentaires issus de la combustion seront alors émis dans l'atmosphère, combinés à des atomes d'azote sous la forme d'oxydes d'azote (NOx) du fait de la haute température de ces gaz. Au contraire, si le moteur fonctionne pendant trop longtemps en brûlant un mélange riche, le stock d'atomes d'oxygène du pot catalytique s'épuise et il y a alors émission, dans l'air, de molécules d'hydrocarbures (HC) et de monoxyde de carbone (CO). Ainsi, pour limiter l'émission de polluants et pour utiliser au mieux les capacités du pot catalytique, il est nécessaire de contrôler le plus précisément possible le rapport air/carburant du mélange carburé qui est brûlé dans le moteur. II est connu pour cela d'utiliser une sonde agencée dans le circuit des gaz d'échappement entre le moteur et le pot catalytique. Une telle sonde, généralement du type "EGO" ou "lambda", ou du type "UEGO" permet de déterminer la teneur en oxygène des gaz d'échappement. Une telle sonde permet de déterminer si le mélange carburé introduit dans le cylindre est riche ou pauvre et cette information est transmise à un calculateur qui commande les injecteurs du moteur pour modifier en conséquence la quantité de carburant injecté. Toutefois, ce procédé correctif ignore les réactions chimiques qui ont lieu dans le catalyseur. Or, le catalyseur, comme tout système chimique, possède des caractéristiques qui varient avec le temps et la température. En effet, les pots catalytiques utilisés ne permettent d'obtenir une action efficace qu'à partir d'une température de seuil. Le pot catalytique est également sujet à un vieillissement qui correspond à une baisse de la capacité de stockage en oxygène et à une baisse du nombre de sites catalytiques sur lesquels les substances chimiques nocives peuvent réagir entre elles. Ainsi, les dispositifs de commande du rapport air/carburant ne comportant qu'une sonde agencée en amont du pot catalytique ne peuvent tenir compte de ces phénomènes et il a été proposé de disposer une seconde sonde en aval du catalyseur dans le circuit d'échappement. Une telle sonde mesure également la richesse des gaz d'échappement à la sortie du pot catalytique, c'est-à-dire en fait la comparaison entre le rapport réel entre molécules oxydante et molécules réductrices et le rapport stoechiométrique. Cette information est généralement utilisée pour corriger la boucle de régulation de la première sonde. La deuxième sonde permet donc de détecter la présence d'atomes d'oxygène en excès dans les gaz d'échappement qui trahissent un état saturé du stock-tampon formé par le pot. Divers procédés ont été proposés pour provoquer à ce moment là une "purge" au moins partielle du pot. Toutefois. I'ensemble des dispositifs utilisant une sonde amont et une sonde aval ne proposent qu'un traitement correctif qui est déclenché après l'émission d'une certaine quantité de substances polluantes. L'invention a donc pour but de proposer un procédé de surveillance du fonctionnement du pot catalytique qui permet d'optimiser la commande du rapport air/carburant du mélange carburé. Dans ce but, I'invention propose un procédé du type précédemment décrit, caractérisé en ce que, à partir des informations fournies par les sondes, on détermine à chaque instant la quantité maximale de substance chimique qui est susceptible d'être stockée dans le pot catalytique, ou taille du stock, et la quantité de substance chimique qui est effectivement stockée dans le pot, ou état du stock. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - la taille et l'état du stock de substance chimique sont déterminés en utilisant une modélisation mathématique des réactions chimiques intervenant dans le pot catalytique, et la modélisation prend en compte notamment la cinétique des réactions en cause, qui dépendent des concentrations des espèces chimiques qu'elles mettent en jeu, et du flux de gaz à travers le pot catalytique - le procédé comporte une étape d'estimation de la concentration de la substance chimique dans les gaz d'échappement en aval du pot catalytique et l'état du stock en fonction notamment d'une première valeur de la taille du stock, la valeur estimée de la concentration de la substance chimique dans les gaz d'échappement en aval du pot est comparée avec la valeur effectivement mesurée par la sonde aval, et la valeur de la première estimation de la taille du stock est corrigée pour annuler la différence entre les valeurs, estimée et mesurée, de la concentration de la substance chimique dans les gaz d'échappement en aval du pot catalytique - la substance chimique stockée dans le pot catalytique est l'oxygène et le procédé comporte les étapes consistant à mesurer la vitesse de rotation du moteur et la pression d'admission du mélange carburé dans le moteur calculer la vitesse d'écoulement des gaz d'échappement dans le pot catalytique en fonction notamment d'une modélisation de l'écoulement des gaz dans le circuit d'échappement, de la vitesse de rotation du moteur et de la pression d'admission mesurer, avec les sondes, la concentration d'oxygène dans les gaz d'échappement en amont et en aval du pot catalytique, et en déduire des valeurs normalisées de manière à être négatives ou positives suivant que les gaz analysés révèlent que le mélange carburé qui a été brûlé présentait un excès ou un déficit d'air par rapport au rapport stoechiométrique de la combustion en déduire la concentration, dans les gaz d'échappement en aval du pot, des oxydants et des réducteurs des réactions chimiques de stockage et de stockage de l'oxygène selon les formules si v > O : Ox = v / K et Red = 0 si v où K et K' sont des paramètres caractéristiques de la sonde aval exprimer les cinétiques chimiques et des réactions de stockage et de déstockage de l'oxygène dans le pot catalytique en fonction des concentrations mesurées des oxydants et des réducteurs en aval du pot et en fonction de la taille et de l'état du stock d'oxygène suivant les formules suivantes c, = k1 (Ox)a' (0.5 y - x) bi = C1 (x, y, v) a2 b2 et c2 = k2 (Red)a2 (0.5 y + x)b2 = C2 ( y, v) où k,, a1, b1 et k2, a2, b2 sont des paramètres caractéristiques des deux réactions écrire la loi de variation dans le temps de la concentration estimée de l'oxygène dans les gaz d'échappement en aval du pot dz/dt = - V/L [z(t) - u(t)] + (K/2e) [C1 (x, y, v) - C2 (x, y v)] où L est la longueur du monolithe site des réactions et e est la fraction de vide de ce monolithe écrire la loi de variation de l'état du stock dx/dt = C1 (x, y, v) - C2 (x, y, v) définir la loi de variation dans le temps de l'ajustement de la taille du stock en fonction de l'erreur entre les concentrations, calculée et mesurée, d'oxygène en aval du pot dy/dt = - G f(t) [v(t) - z(t)j où f(t) est une fonction du signe de (v) et G un paramètre qui permet de déterminer la vitesse de convergence de la méthode ; et résoudre le système des équations différentielles ainsi obtenues pour obtenir les valeurs calculées de x, y et z, en appliquant une méthode récursive pour annuler la différence entre les valeurs calculée et mesurée de la concentration d'oxygène en aval du pot - la substance chimique stockée dans le pot catalytique est un oxyde d'azote. L'invention concerne également un procédé de détection du vieillissement d'un pot catalytique de véhicule automobile, du type dans lequel le pot catalytique est susceptible de stocker une substance chimique présente dans les gaz d'échappement du moteur, comportant l'étape de comparer à une valeur de consigne la quantité maximale de substance chimique susceptible d'être stockée par le pot catalytique qui est déterminée selon un procédé de surveillance conforme aux enseignements de l'invention. L'invention concerne aussi un procédé de commande du rapport air-carburant d'un mélange carburé pour un moteur à combustion interne de véhicule automobile équipé d'un pot catalytique de traitement des gaz d'échappement en aval du moteur, du type dans lequel deux sondes sont agencées en amont et en aval du pot pour fournir chacune une information permettant de déterminer la quantité d'une substance chimique contenue dans les gaz d'échappement, respectivement en amont et en aval du pot, du type dans lequel, pour certaines valeurs du rapport air/carburant, la substance chimique est susceptible d'être stockée dans le pot catalytique, tandis que pour d'autres valeurs, la substance chimique stockée est consommée au cours de réactions chimiques de catalyse, et du type dans lequel le rapport air/carburant est modifié en fonction des informations fournies par les sondes dans le but de réduire les émissions polluantes du moteur, le rapport air/carburant du mélange carburé est commandé notamment en fonction de la quantité de substance chimique effectivement stockée dans le pot catalytique qui est déterminée selon un procédé de surveillance conforme aux enseignements de l'invention. Lorsque la substance surveillée est l'oxygène, le moteur est commandé pour réguler la quantité de molécules d'oxygène effectivement stockée autour d'une valeur proche de la moitié de la taille du stock. Si la substance chimique surveillée est l'oxyde d'azote, lorsque la quantité de molécules d'oxydes d'azote effectivement stockée atteint une valeur proche de la taille du stock, le moteur est commandé pour fonctionner avec un excès de carburant jusqu'à ce que la quantité de molécules d'oxydes d'azote effectivement stockée soit presque nulle. Selon l'invention, le procédé de commande comporte les étapes consistant à filtrer une valeur de consigne de l'état du stock à l'aide d'un premier filtre filtrer la variable issue du premier filtre à l'aide d'un deuxième filtre qui permet une modélisation approximative du comportement du moteur et du pot catalytique en termes de stockage et de déstockage d'oxygène, le deuxième filtre comportant essentiellement un intégrateur, un amplificateur de gain, et un retard modélisant le retard entre l'injection d'essence et le passage des molécules correspondantes dans le pot catalytique comparer par soustraction la variable issue du deuxième filtre avec la valeur estimée de l'état du stock filtrer le résultat de cette soustraction à l'aide d'un troisième filtre ; et comparer par soustraction les variables issues du premier et du troisième filtre pour obtenir une valeur de la correction à apporter à la commande du dispositif d'injection. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif mettant en oeuvre le procédé selon l'invention; - la figure 2 est une représentation illustrant l'enchaînement des étapes principales du procédé selon l'invention; - la figure 3 est une représentation illustrant plus précisément un procédé conforme aux enseignements de l'invention. - la figure 4 représente un organigramme du procédé de commande d'un dispositif d'injection utilisant les résultats du procédé de surveillance du pot selon l'invention. On a représenté sur la figure 1 de manière schématique un moteur à combustion interne 10 pour un véhicule automobile. Le moteur 10 est alimenté en 12 avec un mélange carburé dont le rapport air/carburant est dosé par un dispositif d'injection 14. Les gaz d'échappement issus de la combustion dans le moteur sortent du moteur en 16 et sont acheminés par une conduite d'échappement 18 en direction de l'entrée d'un pot d'échappement catalytique 20 qui comporte un monolithe (non représenté) revêtu de substances susceptibles de stocker de l'oxygène, par exemple sous la forme d'oxydes métalliques. A la sortie 24 du pot catalytique, les gaz d'échappement sont dirigés vers des silencieux (non représentés) avant d'être rejetés dans l'atmosphère. Conformément aux enseignements de l'invention. il est prévu deux sondes, amont 26 et aval 28, qui permettent de déterminer, directement ou indirectement, la concentration ou teneur en oxygène des gaz d'échappement, respectivement en amont et en aval du pot catalytique 20. Les sondes 26, 28 sont, par exemple, des sondes "EGO", dites également "lambda" ou non proportionnelles, ou des sondes "UEGO" dites proportionnelles ou linéaires, et fournissent une information qui, après traitement, permet de déterminer la concentration en oxygène dans le gaz d'échappement. Pour le traitement, I'information est transformée en une variable u qui est négative lorsque le mélange carburé, dont résulte le gaz analysé, est pauvre, et la valeur de la variable u est positive lorsque le gaz d'échappement est issu de la combustion d'un mélange riche. On peut également remplacer l'information fournie par la sonde amont 26 par une valeur estimée de la teneur en oxygène des gaz d'échappement en amont du pot catalytique, cette valeur étant alors estimée à l'aide d'une cartographie prenant en compte certains paramètres de fonctionnement du moteur tels que la pression d'admission P, le régime de rotation du moteur N, la température du liquide de refroidissement, etc.. L'information fournie par la sonde aval 28 est également transformée en une variable v qui est positive ou négative suivant que le mélange carburé, de la combustion duquel résultent ces gaz. était riche ou pauvre. Les variables u et v sont alors introduites dans un calculateur 30, ainsi que la pression des gaz d'alimentation P et le régime de rotation N, afin de déterminer par le procédé selon l'invention. des variables x et y qui décrivent l'état instantané du pot catalytique 20. La variable y est une grandeur indicative de la quantité maximale d'oxygène qui est susceptible d'être stockée à l'intérieur du pot catalytique 20, par exemple sous la forme d'oxyde de cérium. Cette grandeur exprime donc la taille du stock d'oxygène et elle est exprimée en mol/m3 La variable y est donc directement indicative de l'état de vieillissement du pot 20 puisque, nous l'avons vu plus haut, la capacité maximale de stockage d'oxygène du pot tend à diminuer avec le temps. Les variations de y sont toutefois relativement lentes. La variable x est indicative de la quantité d'oxygène qui est effectivement stockée dans le pot catalytique à un instant donné t. Elle est exprimée en fonction de la capacité maximale de stockage y au même instant t de telle manière que x = -1/2y s'il n'y a pas d'oxygène stocké sous la forme d'oxyde dans le pot catalytique, c'est-à-dire si le stock est vide, et x = 1/2y si le pot catalytique est saturé en oxygène, c'est-à-dire si le stock est plein. Le procédé de détermination des valeurs x et y est un procédé récursif qui est schématisé sur la figure 2 et qui consiste tout d'abord à calculer une valeur estimée z, indicative de la teneur en oxygène des gaz d'échappement en aval des catalyseurs, en fonction d'une valeur initiale arbitraire y0 de la taille du stock. Cette valeur z est notamment calculée en fonction de la teneur en oxygène u en aval du pot catalytique 20, fournie par la sonde aval 26, de la vitesse de rotation du moteur N, de la pression d'admission P, et de l'état du stock x. L'état du stock x est lui-même déterminé notamment à partir de la valeur initiale arbitraire y0 de la taille du stock et à partir de la teneur en oxygène v des gaz d'échappement en aval du pot catalytique 20, fournie par la sonde aval 28. La valeur estimée z ainsi calculée est comparée par soustraction en 32 à la valeur v mesurée par la sonde aval 28, de la teneur en oxygène en aval du pot catalytique 20. En fonction du signe de cette différence, la valeur y0 est modifiée pour aboutir un nouveau calcul des variables x et z. Lorsque les valeurs calculée z et mesurée v de la teneur en oxygène des gaz d'échappement en aval du pot 20 concordent, on obtient les valeurs, à cet instant t donné, de la taille du stock y et de l'état du stock x. On a représenté sur la figure 3 de manière plus précise un algorithme de calcul qui permet de déterminer, conformément aux enseignements de l'invention, les valeurs x, y de l'état et de la taille du stock d'oxygène formé par le pot catalytique 20. Ce procédé est basé sur la modélisation du comportement chimique du système formé par le pot catalytique 20. Le procédé, selon l'invention, nécessite tout d'abord de connaître le débit massique des gaz d'échappement, ce qui peut-être mesuré, directement, par un débitmètre ou, indirectement, en mesurant la vitesse de rotation N du moteur et la pression P des gaz dans le collecteur d'admission du moteur 10. Ces paramètres sont généralement nécessaires au fonctionnement du dispositif 14 d'injection du carburant et sont mesurés dans tous les véhicules munis d'un dispositif d'injection électronique 14. Les sondes amont 26 et aval 28 permettent de déterminer, ainsi que cela a été vu précédemment, les valeurs u et v normalisées de la teneur en oxygène des gaz, respectivement à l'entrée 22 et à la sortie 24 du pot catalytique 20. En fonction du signe de l'information v fournie par la sonde aval 28. on peut déterminer la concentration des oxydants et des réducteurs, suivant que le mélange carburé est pauvre ou riche, contenus dans les gaz d'échappement en aval du pot catalytique. Ces concentrations sont données par les formules suivantes si v > 0 : Ox = v / K et Red = 0 si v où K et K' sont des paramètres caractéristiques de la sonde aval 28. II est ensuite nécessaire d'exprimer les cinétiques chimiques ci et c2 des réactions de stockage et de stockage de l'oxygène dans le pot catalytique en fonction des concentrations mesurées en oxydants et en réducteurs en aval du pot 20 et en fonction de la taille y et de l'état x du stock d'oxygène dans le pot. Ces cinétiques peuvent être écrites sous la forme suivante c, = k1 (Ox)a' (0.5 y - x) bi = Cl (x, y, v) ai bi et c2 = k2 (Red)al (0.5 y + x)bl = C2 (x, y, v) où k1, a1, b, et k2, a2, b2 sont des paramètres caractéristiques des deux réactions de stockage et de déstockage de l'oxygène. On peut alors écrire la loi de variation dans le temps de la concentration théorique en oxygène en aval du pot dz/dt = - V/L [z(t) - u(t)] + (K/2e) [C1 (x, y, v) - C2 (x, y v)] où L est la longueur du monolithe site des réactions et où e est la fraction de vide de ce monolithe. On écrit alors la loi de variation au cours du temps de l'état du stock x dx/dt = C1 (x, y, v) - C2 (x, y, v). Ensuite, on définit la loi de variation de l'ajustement de la taille du stock y en fonction de l'erreur entre les teneurs en oxygène, calculée z et mesurée v, après le pot dy/dt = - G f(t) [v(t) - z(t)j où f(t) est une fonction du signe de v et G un paramètre qui permet de déterminer la vitesse de convergence de la méthode. La fonction f(t) peut être par exemple f(t) = v(t) ou f(t) = sgn v(t) ou encore f(t) = v2(t) [sgn v(t)]. On obtient ainsi un système de trois équations différentielles à trois fonctions inconnues x, y, z que l'on résout numériquement par exemple par la méthode récursive décrite plus haut de manière à obtenir les valeurs instantanées x de l'état du stock et y de la taille du stock. Diverses applications de ce procédé sont envisagées. Une première application, la plus immédiate, est de surveiller le vieillissement du pot catalytique 20. En effet, connaître la taille maximale du stock d'oxygène susceptible d'être stocké dans le pot 20, c'est connaître, à chaque instant t et de manière directe, I'aptitude du pot catalytique à remplir sa fonction de dépollution des gaz d'échappement par oxydation des hydrocarbures imbrûlés. En utilisant un critère de surveillance directement lié au phénomène physico-chimique exploité par le système, on diminue le nombre de paramètres à mesurer ou à estimer et ainsi on diminue les risques de dispersions dues aux incertitudes de mesure. Bien entendu, il est également intéressant d'utiliser la connaissance des variables x et y de l'état et de la taille du stock pour améliorer la logique de commande du dispositif 14 d'injection de carburant. En effet, la connaissance à tout instant t de l'état du stock d'oxygène permet d'utiliser au mieux l'effet tampon de ce stock pour obtenir plus de latitude dans le choix du rapport air/carburant. En effet, si à un instant t le stock d'oxygène est presque vide, et que les conditions de fonctionnement du moteur 10 ainsi que la demande de puissance sont telles qu'il est possible d'utiliser un mélange carburé pauvre, le dispositif d'injection 14 peut être commandé pour réduire la quantité de carburant par masse d'air afin de limiter la consommation du moteur 10. Les atomes d'oxygène excédentaires sont alors stockés dans le pot 20. Au contraire, par exemple après une certaine période de fonctionnement avec un mélange pauvre, si le conducteur sollicite une accélération importante du véhicule, il sera possible de faire fonctionner le moteur 10, pendant l'accélération, avec un mélange riche, les hydrocarbures en excès dans les gaz d'échappement étant alors recombinés avec l'oxygène précédemment stocké dans le pot catalytique 20 pour éviter l'émission de polluants. Parallèlement, le procédé selon l'invention permet également de connaître, après un démarrage à froid du moteur, L'instant à partir duquel le pot est amorcé, c'est-à-dire L'instant à partir duquel les gaz d'échappement sont effectivement traités par le pot 20. En effet, tant que le pot catalytique 20 n'a pas atteint une température de seuil, le procédé selon l'invention détecte une capacité de stockage y du pot 20 qui est nulle. Lorsque la capacité de stockage commence à grandir, c'est que les réactions chimiques dans le pot se sont amorcées. Le procédé selon l'invention a été décrit pour la surveillance de l'état et de la taille du stock d'oxygène formé par le pot catalytique 20. Or, certains pots catalytiques possèdent la faculté de stocker et déstocker d'autres substances chimiques de manière similaire. Notamment, il est possible de stocker les oxydes d'azote NOx produits lors des phases de fonctionnement à mélange pauvre. De manière similaire à ce qui a été vu plus haut. il est possible de modéliser les réactions chimiques de stockage et de stockage des oxydes d'azote NOx dans un tel pot, appelé "NOx-trap". Un tel dispositif nécessite toutefois d'utiliser une sonde aval sensible aux oxydes d'azote. Au contraire, la sonde amont 26 peut être une sonde de type EGO ou UEGO, sensible à la teneur en oxygène, I'information u délivrée par la sonde amont est alors utilisée pour connaître, à l'aide d'une cartographie, la teneur en oxydes d'azote en amont du pot. Le procédé selon l'invention permet de "prédire" L'émission de polluant et donc de réagir en agissant sur la commande du dispositif d'injection 14 avant une telle émission, tandis que le procédé selon l'art antérieur ne pouvait que constater l'émission de polluant en aval du pot. Ainsi, il est par exemple pos inférieur à 90%, le stock se remplissant petit à petit en oxydes d'azote, puis de commander le passage au fonctionnement avec un mélange riche, pendant une courte période. pour ramener l'état du stock à une valeur presque nulle. Le procédé selon l'invention permet de déclencher une séquence de "purge" du stock d'oxydes d'azote NOx, en imposant le fonctionnement du moteur avec un mélange riche, avant que les oxydes d'azote ne soient libérés dans l'atmosphère. Une telle stratégie de commande permet de fonctionner pendant la plus grande partie du temps à mélange pauvre car la vitesse de production de molécules d'oxydes d'azote est alors beaucoup plus faible que la vitesse de production de substances réductrices en fonctionnement à mélange riche. On a représenté de manière schématique sur la figure 4 un exemple de réalisation d'un dispositif 34 particulièrement adapté pour mettre en oeuvre le procédé de commande du rapport air/carburant utilisant la connaissance de l'état de stock x dans le cas où la substance chimique surveillée est l'oxygène. Un tel dispositif est l'application au problème concerné du dispositif décrit par K.J. ASTROM, C.C. HANG et B.C. LIM dans la revue IEEE Transactions on Automatic Control, vol 39, n"2, février 1994. Ce dispositif 34 comporte trois filtres F1, F2, et F3. Le premier filtre F1, par exemple un filtre du premier ordre, est destiné à filtrer une valeur de consigne Cs de l'état du stock. La valeur filtrée de la consigne Cs est introduite dans le deuxième filtre F2 qui comporte essentiellement un intégrateur, un amplificateur de gain L et un retard de phase T. Ce deuxième filtre forme un modèle simplifié du comportement du moteur 10 et du catalyseur 20 en termes de modification de la richesse des gaz et de stockage/déstockage des molécules dans le pot 20. Notamment, le retard T correspond au retard estimé entre l'injection du mélange carburé dans le moteur et le passage des molécules correspondantes dans le pot 20. La valeur issue du deuxième filtre F2 est soustraite de la valeur calculée x de l'état du stock selon le procédé vu plus haut. Le résultat de cette comparaison est filtré par un troisième filtre F3 pour fournir une estimation d'une perturbation instantanée 6(t) à corriger. La correction a(t) à fournir au dispositif d'injection 14 est alors égale à la valeur filtrée par le filtre F1 de la consigne Cs, à laquelle est retranchée l'estimation de la perturbation REVENDICATIONS 1. Procédé de surveillance du fonctionnement d un pot catalytique de véhicule automobile, du type dans lequel le véhicule comporte un moteur à combustion interne (10) équipé d'un pot catalytique (20) de traitement des gaz d'échappement en aval du moteur (10), du type dans lequel deux sondes (26, 28) sont agencées dans des conduites en amont (22) et en aval (24) du pot catalytique (20) pour fournir chacune une information permettant de déterminer la concentration (u, v) d'une substance chimique contenue dans les gaz d'échappement, respectivement en amont et en aval du pot (20), du type dans lequel, pour certains modes de fonctionnement du moteur, la substance chimique est susceptible d'être stockée dans le pot catalytique (20), tandis que pour d'autres modes de fonctionnement, la substance chimique précédemment stockée est consommée au cours de réactions chimiques de catalyse, caractérisé en ce que, à partir des informations (u, v) fournies par les sondes (26, 28), on détermine à chaque instant (t) la quantité maximale de substance chimique qui est susceptible d'être stockée dans le pot catalytique, ou taille du stock (y), et la quantité de substance chimique qui est effectivement stockée dans le pot, ou état du stock (x). 2. Procédé de surveillance selon la revendication 1, caractérisé en ce que la taille (y) et l'état (x) du stock de substance chimique sont déterminés en utilisant une modélisation mathématique des réactions chimiques intervenant dans le pot catalytique (20), et en ce que la modélisation prend en compte notamment la cinétique (cl, c2) des réactions en cause, qui dépendent des concentrations (Ox, Red) des espèces chimiques qu'elles mettent en jeu, et du flux de gaz à travers le pot catalytique. 3. Procédé de surveillance selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'estimation de la concentration (z) de la substance chimique dans les gaz d'échappement en aval du pot catalytique (20) et l'état (x) du stock en fonction notamment d'une première valeur de la taille (y) du stock, en ce que la valeur estimée (z) de la concentration de la substance chimique dans les gaz d'échappement en aval du pot (20) est comparée avec la valeur (v) effectivement mesurée par la sonde aval (28), et en ce que la valeur de la première estimation de la taille (y) du stock est corrigée pour annuler la différence entre les valeurs, estimée (z) et mesurée (v), de la concentration de la substance chimique dans les gaz d'échappement en aval du pot catalytique (20). 4. Procédé de surveillance selon la revendication 3, caractérisé en ce que la substance chimique stockée dans le pot catalytique (20) est l'oxygène et en ce que le procédé comporte les étapes consistant à - mesurer la vitesse de rotation (N) du moteur (10) et la pression (P) d'admission du mélange carburé dans le moteur ( 1 0) ; - calculer la vitesse d'écoulement (V) des gaz d'échappement dans le pot catalytique (20) en fonction notamment d'une modélisation de l'écoulement des gaz dans le circuit d'échappement, de la vitesse de rotation du moteur (10) et de la pression (P) d'admission - mesurer avec les sondes (26, 28), la concentration d'oxygène dans les gaz d'échappement en amont (22) et en aval du pot catalytique (20), et en déduire des valeurs (u, v) normalisées de manière à être négatives ou positives suivant que les gaz analysés révèlent que le mélange carburé qui a été brûlé présentait un excès ou un déficit d'air par rapport au rapport stoechiométrique de la combustion - en déduire la concentration (Ox, Red), dans les gaz d'échappement en aval du pot (20), des oxydants et des réducteurs des réactions chimiques de stockage et de stockage de l'oxygène selon les formules si v > 0 Ox = v / K et Red = 0 si v où K et K' sont des paramètres caractéristiques de la sonde aval (28); - exprimer les cinétiques chimiques (c1) et (c2) des réactions de stockage et de stockage de l'oxygène dans le pot catalytique (20) en fonction des concentrations (Ox. Red) mesurées des oxydants et des réducteurs en aval (24) du pot (20) et en fonction de la taille (y) et de l'état (x) du stock d'oxygène suivant les formules suivantes c, = k1 (Ox)a' (0.5 y - x)bl = C1 (x, y, v) a2 et c2 = k2 (Red)a2 (0.5 y + x)b2 = C2 ( y, v) où k1, a1, b1 et k2, a2, b2 sont des paramètres caractéristiques des deux réactions - écrire la loi de variation dans le temps de la concentration estimée (z) de l'oxygène dans les gaz d'échappement en aval du pot dz/dt = - V/L [z(t) - u(t)] + (K/2e) [C1 (x, y, v) - C2 (x, y v)] où L est la longueur du monolithe site des réactions et e est la fraction de vide de ce monolithe - écrire la loi de variation de l'état du stock dx/dt = C1 (x, y, v) - C2 (x, y, v) - définir la loi de variation dans le temps de l'ajustement de la taille (y) du stock en fonction de l'erreur entre les concentrations, calculée (z) et mesurée (v), d'oxygène en aval (24) du pot (20) dy/dt = - G f(t) [v(t) - z(t)] où f(t) est une fonction du signe de (v) et G un paramètre qui permet de déterminer la vitesse de convergence de la méthode ; et - résoudre le système des équations différentielles ainsi obtenues pour obtenir les valeurs calculées de x, y et z, en appliquant une méthode récursive pour annuler la différence entre les valeurs calculée (z) et mesurée (v) de la concentration d'oxygène en aval du pot (20). 5. Procédé de surveillance selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 3, caractérisé en ce que la substance chimique stockée dans le pot catalytique est un oxyde d'azote. 6. Procédé de détection du vieillissement d'un pot catalytique de véhicule automobile, du type dans lequel le pot catalytique (20) est susceptible de stocker une substance chimique présente dans les gaz d'échappement du moteur (10), caractérisé en ce qu'il comporte l'étape de comparer a une valeur de consigne la quantité maximale (y) de substance chimique susceptible d'être stockée par le pot catalytique (20) qui est déterminée selon un procédé de surveillance conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5. 7. Procédé de commande du rapport air-carburant d'un mélange carburé pour un moteur à combustion interne (10) de véhicule automobile équipé d'un pot catalytique (20) de traitement des gaz d'échappement en aval du moteur (10), du type dans lequel deux sondes (26, 28) sont agencées en amont et en aval du pot (20) pour fournir chacune une information permettant de déterminer la quantité d'une substance chimique contenue dans les gaz d'échappement, respectivement en amont et en aval du pot (20), du type dans lequel, pour certaines valeurs du rapport air/carburant, la substance chimique est susceptible d'être stockée dans le pot catalytique (20), tandis que pour d'autres valeurs, la substance chimique stockée est consommée au cours de réactions chimiques de catalyse, et du type dans lequel le rapport air/carburant est modifié en fonction des informations fournies par les sondes (26, 28) dans le but de réduire les émissions polluantes du moteur (10), caractérisé en ce que le rapport air/carburant du mélange carburé est commandé notamment en fonction de la quantité de substance chimique effectivement stockée dans le pot catalytique qui est déterminée selon un procédé de surveillance conforme à l'une quelconque des revendications précédentes. 8. Procédé de commande du rapport air/carburant selon la revendication 7 prise en combinaison avec la revendication 4, caractérisé en ce que le moteur (10) est commandé pour réguler la quantité de molécules d'oxygène effectivement stockée (x) autour d'une valeur proche de la moitié de la taille du stock (y). 9. Procédé de commande du rapport air/carburant selon la revendication 7 prise en combinaison avec la revendication 5, caractérisé en ce que lorsque la quantité de molécules d'oxydes d'azote (Nox) effectivement stockée (x) atteint une valeur proche de la taille du stock (y), le moteur (10) est commandé pour fonctionner avec un excès de carburant jusqu'à ce que la quantité de molécules d'oxydes d'azote effectivement stockée (x) soit presque nulle. 10. Procédé de commande du rapport air/carburant selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que le procédé de commande comporte les étapes consistant à - filtrer une valeur de consigne (Cs) de l'état du stock (x) à l'aide d'un premier filtre (F1) - filtrer la variable issue du premier filtre (Fi) à l'aide d'un deuxième filtre (F2) qui permet une modélisation approximative du comportement du moteur et du pot catalytique en terme de stockage et de stockage d'oxygène, le deuxième filtre (F2) comportant essentiellement un intégrateur, un amplificateur de gain (L), et un retard (I) modélisant le retard entre l'injection d'essence et le passage des molécules correspondantes dans le pot catalytique (20) - comparer par soustraction la variable issue du deuxième filtre (F2) avec la valeur (x) estimée de l'état du stock - filtrer le résultat de cette soustraction à l'aide d'un troisième filtre (F3); - comparer par soustraction les variables issues du premier (F1) et du troisième (F3) filtre pour obtenir une valeur de la correction (a(t)) à apporter à la commande du dispositif d'injection (14).