Brevet FR2829799A1 — publié le 20030321

Etat de la technique La présente invention concerne un procédé et un dispositif de surveillance d'un signal de pression qui caractérise la différence de pression entre l'entrée et la sortie d'un système de traitement de gaz d'échappement, notamment d'un filtre à particules. Pour respecter les limites d'émission, en particulier pour les moteurs Diesel, il est connu d'utiliser un filtre à particules. Les particules résultant du fonctionnant du moteur s'accumulent dans le filtre à particules. La quantité de particules déposée dans le filtre augmente la pression statique qui peut se mesurer à l'aide d'un capteur de différence de pression ou d'un capteur de pression absolue. C'est ainsi qu'il est habituellement prévu de vérifier si la différence a dépassé un seuil déterminé. Si cela est le cas, le filtre à particules est considéré comme chargé et on lance sa régénération. Habituellement, on exploite ce signal de pression en fonction du point actuel de fonctionnement du moteur et/ou on tient compte des états aérauliques dans le filtre ; ces états sont caractérisés notamment par la pression, la température et le débit volumique ; puis on calcule la résistance aéraulique du filtre qui est elle-même représentative de la charge de suie. La précision de la valeur obtenue pour la masse de suie dépend ainsi directement de la qualité et de la précision du signal de pression. Des imprécisions du signal de pression se répercutent directement sur la commande de la régénération du filtre à particules et ainsi également sur l'émission des gaz d'échappement, sur la consommation de carburant et/ou sur la puissance que fournit le moteur à combustion interne. La présente invention a pour but de surveiller un signal, notamment un signal de pression qui caractérise la pression à l'entrée et à la sortie et/ou la différence de pression entre l'entrée et la sortie d'un système de traitement des gaz d'échappement (système de traitement aval) pour vérifier dans certains états de fonctionnement si le signal de pression prend au moins une certaine valeur. Cela se fait notamment pour les états de fonctionnement à faible perte de pression dans le filtre. Ces états de fonctionnement se produisent par exemple lorsque le moteur est au ralenti ou à l'arrêt. Il est particulièrement avantageux de détecter une erreur ou défaut si le signal de pression n'atteint pas une certaine valeur. Cela représente une saisie de signal défectueuse ou erronée dans le capteur et/ou une transmission avec erreur et/ou une exploitation du signal, en particulier vers ou dans une unité de commande, qui peut ainsi être décelée en sécurité. Les faibles déviations du signal, en particulier les déviations que l'on peut corriger, sont appelées dérives et sont reconnues si le signal de pression n'atteint pas une autre valeur déterminée. En général, cette valeur a une amplitude inférieure à la valeur de détection de l'erreur. Un mode de réalisation particulièrement simple correspond à celui d'un signal pratiquement égal à la valeur zéro. Cela est possible dans tous les états de fonctionnement dans lesquels le système de traitement des gaz d'échappement n'est pratiquement pas traversé par de l'air. Une amélioration simple mais essentielle de la commande du système de traitement des gaz d'échappement est caractérisée en ce que partant du signal de pression qui existe dans certains états de fonctionnement, on forme une valeur de correction pour corriger le signal de pression dans les autres états de fonctionnement. En particulier dans des systèmes de filtre à faible effet de filtrage et ainsi en général avec de faibles pertes de pression aux bornes du filtre, cette augmentation de la précision du signal de capteur est particulièrement avantageuse. Comme on détecte également un défaut si la valeur de correction atteint une autre valeur déterminée, on peut détecter en sécurité des erreurs rampantes qui conduisent uniquement à une faible déviation que l'on peut corriger mais qui peut à long terme avoir pour conséquence une déviation importante. Un état de fonctionnement particulièrement avantageux est celui correspondant au démarrage et/ou à chaque arrêt du moteur à combustion interne, le contrôle convenant tout particulièrement lorsque le moteur est à l'arrêt. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un mode de réalisation représenté dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un schéma par blocs d'un système de traitement des gaz d'échappement, - la figure 2 montre un ordinogramme explicitant le procédé d'exploitation pour la détection d'un défaut. La figure 1 montre les éléments principaux d'un système de traitement de gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne. Le moteur à combustion interne porte la référence 100. Il reçoit de l'air frais par une conduite d'alimentation en air frais 105. Les gaz d'échappement du moteur à combustion interne 100 s'échappent à l'extérieur par une conduite de gaz d'échappement 110. La conduite de gaz d'échappement comporte un système de traitement de gaz d'échappement 115. Il peut s'agir d'un catalyseur et/ou d'un filtre à particules. Il est également possible de prévoir plusieurs catalyseurs pour des polluants différents ou une combinaison d'au moins un catalyseur et d'un filtre à particules. Il est également prévu une unité de commande 170 qui comprend au moins une unité de commande de moteur 175 et une unité de commande du traitement aval des gaz d'échappement 172. L'unité de commande de moteur 175 fournit des signaux de commande à un système de dosage de carburant 180. L'unité de commande de moteur 175 et/ou l'unité de commande de traitement des gaz d'échappement en aval (unité de post-traitement des gaz d'échappement) 172 fournit des signaux chaque fois pour l'autre unité et/ou d'autres unités de commande. Pour une réalisation, l'unité de commande de traitement des gaz d'échappement 172 comprend un élément actionneur 182 installé dans la conduite des gaz d'échappement en amont du système de traitement des gaz d'échappement ou dans le système même, pour recevoir des signaux de commande. On peut prévoir différents capteurs qui fournissent des signaux à l'unité de commande de traitement de gaz d'échappement et à l'unité de commande de moteur. C'est ainsi qu'il est au moins prévu un premier capteur 194 fournissant des signaux caractérisant l'état de l'air alimentant le moteur à combustion interne. Au moins un troisième capteur 191 fournit des signaux caractérisant l'état des gaz d'échappement en amont du système de traitement des gaz d'échappement. Au moins un quatrième capteur 193 peut fournir des signaux caractérisant l'état du système de traitement des gaz d'échappement 115. De plus, au moins un capteur 192 fournit des signaux caractérisant l'état des gaz d'échappement en aval du système de traitement des gaz d'échappement. On utilise de préférence des capteurs détectant des valeurs de température et/ou des valeurs de pression. Les signaux de sortie du premier capteur 194, du troisième capteur 191, du quatrième capteur 193 et du cinquième capteur 192, alimentent de préférence l'unité de commande 172 de traitement a posteriori des gaz d'échappement. On peut également prévoir d'autres capteurs non représentés fournissant un signal concernant le souhait du conducteur ou caractérisant d'autres états de l'environnement ou de fonctionnement du moteur. Il est particulièrement avantageux que l'unité de commande du moteur et l'unité de commande de traitement des gaz d'échappement constituent un ensemble unique. Mais on peut également prévoir qu'il constitue deux unités de commande séparées dans l'espace l'une de l'autre. Le procédé selon l'invention sera décrit ci-après à l'aide d'un exemple d'un filtre à particules utilisé notamment dans le cas de moteurs à combustion interne à injection directe. Le procédé selon l'invention n'est toutefois pas limité à une telle application et peut être utilisé également dans les moteurs à combustion interne équipés d'un système de traitement des gaz d'échappement. En particulier on peut l'utiliser dans des systèmes de traitement de gaz d'échappement dans lesquels un catalyseur est combiné à un filtre à particules. L'invention peut également s'appliquer à des systèmes équipés uniquement d'un catalyseur. Partant des signaux de capteurs présents, la commande de moteur 175 calcule des signaux de commande destinés au système de dosage de carburant 180. Ce système mesure alors la quantité de carburant correspondante du moteur à combustion interne 100. Par la combustion, on peut avoir des particules dans les gaz d'échappement. Ces particules sont recueillies par le filtre à particules équipant le système de traitement des gaz d'échappement 15. Au cours du fonctionnement, des quantités correspondantes de particules s'accumulent dans le filtre à particules 115. Cela conduit à une détérioration du fonctionnement du filtre à particules et/ou du moteur à combustion interne. C'est pourquoi il est prévu qu'à des intervalles de temps déterminés ou si le filtre à particules atteint un certain état de fonctionnement ou de charge, on lance une opération de régénération. Cette régénération peut également être appelée mode de fonctionnement particulier. L'état de charge est par exemple détecté à l'aide de différents signaux de capteurs. On exploite de préférence une pression différentielle entre l'entrée et la sortie du filtre à particules 115. Il est également possible de déterminer l'état de charge à partir de différentes valeurs de température et/ou de pression. Lorsque l'unité de commande de traitement des gaz d'échappement reconnaît que le filtre à particules a atteint un certain niveau de charge, on initialise la régénération. Pour régénérer le filtre à particules on dispose de différentes possibilités. On peut ainsi prévoir de fournir différentes matières aux gaz d'échappement par l'élément d'actionnement 182 produisant alors une réaction correspondante dans le système de traitement des gaz d'échappement 115. Selon un développement, on peut prévoir un signal correspondant transmis à l'unité de commande 175 du moteur effectuant alors une post-injection. Habituellement, il est prévu de déterminer l'état de charge à partir de différents paramètres. Par la comparaison à une valeur de seuil on détecte les différents états et suivant l'état de charge reconnu on lance la régénération. Comme grandeur importante il y a la pression différentielle du filtre à particules. Si la saisie et/ou la détermination de la pression différentielle est entachée d'erreurs, cela se traduit directement sur la commande du système de traitement des gaz d'échappement et ainsi sur la commande du moteur à combustion interne. Selon l'invention, on a constaté qu'à l'arrêt du moteur, la perte de charge dans le filtre à particules est égale à zéro du fait de l'absence de débit volumique de gaz. Une différence de pression que le capteur fournit dans ce cas, et qui est différente de zéro, correspond soit à un défaut du capteur, soit à une tolérance du capteur. Dans la mesure où la déviation se situe dans la limite de tolérance du capteur, on peut utiliser cette valeur comme valeur de correction K pour le signal de capteur ce qui réduit en particulier l'erreur relative du signal pour de faibles différences de pression. Une correction est possible aussi longtemps que la valeur se situe dans la plage de tolérance spécifique du capteur. Si la valeur est supérieure à la tolérance du capteur on peut supposer que le capteur est défectueux. De manière préférentielle, on détermine la valeur de correction avant le démarrage du moteur et après l'arrêt du moteur. Dans le second cas, il est indispensable de mémoriser la valeur dans l'appareil de commande du moteur. Selon l'invention, on évite une correction continue dont la somme dépasse la tolérance du capteur et on détecte ainsi une dérive du capteur. La présente invention sera décrite ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation de procédé représenté à la figure 2. Dans l'étape 200 on vérifie que l'on se trouve dans l'état de fonctionnement dans lequel une vérification du signal de différence de pression est possible. Si cela n'est pas le cas, on effectue une nouvelle étape 200. Si cela est le cas, on détermine la valeur de la pression différentielle DP dans l'étape 210. Selon un premier mode de réalisation cela signifie que cette valeur est mesurée directement par le capteur de différence de pression. Dans un autre mode de réalisation il est possible de calculer la différence de pression DP en partant de plusieurs capteurs de pression. L'interrogation suivante 220 vérifie si la valeur absolue de la différence de pression DP est supérieure à un premier seuil. Dans la négative on effectue de nouveau l'étape 200. Si la valeur, c'est-à-dire une déviation entre le montant absolu prévu de la valeur pour la pression différentielle et la valeur réelle pour la différence de pression existe, l'étape 230 vérifie si la valeur absolue de la différence de pression DP est inférieure à un second seuil SW. Si cela n'est pas le cas, l'étape 240 considère qu'il y a un défaut. Cela signifie : la valeur absolue de la différence de pression est supérieure à un second seuil SW lui-même de préférence supérieur au premier seuil SW1 ce qui permet de reconnaître directement l'erreur. Dans ce cas, la déviation de l'amplitude absolue de la pression différentielle est supérieure à la tolérance de capteur SW2 spécifiée. Si la pression de différence est inférieure au second seuil SW2, alors dans l'étape 250 on calcule une valeur de correction K. De manière préférentielle, la différence de pression DP mesurée actuellement dans cet état de fonctionnement spécial est utilisée comme valeur de correction K. La différence de pression DP saisie dans ces différents états de fonctionnement dans lesquels la différence de pression serait nulle pour un état sans défaut, est utilisée pour la correction des valeurs de mesure détectées par d'autres états de fonctionnement pour la pression différentielle. L'interrogation suivante 260 vérifie si la valeur de correction K est supérieure à un troisième seuil SW3. Si cela est le cas, dans l'étape 240 on estime qu'il y a une erreur (défaut). Si cela n'est pas le cas, on effectue une nouvelle étape 200. L'interrogation 260 assure que la dérive rampante n'a pas d'effet sur la saisie de la valeur de mesure. Si la valeur de correction K devient supérieure à une valeur prévisible, on aura une dérive rampante et ainsi une erreur sera également détectée. Il est particulièrement important en outre de réaliser l'invention sous la forme d'un programme d'ordinateur avec des moyens de code de programme et sous la forme d'un produit de programme d'ordinateur avec des moyens de code de programme. Le programme d'ordinateur selon l'invention comprend des moyens de code de pro- gramme pour effectuer toutes les étapes du procédé selon l'invention si le programme est exécuté par un ordinateur, en particulier un appareil de commande d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile. Dans ce cas, l'invention est également réalisée par un programme enregistré dans l'appareil de commande qui constitue alors également un moyen pour la réalisation de l'invention. Le produit de programme d'ordinateur comporte des moyens de code de programme enregistrés dans un support de données que peut lire l'ordinateur pour effectuer le procédé selon l'invention si le produit constitué par le programme est exécuté dans un ordinateur, en particulier un appareil de commande d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile. Dans ce cas l'invention est réalisée par un support de données permettant d'exécuter le procédé de l'invention si le produit constituant le programme ou le support de données est intégré dans un appareil de commande d'un moteur à combustion interne, notamment d'un véhicule automobile. Comme support de données ou produit constituant un programme d'ordinateur on peut utiliser en particulier un support de mémoire électrique, par exemple une mémoire morte (ROM), une mémoire effaçable EPROM ou une mémoire permanente électrique comme par exemple un disque CD-ROM ou un disque DVD. REVENDICATIONS l') Procédé de surveillance d'un signal de pression qui caractérise la différence de pression entre l'entrée et la sortie d'un système de traitement de gaz d'échappement notamment d'un filtre à particules, caractérisé en ce que dans certains états de fonctionnement on vérifie si le signal de pression correspond au moins à une certaine valeur. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on détecte une erreur si le signal de pression n'atteint pas une certaine valeur. 3 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on détecte une dérive si le signal de pression n'atteint pas une autre valeur prédéterminée. 4 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on vérifie si le signal prend pratiquement la valeur zéro. 5 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que partant du signal de pression présent dans un certain état de fonctionnement, on forme une valeur de correction pour corriger le signal de pression dans les autres états de fonctionnement. 6 ) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu' on détecte une erreur si le signal de correction atteint une autre valeur déterminée. 7 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur à combustion interne étant arrêté, on vérifie, si le signal de pression et/ou la valeur de correction atteignent une valeur déterminée. 8 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de traitement de gaz d'échappement comprend au moins un filtre à particules et le signal de pression caractérise la différence de pression sur le filtre à particules. 9 ) Dispositif pour surveiller un signal de pression qui caractérise la différence de pression entre l'entrée et la sortie d'un système de traitement de gaz d'échappement, notamment d'un filtre à particules, caractérisé par des moyens qui vérifient dans certains états de fonctionnement si le signal de pression atteint au moins une valeur déterminée. 10 ) Programme d'ordinateur comportant des moyens de code de programme pour exécuter toutes les étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 lorsque le programme est exécuté par un ordinateur notamment dans un appareil de commande d'un moteur à combustion interne. 110) Produit constitué par le programme d'ordinateur avec des moyens de code de programme enregistrés sur un support de données que peut lire un ordinateur pour effectuer le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 si le produit constitué par le programme est exécuté par un ordinateur, notamment un appareil de commande d'un moteur à combustion interne.