Brevet FR2864145A1 — publié le 20050624

"Procédé de détection de la présence d'un système de dépollution par mesure de température." L'invention concerne un procédé pour diagnostiquer de la présence, ou non, d'un système de dépollution des gaz 5 d'échappement d'un moteur à combustion interne. L'invention concerne plus particulièrement un procédé pour déterminer si un élément de traitement de la ligne d'échappement d'un véhicule automobile à moteur à combustion interne, est présent ou non dans la ligne d'échappement, io du type qui consiste à mesurer une première valeur d'un paramètre des gaz d'échappements par un premier capteur agencé dans la ligne d'échappement, en amont de l'élément de traitement, et à mesurer une deuxième valeur du paramètre des gaz d'échappement par un deuxième capteur agencé dans la ligne d'échappement, en aval de l'élément de traitement, et du type qui comporte une étape d'analyse des première et deuxième valeurs mesurées et une étape de diagnostic de l'absence de l'élément de traitement. Les moteurs diesels et certains moteurs à essence émettent des substances polluantes telles que des particules. Les particules sont des suies sur lesquelles sont fixés des hydrocarbures imbrûlés insolubles, et qui se traduisent par des fumées noires. Pour des raisons de protection de l'environnement, il est nécessaire de diminuer fortement, voire de supprimer ces particules. On connaît des systèmes de traitement des gaz d'échappement qui permettent de diminuer les émissions de particules. En particulier, une méthode consiste à les filtrer à l'aide 30 d'un filtre à particules. Ce dernier se colmate progressivement et il est donc nécessaire de l'entretenir périodiquement. Il se peut que certaines personnes démontent le filtre à particule pour le remplacer par un simple manchon. Ceci leur permet de s'abstenir de l'entretien du filtre à particule, qui peut leur sembler trop coûteux. Les véhicules automobiles actuels comportent aussi un système de diagnostic embarqué, qui permet de déterminer très rapidement tout dysfonctionnement d'un organe du véhicule ainsi que la cause de ce dysfonctionnement. Le système de diagnostic embarqué est notamment relié à un certain nombre de capteurs associés au filtre à particule, pour déterminer son efficacité. io II est donc nécessaire que le système de diagnostic embarqué puisse aussi diagnostiquer l'absence du filtre à particules. Selon un mode de réalisation connu, la présence du filtre à particules est déterminée à partir de la différence de pression des gaz d'échappement entre un point situé en amont de la position normale du filtre à particule et un point situé en aval de la position normale du filtre à particule. Un tel mode de diagnostic nécessite d'utiliser des capteurs de pression qui sont particulièrement onéreux, plus particulièrement lorsqu'ils sont uniquement utilisés pour diagnostiquer la présence ou non du filtre à particules. L'invention a pour but de proposer un procédé de détermination de la présence ou non du filtre à particule dans la ligne d'échappement. Dans ce but, l'invention propose un procédé du type décrit précédemment, caractérisé en ce que l'étape d'analyse consiste à mesurer la période de temps entre le moment où la première valeur devient égale à une valeur seuil prédéterminée du paramètre des gaz d'échappement et le moment où la deuxième valeur devient égale à cette valeur seuil, et en ce que l'étape de diagnostic consiste à comparer la période de temps mesurée au cours de l'étape d'analyse, à une valeur de seuil de la période de temps, pour déterminer si l'élément de traitement est absent ou non. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - l'étape de diagnostic détermine que l'élément de traitement est absent lorsque la période de temps qui a été mesurée au cours de l'étape d'analyse est inférieure à la période de temps seuil; - la période de temps est mesurée après le démarrage du moteur; - la période de temps est mesurée après l'extinction du moteur; - le paramètre des gaz d'échappement qui est mesuré au cours de l'étape d'analyse est la température des gaz d'échappement. L'invention concerne aussi un système de dépollution des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile qui est agencé dans la ligne d'échappement du véhicule automobile, du type qui comporte un élément de traitement des gaz dont l'absence est détectée selon un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, du type qui comporte un premier et un deuxième capteurs agencés en amont et en aval de l'élément de traitement, respectivement, caractérisé en ce que le premier et le deuxième capteurs sont des capteurs de température. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, l'élément de traitement est un filtre à particules. 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 figures annexées parmi lesquelles: - la figure 1 est une représentation schématique d'une ligne d'échappement (10) d'un moteur à combustion comportant un filtre à particule et des capteurs de température pour mettre en oeuvre le procédé conforme à l'invention; la figure 2a est un graphique représentant de façon schématique les courbes de température mesurées par les capteurs de température lorsque le filtre à particule est présent dans la ligne d'échappement (10) ; - la figure 2b est un graphique similaire à celui de la figure 2, dans lequel les températures sont relevées lorsque le filtre à particules est absent de la ligne d'échappement (10). Dans la description qui va suivre, des éléments identiques, similaires ou analogues seront désignés par les mêmes chiffres de référence. On a représenté à la figure 1 une ligne d'échappement 10 io de véhicule automobile qui permet l'évacuation des gaz d'échappement "G" d'un moteur à combustion 12 vers l'atmosphère. Le moteur 12 peut notamment être un moteur diesel ou un moteur à essence fonctionnant en mélange pauvre tel qu'un is moteur à essence à injection directe. La ligne d'échappement 10 comporte un collecteur d'échappement 14, un système de traitement 16 destiné à purifier les gaz d'échappement "G", et des capteurs 18, 20 qui sont reliés à un dispositif électronique 22 permettant d'établir un diagnostic sur le fonctionnement du système de traitement 16. Les capteurs 18, 20 sont ici au nombre de deux et ils sont respectivement agencés en amont et en aval du système de traitement 16, suivant le sens d'écoulement des gaz d'échappement "G" dans la ligne d'échappement 10. Le système de traitement 16 des gaz d'échappement "G" est ici un filtre à particule, cependant, il sera compris que l'invention n'est pas limité à ce seul type de système de traitement, et qu'elle peut aussi s'appliquer par exemple à un catalyseur. Il se peut qu'un utilisateur démonte le filtre à particule 16, car celuici est défectueux ou doit subir une manipulation d'entretien, et le remplace par un simple manchon 24 qui n'a aucun effet de traitement sur les gaz d'échappement "G", afin de ne pas payer la somme d'argent nécessaire à sa remise en état de fonctionnement. Afin de ne pas donner un mauvais diagnostic sur le fonctionnement du filtre à particules 16 lorsque celui-ci a été remplacé par le manchon 24, le dispositif électronique 22 est apte à détecter l'absence du filtre à particules 16 en mettant en oeuvre un procédé de détection conforme à l'invention. Le procédé consiste tout d'abord à mesurer la température des gaz d'échappement "G" en amont du filtre à particules 16 par io l'intermédiaire du premier capteur 18, et la température des gaz d'échappement "G" en aval du filtre à particules 16 par l'intermédiaire du deuxième capteur 20. Ainsi, le premier capteur 18 et le deuxième capteur 20 sont deux capteurs de température. On a représenté aux figures 2A et 2B la courbe 26 représentant la variation de la température des gaz "G" mesurée par le premier capteur 18 et la courbe 28 représentant la variation de la température des gaz "G" mesurée par le deuxième capteur 20, après le démarrage du moteur 12, puis après son extinction. De plus, les figures 2A et 2B représentent respectivement les variations de température des gaz d'échappement "G" lorsque le filtre à particules 16 est présent dans la ligne d'échappement 10 et lorsque le filtre à particules 16 a été remplacé par le manchon 24 dans la ligne d'échappement 10. À partir de ces courbes 26, 28, on peut mesurer la durée de montée en température Dta de l'élément agencé entre les deux capteurs 18, 20, après le démarrage du moteur 12, lorsque le filtre à particules 16 est présent ou lorsque le filtre à particules 16 à été remplacé par le manchon 24. Cette durée de montée en température Dta est définie comme étant la différence de temps entre le moment t26a où la température des gaz d'échappement "G", mesurée par le premier capteur 18, devient égale à une valeur de seuil prédéterminée, qui est ici une valeur de 500 C, et le moment t28a où la température des gaz d'échappement "G", mesurée par le deuxième capteur 20, devient égale à cette même valeur de seuil prédéterminée. La durée de montée en température Dta est plus importante lorsque le filtre à particules 16 est présent dans la ligne d'échappement 10 que lorsque le filtre à particules 16 a été remplacé par le manchon 24. Ceci est principalement dû au fait que la masse du filtre à particules 16 est supérieure à celle du manchon 24. Ainsi, il faut io fournir une plus grande quantité de chaleur pour élever la température du filtre à particules 16. On parle alors d'une inertie thermique importante du filtre à particules 16. Ainsi, après le démarrage du moteur 12, les gaz d'échappement "G" réchauffent le filtre à particules 16 ou le is manchon 24, ce qui implique que les gaz d'échappement "G" sont refroidis par le filtre à particules 16 ou le manchon 24. L'inertie thermique importante du filtre à particules implique une période de temps plus importante pour que les gaz d'échappement "G" en aval du filtre à particules 16 atteignent la valeur de seuil prédéterminée. Ainsi, pour déterminer si le filtre à particules 16 est absent ou non de la ligne d'échappement 10, le dispositif électronique 22 mesure la durée de montée en température Dta et la compare à une valeur de seuil de la durée de montée en température. Si la durée de montée en température Dta est supérieure à la valeur de seuil de la durée de montée en température, le dispositif électronique 22 diagnostique que le filtre à particules 16 est présent dans la ligne d'échappement 10, et si la durée de montée en température Dta mesurée est inférieur à la valeur de seuil de la durée de montée en température, le dispositif électronique 22 diagnostique que le filtre à particules 16 est absent de la ligne d'échappement 10, et a été remplacé par le manchon 24. À partir des courbes 26, 28, on peut aussi mesurer la durée de refroidissement Dtb de l'élément agencé entre les capteurs 18, 20, après l'extinction du moteur 12. Cette durée de refroidissement Dtb est définie comme étant la différence de temps entre le moment t26b où la température des gaz d'échappement "G" mesurée par le premier capteur 18 devient égale à la valeur de seuil prédéterminée et le moment t28b où la température des gaz d'échappement "G" mesurée par le deuxième capteur 20 devient égale à la valeur de io seuil prédéterminée. Ici aussi, la durée de refroidissement Dtb est plus importante lorsque le filtre à particules 16 est présent dans la ligne d'échappement 10, que lorsqu'il a été remplacé par le manchon 24. Cette différence de durée de refroidissement Dtb est aussi due à l'inertie thermique du filtre à particules 16 plus importante que celle du manchon 24. Ainsi, conformément à un autre aspect de l'invention, pour déterminer si le filtre à particules 16 est présent ou non dans la ligne d'échappement 10, le dispositif électronique 22 compare la durée de refroidissement Dtb à une valeur de seuil de la durée de refroidissement. Si la durée de refroidissement Dtb est supérieur à la valeur de seuil de la durée de refroidissement, le dispositif électronique 22 diagnostique que le filtre à particules 16 est présent dans la ligne d'échappement 10, et si la durée de refroidissement Dtb est inférieur à la valeur de seuil de la durée de refroidissement, le dispositif électronique 22 diagnostique que le filtre à particules 16 est absent de la ligne d'échappement 10 et a été remplacé par le manchon 24. Dans l'exemple qui a été représenté aux figures, la durée de montée en température Dta est de environ 55 secondes lorsque le filtre à particules 16 est présent dans la ligne d'échappement 10, tandis que la durée de montée en température Dta est de environ 15 secondes lorsque le filtre à particules 16 est absent et a été remplacé par le manchon 24. Ainsi, ici, la valeur de seuil de la durée de montée en température est comprise entre 15 et 55 secondes. De la même manière, la durée de refroidissement Dtb est de 25 secondes lorsque le filtre à particules 16 est présent dans la ligne d'échappement 10, tandis que la durée de refroidissement Dtb est de environ 6 secondes lorsque le filtre à particules 16 est absent et a été remplacé par le manchon 24. io Ainsi, ici, la valeur de seuil de la durée de montée en température est comprise entre 6 et 25 secondes. Il sera compris que ces valeurs numériques ont été données à titre d'exemple illustratif et que l'invention n'est pas limitée à ces seules valeurs numériques. L'utilisation d'un tel procédé pour déterminer si le filtre à particule, ou tout autre type de système de traitement des gaz d'échappement, est présent ou non dans la ligne d'échappement est particulièrement avantageux lorsque le diagnostic sur l'état de fonctionnement du filtre à particules 16 est réalisé à partir des températures mesurées en amont et en aval du filtre à particules 16. En effet, puisque les capteurs de température 18, 20 sont déjà prévus pour le diagnostic, il n'est pas nécessaire de prévoir de capteurs supplémentaires pour la détection de la présence du filtre à particules 16. Le procédé conforme à l'invention permet donc d'apporter une fonction supplémentaire au dispositif électronique, sans augmenter de manière trop importante les coûts de réalisation de cette fonction. REVENDICATIONS 1. Procédé pour déterminer si un élément de traitement (16) de la ligne d'échappement (10) d'un véhicule automobile à moteur à combustion interne (12), est présent ou non dans la ligne d'échappement (10), du type qui consiste à mesurer une première valeur d'un paramètre des gaz d'échappements (G) par un premier capteur (18) agencé dans la ligne d'échappement (10), en amont de l'élément de traitement, et à mesurer une deuxième valeur du io paramètre des gaz d'échappement (G) par un deuxième capteur agencé dans la ligne d'échappement (10), en aval de l'élément de traitement (16), et du type qui comporte une étape d'analyse des première et deuxième valeurs mesurées et une étape de diagnostic de 15 l'absence de l'élément de traitement (16), caractérisé en ce que l'étape d'analyse consiste à mesurer la période de temps (Dta, Dtb) entre le moment (t26a, t26b) où la première valeur devient égale à une valeur seuil prédéterminée du paramètre des gaz d'échappement (G) et le moment (t28a, t28b) où la deuxième valeur devient égale à cette valeur seuil, et en ce que l'étape de diagnostic consiste à comparer la période de temps mesurée (Dta, Dtb) au cours de l'étape d'analyse, à une valeur de seuil de la période de temps, pour déterminer si l'élément de traitement (16) est absent ou non. 2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'étape de diagnostic détermine que l'élément de traitement (16) est absent lorsque la période de temps (Dta, Dtb) qui a été mesurée au cours de l'étape d'analyse est inférieure à la période de temps seuil. 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la période de temps (Dta) est mesurée après le démarrage du moteur (12). i0 4. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la période de temps (Dtb) est mesurée après l'extinction du moteur (12). 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le paramètre des gaz d'échappement (G) qui est mesuré au cours de l'étape d'analyse est la température des gaz d'échappement (G). 6. Système de dépollution des gaz d'échappement (G) d'un moteur à combustion interne (12) d'un véhicule automobile qui est io agencé dans la ligne d'échappement (10) du véhicule automobile, du type qui comporte un élément de traitement des gaz (16) dont l'absence est détectée selon un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, du type qui comporte un premier et un deuxième capteurs (18, 20) agencés en amont et en aval de l'élément de traitement (16), respectivement, caractérisé en ce que le premier et le deuxième capteurs (18, 20) sont des capteurs de température. 7. Système de dépollution selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'élément de traitement (16) est 20 un filtre à particules.