Brevet FR2895448A1 — publié le 20070629

Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de diagnostic pour surveiller une installation de nettoyage des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne comportant une sonde de gaz d'échappement à caractéristiques à variation brusque, installée derrière un catalyseur dans l'installation de nettoyage des gaz d'échappement, et reliée à une installation de commande. Etat de la technique Pour que le fonctionnement de moteurs à combustion interne génère aussi peu que possible de gaz polluant, le fonctionne-ment utilise une régulation du coefficient lambda avec une commande préalable du coefficient lambda. Cela permet de déterminer les quanti-tés ou doses de carburant fournies de manière chaque fois adaptée à l'air aspiré par le moteur pour respecter aussi précisément que possible une valeur donnée du coefficient lambda. Si les valeurs des paramètres de fonctionnement changent, la commande préalable détermine immédiatement une valeur du dosage du carburant adapté aux paramètres de fonctionnement modifiés pour régler alors par régulation fine, le coefficient lambda. Pour respecter les valeurs limites fixées par la législation pour le rejet des gaz polluants, il est nécessaire de surveiller les différents composants de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement par des procédés de diagnostic pour vérifier qu'ils fonctionnent correctement. Les électroniques de moteurs actuels ont pour cela déjà des fonctions de diagnostic décelant un défaut de fonctionnement de l'un des composants. Le document EP-0 579 794-B l décrit par exemple un procédé jugeant de l'aptitude au fonctionnement d'une régulation du coefficient lambda. Ainsi il est prévu d'émettre des valeurs de réglage (FR) qui doivent varier autour d'une valeur de réglage de consigne (Frcons) et la régulation du coefficient lambda est assistée d'une adaptation émettant des valeurs d'adaptation de façon que : - en permanence on calcule la valeur actuelle (EW) de la grandeur de décision qui indique la déviation moyenne en amplitude entre les va- leurs de réglage et la valeur de réglage de consigne ; - on compare la valeur actuelle à une valeur de seuil de décision (SWEW) ; et - on émet un signal de défaut (FS) si la valeur actuelle dépasse le seuil de décision (EW > SWEW). Le document DE-198 60 463-Al décrit un autre procédé de diagnostic. Ce procédé de détermination de la composition du mélange carburant/ air alimentant un moteur à combustion interne fonctionne avec une distance de consigne prédéfinie par rapport au coefficient X = 1 ; on détermine la distance réelle par rapport au coefficient X = 1 en réglant provisoirement la composition et en exploitant la réaction qui en résulte sur la sonde lambda. Il est prévu pour cela que : - on effectue tout d'abord un réglage entraînant une variation brusque autour d'une valeur définie dans la direction du coefficient = 1 et ensuite avec une vitesse de variation définie on modifie encore le 15 coefficient lambda jusqu'à ce que la sonde lambda réagisse ; et - on détermine la distance réelle à partir de la valeur du réglage à va- riation brusque, de la vitesse de variation et du temps jusqu'à la réaction de la sonde lambda. Le diagnostic du système d'alimentation en carburant 20 DKVS est une autre fonction de diagnostic pour déterminer la déviation du mélange à l'aide d'une sonde lambda en amont du catalyseur. Comme cette fonction dépend en principe du fonctionnement correct de la sonde lambda, un défaut de la sonde lambda peut entraîner la détection d'un défaut dans le système DKVS. 25 Pour cela, on surveille certes la sonde lambda elle-même par des fonctions de diagnostic mais en pratique, le diagnostic de la sonde lambda est généralement plus lent que celui du système DKVS. Dans les fonctions de diagnostic actuelles effectuées en atelier, cela peut entraîner le remplacement de composants qui en réalité fonction- 30 nent encore sans défaut du fait qu'un défaut de la sonde lambda n'est pas nécessairement affiché. Il en résulte que la réelle cause du défaut ne sera pas diagnostiquée et que l'on effectuera des réparations inutiles sur le véhicule de sorte que le défaut se reproduira et nécessitera une éventuelle nouvelle intervention en atelier. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un pro-cédé de diagnostic permettant de détecter la cause d'un fonctionnement défectueux. Exposé et avantages de l'invention A cet effet la présente invention concerne un procédé de diagnostic du type défini ci-dessus caractérisé en ce qu'on analyse avec la sonde avec des gaz d'échappement le mélange gazeux corrigé par une sonde de gaz d'échappement avant le catalyseur et on déduit une condition de défaut à partir de la déviation. Ce procédé de diagnostic permet de distinguer sans équivoque un fonctionnement défectueux de la sonde de gaz d'échappement par rapport à un défaut de mélange et ainsi de diagnostiquer la véritable cause du fonctionnement défectueux. Cela évite le remplacement 15 inutile de composants en atelier alors que ceux-ci fonctionnement correctement. On évite ainsi un coût élevé pour l'atelier et le client qui se traduirait par une mauvaise impression. Selon un mode de réalisation préférentiel, on détecte un défaut ou erreur de mélange si la sonde des gaz d'échappement en aval 20 du catalyseur détecte un mélange proche du coefficient = 1 et si en même temps on détecte une forte déviation de régulation avec la sonde des gaz d'échappement. Dans ce cas la sonde des gaz d'échappement travaille dans une plage normale habituelle si bien que du fait de la forte déviation de régulation on corrige en même temps un défaut de 25 mélange. Une autre variante préférentielle du procédé est caractérisée en ce qu'on détecte un défaut de la sonde si la sonde des gaz d'échappement en aval du catalyseur détecte un mélange nettement trop riche ou trop pauvre et si en même temps on détecte une forte dé- 30 viation de régulation avec la sonde amont des gaz d'échappement. Cela est notamment le cas si la tension fournie par la sonde des gaz d'échappement en aval du catalyseur se situe au-delà des plages de tension habituelles qui sont de l'ordre de 100 mV jusqu'à 850 mV. Selon un mode de réalisation préférentiel du procédé, 35 pendant le diagnostic on applique une modulation du coefficient lamb- da en amont du catalyseur de façon que la sonde des gaz d'échappement en aval du catalyseur soit forcée d'effectuer une variation brusque entre un mélange riche (X 1). La sonde des gaz d'échappement réalisée sous la forme d'une sonde à variation brusque qui permet par ailleurs habituellement de déterminer si le mélange est trop riche ou trop pauvre, donne alors une détection sans équivoque du coefficient = 1. Il est prévu que la modulation du coefficient lambda ne soit pas prise en compte pour la régulation du coefficient lambda en amont du catalyseur. Dans ces conditions on ne perturbe pas le fonctionnement de la régulation normale du coefficient lambda. Si pendant le diagnostic on maintient un point de fonctionnement constant, on peut effectuer le diagnostic décrit ci-dessus sans les perturbations qui résulteraient de modifications de conditions de fonctionnement. Cela est notamment avantageux dans le cas de déviation importante du coefficient lambda. Si la durée de la modulation lambda est dimensionnée suivant le temps de retard fondé sur le temps de parcours du mélange dans le catalyseur pour ce point de fonctionnement, cette variante du procédé permet d'appliquer les valeurs lambda, imposées par la modulation lambda dans tous les cas jusqu'à ce que la sonde des gaz d'échappement en aval du catalyseur puisse théoriquement modifier brusquement son signal de sortie. Un temps trop court fausserait en revanche le résultat du diagnostic. On peut également prévoir de modi- fier les temps de retard prédéfinis par construction. Il est en outre avantageux de neutraliser toute régulation en aval du catalyseur pendant le diagnostic car sinon cela fausserait le résultat du diagnostic. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d'un moteur à combustion interne ; - la figure 2 montre un protocole de mesure pour un défaut de mélange ; et - la figure 3 montre un protocole de mesure pour un défaut de sonde. Description des modes de réalisation La figure 1 montre à titre d'exemple l'environnement technique dans lequel s'exécute le procédé de l'invention. La figure 1 montre un moteur à combustion interne 1 formé d'un bloc moteur 40 avec un canal d'alimentation en air 10 alimentant le bloc moteur 40 en air comburant ; la quantité d'air du canal d'alimentation en air 10 se détermine par une installation de mesure d'air 20. Les gaz d'échappement du moteur à combustion interne 10 sont conduits dans une installation de nettoyage des gaz d'échappement ; le composant principal de cette installation est un canal de gaz d'échappement 50 équipé d'une première sonde de gaz d'échappement 60 en amont du catalyseur 70 selon le sens de passage des gaz d'échappement et une seconde sonde de gaz d'échappement 80 en aval du catalyseur 70. Comme l'indique la figure 1, l'installation de nettoyage des gaz d'échappement peut également comporter un second catalyseur 90 en aval de la seconde sonde des gaz d'échappement 80. Les sondes des gaz d'échappement 60, 80 sont reliées à une installation de commande 10 ; à partir des données fournies par les sondes des gaz d'échappement 60, 80 et les données de l'installation de dosage d'air 20, cette installation de commande calcule le mélange et commande une installation de dosage de carburant 30 pour doser le carburant avec les injecteurs appropriés dans le canal d'alimentation en air 10. Comme le montre la figure 1, l'installation de commande peut être reliée à une unité d'affichage/mémoire 110. La sonde des gaz d'échappement 60 installée dans le canal des gaz d'échappement 50 en sortie du bloc moteur 40 peut régler un coefficient lambda à l'aide de l'installation de commande 100, coefficient pour lequel l'installation de nettoyage des gaz d'échappement permet d'assurer un effet de nettoyage optimum. La sonde des gaz d'échappement 60 peut être une simple sonde à variation brusque ou une sonde à bande large, plus compliquée, permettant de déterminer le coefficient vers lambda dans une plage large. Si la sonde des gaz d'échappement 60 est une sonde à va- nation brusque, cette solution est plus économique mais ne permet qu'une régulation sur une valeur de consigne = 1. Le procédé de diagnostic selon l'invention permet de distinguer un défaut de la sonde d'un défaut du mélange et pour cela la sonde aval des gaz d'échappement 80 qui est une sonde à variation brusque analyse le mélange corrigé par la sonde des gaz d'échappement 60 en amont du catalyseur 70 ; à partir des déviations, on déduit une condition de défaut. Il est prévu d'appliquer une modulation lambda 120 en amont du catalyseur 70 pendant le diagnostic de façon que la sonde des gaz d'échappement 80 en aval du catalyseur 70 soit forcée d'effectuer une variation brusque entre un mélange riche (X 1). Cela est nécessaire car la sonde des gaz d'échappement 80 est une sonde à variation brusque et ne peut fournir qu'une information indiquant si le mélange est riche ou maigre puisque pour la plus petite déviation par rapport au coefficient X = 1, la sonde des gaz d'échappement 80 indique en fonction de sa courbe caractéristique pour une tension de sonde 81 immédiatement un mélange riche ou pauvre en fonction de la valeur du coefficient lambda. Pendant le diagnostic, on peut rencontrer les situations suivantes : Défaut Tension 81 de la sonde 80 Régulateur lambda en amont du catalyseur Mélange riche 150 à 750 mV Appauvrir Mélange pauvre 150 à 750 mV Enrichir Sonde 60 décalage positif > 850 mV (riche) Enrichir Sonde 60 décalage négatif 850 mV ou REVENDICATIONS 1 ) Procédé de diagnostic pour surveiller une installation de nettoyage des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne (1) comportant une sonde aval de gaz d'échappement (80) à caractéristiques à va- riation brusque, installée derrière un catalyseur (70) dans l'installation de nettoyage des gaz d'échappement, et reliée à une installation de commande (100) caractérisé en ce que la sonde aval des gaz d'échappement (80) analyse le mélange gazeux corrigé par une sonde de gaz d'échappement (60) avant le catalyseur (70), et on déduit une condition de défaut à partir de la déviation. 2 ) Procédé de diagnostic selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on détecte une erreur de mélange si la sonde aval des gaz d'échappement (80) derrière le catalyseur (70) détecte un mélange proche du coefficient = 1 et si en même temps on constate une forte déviation de régulation avec la sonde amont des gaz d'échappement (60). 3 ) Procédé de diagnostic selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on détecte un défaut de sonde si la sonde des gaz d'échappement (80) en aval du catalyseur (70) constate un mélange significativement trop riche ou trop maigre et si en même temps on constate une forte dévia- tion de régulation avec la sonde des gaz d'échappement (60). 4 ) Procédé de diagnostic selon la revendication 1, caractérisé en ce que pendant le diagnostic on applique une modulation lambda (120) en amont du catalyseur (70) de façon que la sonde des gaz d'échappement (80) en aval du catalyseur (70) soit forcée à exécuter une variation brus-que entre un mélange riche (X 1). 5 ) Procédé de diagnostic selon la revendication 1, caractérisé en ce quela modulation lambda (120) n'est pas prise en compte par la régulation du coefficient lambda en amont du catalyseur (70). 6 ) Procédé de diagnostic selon la revendication 1, caractérisé en ce que pendant le diagnostic, on maintient un point de fonctionnement cons-tant. 7 ) Procédé de diagnostic selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on dimensionne la durée de la modulation lambda (120) en fonction du temps de retard correspondant au temps de parcours du mélange à travers le catalyseur (70) pour ce point de fonctionnement. 8 ) Procédé de diagnostic selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on neutralise la régulation en aval du catalyseur (70) pendant le diagnostic.20