Brevet FR2906308A1 — publié le 20080328

Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de diagnostic dynamique d'une sonde de gaz d'échappement installée dans un canal de gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne en aval d'une installation de nettoyage des gaz d'échappement. Etat de la technique La capacité d'accumulation de l'oxygène d'une installation de nettoyage des gaz d'échappement est utilisée pour absorber de l'oxygène dans les phases maigres et de restituer l'oxygène de nouveau dans les phases riches. Cela permet de convertir les composants nocifs des gaz d'échappement, réducteurs. Une sonde de gaz d'échappement en aval de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement sert à sur-veiller la capacité d'accumulation de l'oxygène de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement. La capacité d'accumulation de l'oxygène doit être surveillée dans le cadre des diagnostics embarqués car on a ainsi une mesure de la capacité de conversion de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement. Pour déterminer la capacité d'accumulation d'oxygène on charge d'abord en oxygène l'installation de nettoyage des gaz d'échappement en phase maigre et ensuite on évacue en phase riche avec des gaz d'échappement à coefficient lambda connu en tenant compte du débit de gaz d'échappement ou encore on évacue tout d'abord l'installation de nettoyage des gaz d'échappement pour en-lever l'oxygène en phase riche et ensuite on charge en phase maigre avec des gaz d'échappement à coefficient lambda connu en tenant compte du débit de gaz qui traverse. On termine la phase maigre si la sonde de gaz d'échappement installée en aval de l'installation de nettoyage de gaz d'échappement détecte l'oxygène qui ne peut plus être accumulé dans l'installation de nettoyage des gaz d'échappement. De même on termine une phase riche lorsque la sonde des gaz d'échappement détecte le passage de gaz d'échappement riche. En outre, le signal de sortie de la sonde des gaz d'échappement donne une information supplémentaire pour une régulation lambda qui repose toutefois principalement sur le signal de sortie d'une sonde lambda pré-vue en amont de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement. 2906308 2 Si la sonde des gaz d'échappement vieillit, le signal de sortie de la sonde réagit plus lentement aux variations de la composition des gaz d'échappement et cela peut se traduire par des déviations dans le diagnostic de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement 5 de sorte que l'installation de nettoyage des gaz d'échappement ne fonctionne plus correctement et est interprétée de façon erronée comme fonctionnant correctement. Un procédé connu de diagnostic d'une installation de nettoyage des gaz d'échappement exploite le rapport des amplitudes des 10 signaux de sortie de la sonde lambda qui se trouve devant l'installation de nettoyage des gaz d'échappement et de la sonde des gaz d'échappement qui se trouve en aval. Une installation de nettoyage des gaz d'échappement apte à fonctionner amortit par sa capacité d'accumulation, l'amplitude des oscillations de la teneur en oxygène des 15 gaz d'échappement à la sortie du moteur à combustion interne si bien que le rapport des amplitudes en amont et en aval de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement donne une valeur élevée. Une réaction ralentie de la sonde des gaz d'échappement en aval se traduit toutefois également par une réduction de l'amplitude de son signal de sortie si 20 bien que la capacité d'accumulation de l'oxygène de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement sera jugée comme trop élevée. Une installation de nettoyage des gaz d'échappement qui ne répond plus aux exigences peut ainsi le cas échéant être classée à tort comme fonctionnant correctement. 25 Le diagnostic dynamique est rendu plus difficile du fait que le signal de sortie de la sonde des gaz d'échappement dépend de la valeur initiale et de la valeur finale du coefficient lambda pour une variation brusque mélange riche/mélange pauvre ou mélange pauvre/mélange riche. A cela s'ajoute en plus de l'influence présentée ci- 30 dessus sur l'installation de nettoyage des gaz d'échappement qu'il y a également l'influence de la température et de Page de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement. Le procédé de diagnostic dynamique d'une sonde de gaz d'échappement est décrit dans le document DE-197 22 334. La sonde des gaz d'échappement est prévue dans le canal des gaz d'échappement 2906308 3 en aval d'une installation de nettoyage de gaz d'échappement. Le critère de jugement est la vitesse de variation du signal de sortie de la sonde des gaz d'échappement qui peut se produire par exemple après le début d'une phase de fonctionnement en mode de poussée. L'inconvénient est 5 que ce procédé ne fonctionne que pour un débit massique d'air très important ( 50 kg/h) car ce n'est qu'alors que l'on peut négliger l'influence du catalyseur. Dans de tels états de fonctionnement on peut arriver à des situations gênantes lors de la reprise après la phase de poussée. io But de l'invention La présente invention a pour but de développer un pro-cédé de diagnostic dynamique d'une sonde de gaz d'échappement pré-vue en aval d'une installation de nettoyage des gaz d'échappement permettant une exploitation fiable. 15 Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus caractérisé en ce que l'on effectue le diagnostic dynamique simultanément à une variation brusque du coefficient lambda du gaz d'échappement passant d'un mélange riche à un mélange pauvre ou 20 d'un mélange pauvre à un mélange riche. Pendant la durée de fonctionnement d'un moteur à combustion interne on rencontre des variations de compositions de mélanges passant d'un mélange riche à un mélange pauvre ou d'un mélange pauvre à un mélange riche et cela pour différentes raisons. Si l'on ef- 25 fectue le diagnostic dynamique de la sonde de gaz d'échappement pendant une telle variation brusque de la composition du mélange, il faut prévoir une telle variation brusque qui n'est pas propre au diagnostic et qui augmente les émissions. Il suffit de veiller à ce que la composition du mélange convienne en permanence pour que la barrière de diffusion 30 ne soit pas bloquée par des variations trop importantes du mélange. Si le diagnostic dynamique est effectué en même temps qu'un diagnostic de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement avec une variation brusque du coefficient lambda des gaz d'échappement, on peut utiliser avantageusement le fait qu'alors on 35 connaît l'état de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement et on 2906308 4 peut éliminer dans une très large mesure les influences perturbatrices. Il est en outre avantageux de ne générer aucune émission supplémentaire comme cela serait le cas si l'on avait de façon propre au diagnostic de la sonde des gaz d'échappement un passage par une phase riche 5 avec passage de gaz d'échappement riche à travers l'installation de nettoyage des gaz d'échappement. Si après une variation de la composition des gaz d'échappement passant dans le coefficient lambda inférieur à 1 à un coefficient lambda supérieur 1, si on effectue le diagnostic dynamique 10 alors après un conditionnement par un mélange riche de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement lors de la variation suivante mélange riche/mélange pauvre, on peut faire le diagnostic dynamique de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement pour déterminer la réponse en variation brusque du signal de sortie de la sonde lors du 15 passage brusque du mélange riche au mélange pauvre. Si l'on fait un conditionnement par mélange riche de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement et que l'on utilise la variation brusque consécutive de la composition des gaz d'échappement passant d'un coefficient lambda inférieur à 1 à un coefficient lambda 20 supérieur à 1 pour déterminer un diagnostic de coefficient de réponse du mélange riche au mélange pauvre, on peut effectuer le diagnostic de coefficient de réponse sans modification propre de la composition des gaz d'échappement qui serait prévue à cet effet, dans le cadre d'un diagnostic de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement. 25 Si après une variation de la composition des gaz d'échappement passant d'un coefficient lambda supérieur à 1 à un coefficient lambda inférieur à 1 on effectue le diagnostic dynamique, ce diagnostic peut se traduire après un dégagement du catalyseur et la variation brusque ainsi produite passant du mélange pauvre au mé- 30 lange riche, pour aboutir à déterminer une réponse de variation brus-que passant d'un mélange pauvre à un mélange riche. Si l'on utilise le dégagement de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement et la variation brusque mélange pauvre/mélange riche qui se produit ainsi, pour déterminer le diagnostic de réponse du 35 mélange pauvre/mélange riche, on peut éviter une émission de matière 2906308 5 polluante car le diagnostic de réponse peut être fait simultanément au diagnostic de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement. Si l'on arrête le diagnostic dynamique lorsque le diagnostic reconnaît que cette installation de nettoyage des gaz d'échappement 5 fonctionne correctement et que l'on termine prématurément le diagnostic de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement, on évite toute émission inutile de gaz d'échappement. On utilise pour cela le fait que dans les installations de nettoyage des gaz d'échappement ayant une capacité de conversion suffisante, la dynamique de la sonde des gaz 10 d'échappement en aval n'intervient pas. 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 : 15 - la figure 1 est une vue schématique de l'environnement technique de l'application du procédé selon l'invention ; - la figure 2 montre un signal de sortie d'une sonde de gaz d'échappement au cours d'un diagnostic dynamique. Description de modes de réalisation de l'invention 20 La figure 1 montre schématiquement l'environnement technique dans lequel s'applique le procédé selon l'invention de diagnostic dynamique d'une sonde de gaz d'échappement 17. Un moteur à combustion interne 10 est alimenté en air par une conduite d'alimentation en air 11 et la masse de l'air se détermine à l'aide d'un 25 débitmètre massique d'air 12. Le débitmètre massique d'air 12 peut être un débitmètre massique d'air à film chaud. Les gaz d'échappement du moteur à combustion interne 12 sont évacués par un canal de gaz d'échappement 18. Dans le sens de passage des gaz d'échappement, en aval du moteur à combustion interne 10 il y a une installation de net- 30 toyage des gaz d'échappement 16. Le moteur à combustion interne 10 est commandé par une commande de moteur 14 qui d'une part fournit au moteur à combustion interne 10 le carburant par une installation de dosage de carburant 13 ; cette commande de moteur reçoit d'autre part les signaux du débitmètre massique d'air 12 ainsi que ceux d'une sonde 35 lambda 15 du canal de gaz d'échappement 18 et enfin d'une sonde de 2906308 6 gaz d'échappement 17 dans la conduite des gaz d'échappement 18. La sonde lambda 15 détermine le coefficient lambda réel du mélange air/ carburant alimentant le moteur à combustion interne 10 ; il peut s'agir d'une sonde lambda à bande large. La sonde des gaz 5 d'échappement 17 détermine la composition des gaz d'échappement en aval de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement 16. La sonde de gaz d'échappement 17 peut être une sonde à variation brusque. Le chronogramme 20 de la figure 2 montre l'évolution du signal de sortie 21 de la sonde des gaz d'échappement 17 dans des états 10 de fonctionnement convenant pour appliquer le procédé de diagnostic dynamique selon l'invention. Tous les signaux et toutes les phases de fonctionnement sont indiquées le long de l'axe des temps 25. Dans le cadre d'un diagnostic de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement, on effectue un conditionnement par mélange riche 22 15 pour éliminer l'oxygène qui se trouve dans l'installation de nettoyage des gaz d'échappement et ainsi le signal de sortie 21 de la sonde augmente. A la fin d'une phase maigre 23 consécutive, on a des gaz d'échappement maigres en aval de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement produisant une variation brusque du signal de sortie de 20 la sonde passant à une tension de niveau bas. Cette variation peut être utilisée selon l'invention pour le diagnostic dynamique. A la fin de la phase de dégagement 24 prévue ensuite, dans laquelle on dégage l'installation de nettoyage des gaz d'échappement, le signal de sortie 21 de la sonde augmente brusquement. Cette variation brusque peut éga- 25 lement servir selon l'invention au diagnostic dynamique. 30 REVENDICATIONS 1 ) Procédé de diagnostic dynamique d'une sonde de gaz d'échappement (17) installée dans un canal de gaz d'échappement (18) d'un moteur à combustion interne (10) en aval d'une installation de nettoyage des gaz d'échappement (16), caractérisé en ce que l'on effectue le diagnostic dynamique simultanément à une variation brusque du coefficient lambda du gaz d'échappement passant d'un mélange riche à un mélange pauvre ou d'un mélange pauvre à un mé- lange riche. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on effectue le diagnostic dynamique simultanément à un diagnostic de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement (16) avec une variation brusque du coefficient lambda des gaz d'échappement. 3 ) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu' on effectue le diagnostic dynamique après une variation de la composition des gaz d'échappement passant d'un coefficient lambda inférieur à 1 jusqu'à un coefficient lambda supérieur à 1. 4 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on conditionne l'installation de nettoyage des gaz d'échappement (16) par un mélange riche et à la suite de la variation brusque de la composition des gaz d'échappement passant d'un coefficient lambda inférieur à 1 à un coefficient lambda supérieur à 1, on détermine le diagnostic en réponse pour le passage du mélange riche au mélange pauvre. 5 ) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu' 2906308 8 on effectue le diagnostic dynamique après une variation de la composition des gaz d'échappement passant d'un coefficient lambda supérieur à 1 à un coefficient lambda inférieur à 1. 5 6 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise le dégagement de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement (16) et la variation brusque mélange pauvre/ mélange riche ainsi produite pour déterminer le diagnostic en réponse du mé- lo lange pauvre au mélange riche. 7 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on arrête le diagnostic dynamique si le diagnostic de l'installation de 15 nettoyage des gaz d'échappement (16) reconnaît celle-ci comme apte à fonctionner et on termine prématurément le diagnostic de l'installation de nettoyage des gaz d'échappement. 20 25