Brevet FR2906565A1 — publié le 20080404

PROCEDE DE DIAGNOSTIC ET DISPOSITIF DE DIAGNOSTIC D'UN SYSTEME D'ELIMINATION DE PARTICULES DE GAZ D'ECHAPPEMENT La présente invention concerne le domaine de la réduction et de l'élimination de particules contenues dans les gaz d'échappement de moteurs à combustion interne. L'invention concerne plus précisément un procédé permettant io de diagnostiquer l'état fonctionnel d'un système d'élimination de particules de gaz d'échappement d'un véhicule et un dispositif mettant en oeuvre ce procédé. Des dispositifs de filtration et d'élimination de particules de suies, tel que celui proposé dans le document W02004/016913 15 permettent par exemple de détecter l'encrassement d'un filtre afin de déclencher la régénération, ou encore de l'arrêter. Un tel dispositif comporte une zone de dépôt où les particules de suies sont en partie collectées, et des moyens pour les éliminer comportant un élément chauffant, tel qu'une résistance électrique, 20 connecté à une alimentation électrique permettant une régénération par combustion des suies. Selon la réalisation de l'état de la technique de la figure 1, un système d'élimination de particules de suie de gaz d'échappement comporte une série de résistances chauffantes en parallèle 25 alimentées directement par le réseau électrique du véhicule grâce à l'enclenchement d'un interrupteur. Toutefois, pour de tels dispositifs, il n'est pas possible de diagnostiquer l'état fonctionnel du système d'élimination lui-même. En effet, il n'est pas possible de s'assurer que l'action 30 d'enclenchement de la régénération ou de désactivation de l'élimination des particules est réellement appliquée. 2906565 2 Un autre problème qui se pose lorsqu'on utilise un dispositif comportant plusieurs résistances de chauffage, est de détecter le non fonctionnement d'une ou plusieurs résistances de chauffage. Un but de l'invention est donc de proposer un procédé 5 permettant de diagnostiquer l'état de fonctionnement ou de disfonctionnement du dispositif de filtration et d'élimination de particules de gaz d'échappement. Dans ce but, l'objet de l'invention est de proposer un procédé de diagnostic d'un système d'élimination de particules de gaz d'échappement d'un véhicule caractérisé en ce io qu'il comporte : - une première étape de détection de la défaillance d'ouverture d'un interrupteur, - une deuxième étape de détection du fonctionnement d'une source électrique, is - une troisième étape de mise en fonctionnement de l'élimination de particules par des éléments chauffants. L'invention concerne également un dispositif de diagnostic mettant en oeuvre le procédé, comportant un système d'élimination de particules de gaz d'échappement d'un véhicule, ledit système 20 d'élimination comportant au moins une source électrique, et au moins un des éléments chauffants caractérisé en ce que ledit dispositif de diagnostic comporte un interrupteur, un module de diagnostic et de commande, et un module de mesure de la tension et l'intensité du courant du système d'élimination. 25 Un tel procédé et un tel dispositif mettant en oeuvre ce procédé permettent de tenir informé un conducteur sur l'état de fonctionnement ou de disfonctionnement du dispositif d'élimination de particules de gaz d'échappement. Le conducteur peut ainsi savoir si le système d'élimination est défaillant. 30 L'invention permet avantageusement de connaître la nature de la défaillance du système d'élimination, telle que par exemple une 2906565 3 défaillance de l'interrupteur à l'état ouvert ou fermé, ou de l'alimentation électrique. Le procédé selon l'invention permet avantageusement de détecter le fonctionnement d'une ou plusieurs résistances de 5 chauffage des résistances chauffantes. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - un module de diagnostic et de commande peut piloter l'ouverture de l'interrupteur lors de la première étape ou lorsqu'une quelconque défaillance est détectée, peut piloter io la fermeture de l'interrupteur lors de la troisième étape afin d'autoriser la mise en fonctionnement de l'élimination, - à l'aide d'un module de mesure, on peut mesurer l'intensité du courant pour détecter la mise en fonctionnement de l'élimination effective du système d'élimination ou pour is détecter l'arrêt définitif de l'élimination, - on peut mesurer la tension du système d'élimination pour détecter une défaillance du système d'alimentation, ou pour la mise en fonctionnement de l'élimination, - la première étape peut être réalisée lors du démarrage du 20 véhicule lors d'une initialisation du système d'élimination, - on peut réaliser la deuxième étape de détection de la présence de la source électrique lorsque l'interrupteur est fonctionnel et lorsqu'un ordre de commande d'élimination est actif, 25 - on peut réaliser la troisième étape de mise en fonctionnement de l'élimination lorsque le système d'élimination est alimenté par la source électrique, - le procédé peut comporter une quatrième étape de détection de la défaillance d'un ou plusieurs éléments chauffants 30 lorsque l'intensité mesurée par un module de mesure est différente de l'intensité théorique du système d'élimination, 2906565 4 -on peut détecter la défaillance d'au moins un élément chauffant en comparant l'intensité du courant mesurée avec l'intensité théorique du système d'élimination et lorsque le nombre d'éléments chauffants défaillants est supérieur à un 5 seuil de tolérance prédéterminé. L'invention a également pour objet un véhicule automobile comportant un tel dispositif de diagnostic de l'état de fonctionnement ou de disfonctionnement d'un système d'élimination de particules de gaz d'échappement, les éléments chauffants étant io dans la ligne d'échappement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description suivante du mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en liaison avec les dessins annexés sur lesquels : is - la figure 1 représente un exemple de système d'élimination de particules de suie de gaz d'échappement tel qu'il existe dans l'art antérieur - la figure 2 représente un dispositif de diagnostic du système d'élimination de particules de suie de gaz d'échappement de 20 selon l'invention - la figure 3 représente un ordinogramme représentant les différentes étapes du procédé selon l'invention. Un système d'élimination des particules de suie de gaz d'échappement tel qu'il est proposé dans l'art antérieur et 25 conformément à la figure 1 comporte une source électrique 10, un interrupteur 1 1 , et des éléments chauffants 12, tels que des résistances chauffantes en parallèle. Un dispositif de diagnostic selon l'invention tel que représenté sur la figure 2 comporte le système d'élimination représenté sur la 30 figure 1, ainsi qu'un module de mesure 20 et un module de diagnostic et de commande 21. 2906565 5 Le module de mesure 20 comporte des moyens permettant de mesurer la tension V et le courant I du dispositif d'élimination des particules de suie de gaz d'échappement. Le module de diagnostic et de commande 21 comporte des 5 moyens permettant de diagnostiquer l'état de fonctionnement ou de disfonctionnement du dispositif d'élimination ainsi que des moyens permettant de piloter l'interrupteur 11 pour l'ouvrir ou le fermer. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le module de mesure 20 est situé entre la source électrique 10 du véhicule et io l'interrupteur 11 par exemple. Il sera compris que cet emplacement est donné à titre d'exemple non limitatif, et que le module de mesure 20 peut être placé après l'interrupteur 1 1 , voire ailleurs. Les mesures de courant I et de tension V effectuées par le module de mesure 20, sont prises en compte par le module de 15 diagnostic et de commande 21 afin de gérer l'état de l'interrupteur 11. L'interrupteur 11 qui permet de déclencher la commande de l'élimination, est un interrupteur simple. Selon une autre variante de l'invention non représentée, 20 l'interrupteur 11 est un interrupteur intégré par exemple dans un module électronique de régulation de courant délivré aux résistances chauffantes. Le procédé de diagnostic de l'état fonctionnel du système d'élimination est alors réalisé lors d'une séquence spécifique au diagnostic. 25 Le procédé de diagnostic de l'état fonctionnel du système d'élimination de particules de suies comporte une première étape de détection de la défaillance de l'interrupteur 11 à l'état ouvert. Le démarrage du véhicule doit déclencher l'ouverture de l'interrupteur 11. Ainsi, lors de cette première étape, l'interrupteur 11 reçoit un 30 ordre d'ouverture par l'intermédiaire du module de diagnostic et de commande 21. Cette première étape est une étape d'initialisation qui a pour but d'ouvrir l'interrupteur 11 et de vérifier que l'ordre 2906565 6 d'ouverture a bien été effectué. Il sera compris sans sortir du contexte de l'invention que l'initialisation peut également être déclenchée à la demande du conducteur par exemple. Pour tester l'état de fonctionnement de l'interrupteur 11 à l'état 5 ouvert, c'est-à-dire pour savoir si l'interrupteur 11 a bien été ouvert, le dispositif de diagnostic ordonne l'ouverture de l'interrupteur par l'intermédiaire du module de diagnostic et de commande 21. Le courant I du dispositif fourni par la source électrique 10 à la résistance équivalente, est ensuite mesuré par l'intermédiaire du io module de mesure 20. A cet effet, lors d'un test 31, le dispositif de diagnostic vérifie la présence ou l'absence de courant dans le système d'élimination. Un premier diagnostic Dl de défaillance de l'interrupteur à l'ouverture peut être signalé au conducteur sous la forme d'un is voyant rouge par exemple lorsqu'une présence de courant est détectée. En effet, si l'on détecte une présence de courant, l'interrupteur 1 1 , qui est sensé être ouvert, ne l'est pas en réalité. Le dispositif de diagnostic permet alors de conclure à une défaillance de l'interrupteur 11 à l'ouverture. 20 Toutefois, si lors de cette première étape de détection de défaillance de l'interrupteur 1 1 , l'intensité I du courant mesurée est sensiblement nulle ou inférieure à une valeur seuil prédéterminée, le module de diagnostic et de commande 21 en déduit que le système d'élimination des particules de suies est dans un état 25 arrêté. Le système d'élimination est alors prêt à recevoir un ordre de commande d'élimination CE des particules de suies d'un calculateur du véhicule par exemple dès qu'un déclenchement de la régénération du système d'élimination et de filtration est effectué. Ainsi, dès que le système d'élimination reçoit un ordre de 30 commande CE d'éliminer les particules de suies, une deuxième étape de détection de la présence de la source électrique 10 est réalisée. A cet effet, le module de mesure 20 prélève la tension V 2906565 7 aux bornes de la source électrique 10 par exemple. Lors d'un test 32, si aucune tension V n'est détectée ou si la tension V détectée est inférieure à une valeur seuil prédéterminée, le module de diagnostic et de commande 21 permet de diagnostiquer un défaut 5 d'alimentation électrique du système d'alimentation. Un deuxième diagnostic de défaillance D2 est alors émis par le dispositif de diagnostic. Un simple signal ou message de défaillance ou message sous forme de voyant rouge ou sous forme sonore peut être émis. Le conducteur sait alors qu'il existe un défaut d'alimentation du io système d'élimination. Toutefois, si lors du test 32, une présence de la source électrique est détectée, le module de diagnostic et de commande 21 autorise une troisième étape de mise en fonctionnement de l'élimination en commandant la fermeture de l'interrupteur 11. is L'interrupteur doit être ouvert pour pouvoir détecter le fonctionnement du système d'élimination. Ce n'est en effet que lorsqu'un ordre commande de l'élimination est reçu par le dispositif de diagnostic et lorsque l'interrupteur 11 se ferme que l'élimination peut démarrer. Lors de cette troisième étape, on vérifie ainsi que 20 l'ordre de fermeture de l'interrupteur 11 a été exécuté. La détection d'une éventuelle défaillance de l'interrupteur 11 lors de sa fermeture permet de vérifier si la mise en fonctionnement de l'élimination est effective ou non. En effet, si l'interrupteur est défaillant et ne se ferme pas, la troisième étape de mise en fonctionnement de 25 l'élimination ne peut s'effectuer. Pour détecter une éventuelle défaillance de l'interrupteur 11 à l'état fermé, l'intensité I du courant est à nouveau mesurée par l'intermédiaire du module de mesure 20 et cette mesure est testée lors d'un test 33. Lors de ce test 33, si l'intensité I mesurée est nulle ou 30 sensiblement inférieure à une valeur seuil prédéterminée, l'interrupteur 1 1 , qui est sensé être fermé, est donc au contraire resté ouvert, et la mise en fonctionnement effective de l'élimination 2906565 8 n'a pas eu lieu. L'élimination des particules ne peut alors pas s'effectuer. Le module de diagnostic et de commande 21 a alors détecté une défaillance de la fermeture de l'interrupteur 11. Un message de diagnostic D3 est envoyé au conducteur sous forme 5 d'un voyant rouge par exemple pour signaler une défaillance de l'interrupteur lors de sa fermeture. Par contre, une mesure non nulle de l'intensité I du courant ou sensiblement supérieure à une valeur seuil prédéterminée lors du test 33, permet au module de diagnostic et de commande 21 de io détecter une mise en fonctionnement effective de l'élimination. Le dispositif de diagnostic en déduit que la troisième étape de mise en fonctionnement de l'élimination s'est bien déroulée et le dispositif de diagnostic peut alors passer à une quatrième étape de détection de la défaillance d'un ou plusieurs éléments chauffants 12. is Pour ce faire, le module de diagnostic et de commande 21 vérifie si les éléments chauffants 12 sont ou non défaillants en effectuant dans un premier temps un test 34. Ce test 34 permet de détecter la défaillance d'une ou plusieurs résistances chauffantes 12 selon la valeur de l'intensité I du courant 20 mesurée par l'intermédiaire du module de mesure 20. En effet, lors du test 34, la mesure de l'intensité I du courant est sensiblement égale à celle de la tension V mesurée divisée par la résistance équivalente, le dispositif de diagnostic effectue un test 36, qui vérifie si l'ordre de commande d'élimination non représenté 25 sur la figure 3, est toujours ou non actif, et explicité dans la suite de la description. Toutefois, si l'intensité I mesurée ne correspond pas à la valeur attendue, à savoir la valeur du quotient de la tension V mesurée divisée par la valeur de la résistance équivalente, alors le module 30 de diagnostic et de commande 21 en conclut qu'il existe une défaillance due aux résistances chauffantes 12, et évalue le nombre de résistances défaillantes ERD. Un test 35 est ensuite effectué afin 2906565 9 de déterminer si le nombre d'éléments chauffants défaillants a ou non dépassé un seuil de tolérance acceptable prédéterminé. Le nombre de résistances défaillantes est par exemple comparé au seuil de tolérance prédéterminé. 5 Si le nombre de résistances défaillantes n'est pas acceptable et dépasse la tolérance acceptée, le dispositif de diagnostic émet un message de diagnostic D4 indiquant que le système d'élimination est défaillant. Par contre, si lors du test 35, le nombre de résistances défaillantes est acceptable, ou s'il n'y a aucune io résistance défaillante, ou bien, alors le dispositif de diagnostic effectue le test 36. Si lors de ce test 36, l'ordre d'élimination des particules des suies n'est plus actif, le module de diagnostic et de commande 21 provoque l'ouverture de l'interrupteur et le diagnostic est alors is terminé. Un message sonore ou visuel peut être envoyé au conducteur le renseignant sur la fin du diagnostic. Un message de fin de diagnostic est émis au conducteur pour l'avertir de l'arrêt du fonctionnement. Si lors du test 36, l'ordre de commande d'élimination est 20 toujours actif, le module de mesure 20 prélève la tension V aux bornes de la source électrique 10 afin de vérifier l'alimentation du système d'élimination. Un test 37 est ensuite réalisé pour vérifier la présence ou l'absence de tension V. Lorsque la tension V mesurée est sensiblement nulle, le dispositif de diagnostic émet le diagnostic 25 D2 du défaut d'alimentation précédemment cité. Par contre si la tension V mesurée n'est pas sensiblement nulle, le module de mesure prélève l'intensité I du courant et le test suivant effectué par le module de diagnostic et de commande 21 est le test 33. L'étape suivante effectuée par le dispositif de diagnostic est 30 alors la quatrième étape de détection de la défaillance d'un ou plusieurs éléments chauffants. 2906565 Io Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, et conformément à la figure 3, lorsque l'un des messages de diagnostic de défaillance cités dans la description ci-dessus est émis par le dispositif de diagnostic, un autre message de diagnostic 5 de défaillance de l'élimination D5 est alors envoyé au conducteur. Le module de diagnostic et de commande 21 provoque l'ouverture de l'interrupteur 11 et un nouveau message de fin de diagnostic est émis. Il sera compris que le dispositif de diagnostic peut envoyer un io seul message final de défaillance du système d'élimination sans préciser la nature du défaut du système d'élimination en déclenchant l'ouverture de l'interrupteur 11. Pour toute défaillance détectée, le signal de défaillance est envoyé au conducteur et/ou au système de diagnostic du véhicule. is De même, l'activation du dispositif de diagnostic peut, dans un autre mode de réalisation non représenté, être réalisée à la demande du conducteur au lieu d'être réalisée automatiquement au démarrage, le choix étant laissé au conducteur. Le procédé de diagnostic et le dispositif de diagnostic mettant 20 en oeuvre ce procédé permettent de connaître la nature d'une panne éventuelle du système d'élimination en détectant le non fonctionnement d'un ou plusieurs éléments chauffants, le non fonctionnement de l'alimentation électrique, ou encore la défaillance de l'interrupteur. 25 Ce procédé de diagnostic et le dispositif de diagnostic selon l'invention permettent ainsi de détecter si le système d'élimination est ou non fonctionnel, et si les ordres d'activation ou de désactivation de l'élimination sont appliqués. REVENDICATIONS 1. Procédé de diagnostic d'un système d'élimination de particules de gaz d'échappement d'un véhicule caractérisé en ce qu'il comporte : i. une première étape de détection de la défaillance d'ouverture d'un interrupteur (1 1), ii. une deuxième étape de détection du i0 fonctionnement d'une source électrique, iii. une troisième étape de mise en fonctionnement de l'élimination de particules par des éléments chauffants. is 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un module de diagnostic et de commande (21) pilote l'ouverture de l'interrupteur (1 1) lors de la première étape ou lorsqu'une quelconque défaillance est détectée, et en ce qu'il pilote la fermeture de l'interrupteur (1 1) lors de la troisième étape 20 afin d'autoriser la mise en fonctionnement de l'élimination. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que à l'aide d'un module de mesure (20), on mesure l'intensité (I) du courant pour détecter la mise en fonctionnement de 25 l'élimination effective du système d'élimination ou pour détecter l'arrêt définitif de l'élimination 4. Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce qu'on mesure la tension (V) du système d'élimination pour 30 détecter une défaillance du système d'alimentation 2906565 12 5. Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé ce qu'on mesure la tension (V) du système d'élimination pour la mise en fonctionnement de l'élimination. 5 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la première étape est réalisée lors du démarrage du véhicule lors d'une initialisation du système d'élimination. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'on réalise la deuxième étape de détection de la présence de la source électrique (10) lorsque l'interrupteur (1 1) est fonctionnel et lorsqu'un ordre de commande d'élimination est actif. 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'on réalise la troisième étape de mise en fonctionnement de l'élimination lorsque le système d'élimination est alimenté par la source électrique. 20 9. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte une quatrième étape de détection de la défaillance d'un ou plusieurs des éléments chauffants lorsque l'intensité (I) mesurée par un module de mesure (20) est 25 différente de l'intensité (I) théorique du système d'élimination 10. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'on détecte la défaillance d'au moins un élément chauffant en comparant l'intensité (I) du courant mesurée 30 avec l'intensité (I) théorique du système d'élimination et lorsque le nombre d'éléments chauffants défaillants est supérieur à un seuil de tolérance prédéterminé. 15 2906565 13 11. Dispositif de diagnostic mettant en oeuvre le procédé selon les revendications précédentes, comportant un système d'élimination de particules de gaz d'échappement d'un véhicule, 5 ledit système d'élimination comportant au moins une source électrique (10), et au moins un élément chauffant (12) caractérisé en ce que ledit dispositif de diagnostic comporte un interrupteur (Il), un module de diagnostic et de commande (21), et un module de mesure (20) de la tension (V) et l'intensité (I) du courant du lo système d'élimination. 12. Véhicule automobile comportant un dispositif de diagnostic de l'état de fonctionnement ou de disfonctionnement d'un système d'élimination de particules de gaz d'échappement caractérisé en ce ledit dispositif de diagnostic est selon la revendication précédente, les éléments chauffants étant dans la ligne d'échappement.