Brevet FR2922945A1 — publié le 20090501

PROCEDE DE DETERMINATION D'INTERVALLE DE MAINTENANCE POUR VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention se situe dans le domaine de la maintenance et de la révision de véhicules automobiles, notamment de ceux munis de systèmes de traitement des gaz d'échappement utilisant un agent injecté dans la ligne d'échappement. Cette invention est, plus particulièrement, destinée à être mise en oeuvre dans les véhicules automobiles munis d'un système de traitement des oxydes d'azote émis par un moteur diesel, le traitement étant effectué par une réduction catalytique sélective des oxydes d'azote en utilisant un réducteur tel que de l'ammoniac. Ces systèmes de traitement permettent de traiter les gaz d'échappement de manière à ce que les véhicules respectent les niveaux d'émission légalement tolérés, qui sont de plus en plus bas. Les systèmes à réduction catalytique sélective, dits SCR, comprennent généralement un catalyseur SCR, siège d'une ou plusieurs réactions chimiques de réduction des oxydes d'azote par l'ammoniac. La présente invention trouve une application avantageuse dans des véhicules munis de tels systèmes, et dans lesquels l'agent réducteur, tel que l'ammoniac, est stocké dans un réservoir en solution aqueuse, par exemple sous forme d'urée. A l'heure actuelle, les systèmes SCR sont relativement répandus dans les véhicules diesel poids lourds. Dans ces véhicules, le remplissage du réservoir de réducteur est effectué simultanément au remplissage du réservoir de carburant. Toutefois, une telle solution est difficile à envisager pour des conducteurs particuliers, peu habitués à manipuler une pluralité de produits nécessaires au bon fonctionnement d'un véhicule. En effet, laisser le remplissage d'un réservoir à la charge d'un utilisateur inexpérimenté risque de conduire à des erreurs de manipulation, par exemple à un remplissage du réservoir de réducteur par un autre produit, tel que du carburant, de l'eau, de l'huile moteur, ou encore du liquide de freins. L'invention vise donc à remédier à cet inconvénient en fournissant une solution telle que la quantité d'urée embarquée dans le véhicule soit suffisante pour effectuer une réduction correcte des oxydes d'azote pendant toute la durée de fonctionnement d'un véhicule entre deux séances de maintenance. Il est ainsi possible de limiter la manipulation du réducteur par l'utilisateur du véhicule, puisque le remplissage du réservoir est effectué lors des séances de maintenance du véhicule, et ce remplissage est alors accompli par une personne ayant les connaissances nécessaires pour ne pas commettre d'erreur, par exemple un garagiste. Une solution simple pour garantir cette quantité suffisante d'agent réducteur consiste en un dimensionnement du réservoir supérieur à la quantité théorique de réducteur nécessaire, de manière à garantir la possibilité de réduire les oxydes d'azote en permanence. Une telle solution, envisageable dans le cas d'un véhicule poids lourd, ne l'est pas dans un véhicule léger, de petite taille, pour lequel la réduction de poids et d'encombrement est un enjeu majeur. Dans de tels véhicules, les constructeurs souhaitent dimensionner au plus juste la taille des réservoirs d'urée, tout en prévoyant des moyens pour éviter toute pénurie de réducteur lors d'une phase de roulage du véhicule, qui entraînent une impossibilité de traiter les gaz d'échappement, et par la suite un dégagement de gaz toxiques dans l'atmosphère. A cet effet, la présente invention propose un procédé de détermination d'intervalle de maintenance permettant de prendre en compte la consommation de réducteur lors du fonctionnement du véhicule. Dans les véhicules actuels, on connaît des procédés de détermination d'intervalle de révision et d'entretien en fonction de conditions d'usure de certains éléments du véhicule. On connaît également des procédés de détermination permettant de moduler les intervalles de maintenance en fonction d'un comportement d'un conducteur au volant. En effet, certains types de conduite, par exemple une conduite comportant de nombreuses accélérations et des phases de roulage à grande vitesse, conduisent à une usure plus rapide des éléments du véhicule, et il est donc nécessaire de les vérifier, voire de les remplacer, plus fréquemment que dans le cas d'une conduite plus régulière. Toutefois, aucune de ces solutions connues ne tient compte de paramètres ayant trait à un système de dépollution installé dans le véhicule. L'invention propose ainsi un procédé de détermination d'intervalle de maintenance pour un véhicule automobile équipé d'un système de traitement des gaz d'échappement, le traitement consistant en une réduction catalytique sélective, dans un catalyseur, des gaz d'échappement par un agent réducteur injecté dans la ligne d'échappement. Le procédé comprend les étapes suivantes, effectuées lors d'un démarrage du véhicule: -l'étape de déterminer une valeur initiale de distance restant à parcourir avant la prochaine maintenance, - l'étape de déterminer une distance parcourue réelle depuis le dernier démarrage, - l'étape de déterminer une quantité d'agent réducteur consommée depuis le dernier démarrage, - l'étape de déterminer, en fonction de cette quantité d'agent réducteur consommée, un facteur de sévérité de conduite du véhicule, - l'étape de corriger la distance parcourue réelle en fonction du facteur de sévérité, afin d'obtenir une distance parcourue pondérée, et - l'étape de mettre à jour, en fonction de cette distance parcourue pondérée, une valeur mise à jour de la distance restant à parcourir avant la prochaine maintenance. La quantité de réducteur disponible dans le réservoir diminue lors de la mise en oeuvre des réactions chimiques de réduction des oxydes d'azote. Ainsi, dans une réalisation, pour déterminer la quantité d'agent réducteur consommée, on détermine une quantité d'oxydes d'azote émis par le moteur, et on calcule, en fonction des réactions chimiques mises en jeu dans le catalyseur, la quantité d'agent réducteur nécessaire pour réduire ces oxydes d'azote. Cette détermination de la quantité d'oxydes d'azote émise peut être effectuée, par exemple, soit par le biais d'une mesure, soit en utilisant une cartographie prédéterminée des émissions d'oxydes d'azote en fonction de paramètres de fonctionnement du moteur, par exemple le couple et le régime. Toutefois, il est parfois difficile d'effectuer une mesure correcte des oxydes d'azote émis par le moteur, et la détermination à l'aide d'une cartographie peut s'avérer imprécise. Pour remédier à ces inconvénients, dans une réalisation, la détermination de la quantité d'agent réducteur consommée est effectuée en comparant un niveau de remplissage d'un réservoir d'agent à l'instant du démarrage avec un niveau de remplissage à l'instant du démarrage précédent. Pour effectuer cette mesure du niveau de remplissage d'un réservoir d'agent on utilise, par exemple un capteur de type continu. Il est à noter que la précision de la mesure issue d'un tel capteur dépend fortement de la forme du réservoir. En effet, si celui-ci a une forme plate, c'est à dire une grande surface de base et une petite hauteur, une petite différence de niveau peut correspondre à plusieurs litres de consommation de réducteur. Il est donc utile, dans certaines réalisations, d'effectuer la détermination en utilisant à la fois une mesure de la quantité d'oxydes d'azote et une mesure du niveau de remplissage du réservoir. L'information concernant la quantité d'azote consommée permet alors, dans une étape suivante du procédé, de déterminer un facteur de pondération reflétant un comportement du conducteur au volant de son véhicule, ou un type de roulage en fonction de l'environnement de circulation, par exemple en milieu urbain ou en milieu extra-urbain. Un tel facteur de pondération est, par exemple, un chiffre compris entre 0 et 10, à partir duquel on pondère la valeur de la distance parcourue. En effet, un trajet de dix kilomètres comprenant de nombreux freinages et accélérations, soit parce qu'il est effectué en milieu urbain, soit parce que l'utilisateur du véhicule a une conduite nerveuse, provoque une usure du véhicule supérieure à l'usure normale pour une telle distance. En conséquence, la pondération par le facteur de sévérité permet de refléter cette usure plus rapide en augmentant ou diminuant fictivement la distance parcourue, pour obtenir la distance parcourue pondérée. Cette notion de pondération sera ultérieurement détaillée à l'aide d'exemples. A partir de la distance parcourue pondérée, on procède à la mise à jour de la distance restant à parcourir. Dans une réalisation du procédé, cette mise à jour consiste à soustraire la valeur de distance parcourue pondérée à la valeur initiale de la distance restant à parcourir. Cette valeur initiale est, par exemple, la valeur mise à jour au cours de la mise en oeuvre précédente du procédé. En revanche, lors de la première mise en oeuvre du procédé après une maintenance, la valeur initiale est, par exemple, une valeur fixée par un constructeur du véhicule. Cette valeur peut être fixée en fonction du modèle de véhicule, des paramètres du moteur, ou encore de l'âge du véhicule. Dans une réalisation avantageuse, un procédé selon l'invention est mis en oeuvre en utilisant un calculateur électronique installé dans le véhicule. Le calculateur électronique utilisé à cet effet peut être un calculateur déjà installé dans le véhicule, pour la gestion de l'ensemble des organes, ou un calculateur spécifique à la mise en oeuvre de ce procédé. Dans ce cas, il est possible d'inclure dans le procédé une étape au cours de laquelle on stocke dans une mémoire du calculateur la distance restant à parcourir. Ce stockage en mémoire permet, d'une part, d'utiliser la valeur mise à jour pour les mises en oeuvre ultérieures du procédé et, d'autre part, d'informer le conducteur de la prochaine maintenance à effectuer. Ainsi, dans une réalisation, le procédé comprend l'étape d'informer le conducteur de la distance restant à parcourir, par exemple par le biais d'un affichage sur le tableau de bord.35 La mise à jour, dans la mémoire, de la distance restant à parcourir est, selon les réalisations, effectuée : - en stockant d'une part la valeur initiale de l'intervalle de maintenance, définie par le constructeur, et d'autre part la valeur cumulée des distances parcourues pondérées ; dans ce cas, la distance restant à parcourir correspond à la soustraction entre ces deux données ; ou - en stockant uniquement la distance restant à parcourir, et en remplaçant cette valeur, à chaque mise en oeuvre du procédé, par la valeur présente en mémoire auquel on soustrait la distance parcourue pondérée. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront avec la description de certains de ses modes de réalisation, cette description étant effectuée à titre non limitatif à l'aide des tableaux I et II montrés dans la suite de la description, 15 ainsi que de la figure 1 qui montre une cartographique des émissions d'oxydes d'azote dans un moteur, en fonction des paramètres moteur que sont le couple et le régime. Ainsi, la figure 1 montre, pour chaque paire � couple/régime � 20 envisageable dans un véhicule, la quantité d'oxydes d'azote émise. Le trait pointillé délimite une zone de fonctionnement correspondant à l'évolution des paramètres moteur sur un cycle de fonctionnement normalisé, dit cycle NEDC (New European Driving Cycle). Un cycle NEDC est composé de quatre cycles urbains, dits UDC (Urban Driving Cycle), et d'un cycle extra-urbain, dit EUDC (Extra Urban Driving 25 Cycle). Dans les véhicules actuels, si la conduite d'un véhicule est telle que les paramètres de fonctionnement sont situés à l'intérieur de la zone délimitée par le trait pointillé, les émissions d'oxydes d'azote par le moteur sont faibles, et la consommation de réducteur l'est également en suivant. 30 Les intervalles de maintenance sont définis par les conducteurs en fonction des émissions d'oxydes sur des cycles normalisés, par exemple le cycle NEDC. Or, dès que les paramètres de fonctionnement du véhicule sont situés hors de la zone définie par ce cycle, la consommation de réducteur augmente 35 fortement, ce qui peut conduire à une pénurie de réducteur si l'intervalle de 10 5 maintenance n'est pas adapté en fonction de cette consommation, et en particulier s'il n'est pas réduit. En conséquence, dans un procédé conforme à l'invention, on détermine un facteur de sévérité permettant de pondérer la distance parcourue. Le tableau suivant (Tableau I) montre un exemple d'évolution d'un intervalle de maintenance pour différents type de roulage d'un véhicule : Profil de roulage Facteur de sévérité 30% hors zone NEDC 1.2 Distance restant à parcourir avant prochaine révision affichée au tableau de bord (km) Distance parcourue par le client (km) 15 000 18 750 20 000 25 000 30 000 0 5 000 10 000 30 000 24 000 18 000 12 000 7 500 6 000 0 10 Tableau I Ce tableau illustre le cas d'un véhicule dont l'intervalle de maintenance de base est fixé à 30 000 kilomètres par le constructeur. Cette valeur de 30 000 kilomètres est la valeur initiale de la distance à parcourir, utilisée lors de la première 15 mise en oeuvre du procédé après une maintenance. A partir des paramètres moteur, on détermine, grâce à la cartographie de la figure 1, une quantité d'azotes émise ; cette quantité émise permet de déterminer en premier lieu une quantité d'agent réducteur nécessaire pour réduire les oxydes d'azote, et de déterminer par la suite un facteur de sévérité à appliquer à 20 la distance parcourue pour la pondérer. Le tableau I montre ainsi un exemple de valeur moyenne d'un facteur de sévérité pour trois types de comportement de conduite différents. On constate que, pour un utilisateur ayant un profil de roulage situé entièrement dans la zone pointillée du graphe de la figure 1, dite zone NEDC, l'intervalle de maintenance reste égal à la valeur maximale déterminée par le constructeur, à savoir 30 000 kilomètres. En revanche, pour un utilisateur ayant une conduite plus brusque, et dont le comportement du moteur est situé hors de la zone NEDC pendant 30% du temps (respectivement 60%), l'intervalle sera revu à la baisse au fur et à mesure des démarrages successifs, jusqu'à atteindre une valeur de 25 000 kilomètres (respectivement 18 750 kilomètres). Un procédé conforme à l'invention est également illustré à l'aide du tableau II, qui montre de façon détaillée la détermination du facteur de sévérité en fonction de la consommation d'agent réducteur. Sans stratégie d'adaptation Distance Conso Facteur Distance Cumul Distance Cumul Distance parcourue AdBlue de corrigée distance restante distance restante sévérité corrigée corrigée 1 000 1 1 1 000 1 000 29 000 1 000 29 000 500 0.8 1.6 800 1 800 28 200 1 500 28 500 300 1.5 5 1 500 3 300 26 700 1 800 28 200 200 2 10 2 000 5 300 24 700 2 000 28 000 1 000 0.9 0.9 900 6 200 23 800 3 000 27 000 15 Tableau II Au cours d'une première phase de roulage, un client parcourt 1000 kilomètres, au cours desquelles il consomme 1 litre d'une solution aqueuse d'urée, par exemple de l'AdBlue. 20 Cette consommation est alors comparée à la consommation théorique d'AdBlue pour un trajet de cette distance. La consommation théorique est calculée, par exemple, en fonction des émissions théoriques d'azote sur cette distance au cours d'un cycle NEDC. Une autre possibilité pour calculer cette consommation théorique consiste à cumuler les quantités d'injection théorique de réducteur au 25 cours d'un trajet de cette distance. Lors de cette première phase, la consommation d'AdBlue réellement constatée est égale à la consommation d'AdBlue théorique. En conséquence, le 10 facteur de sévérité, ou facteur de pondération, est déterminé comme étant égal à 1. La distance parcourue pondérée est donc égale à la distance réellement parcourue. En revanche, au cours de la deuxième phase, une quantité de 0.8 litre d'AdBlue est consommée pour une distance parcourue de seulement 500 kilomètres. Or, la consommation théorique pour cette distance est de 0.5 litre. En conséquence, la quantité d'AdBlue réellement consommée est supérieure à la normale. On détermine alors un facteur de sévérité supérieur à 1, ici égal à 1.6. La distance parcourue pondérée est le résultat de la pondération de la distance réelle, à savoir 500 kilomètres, par le facteur de sévérité, et elle est donc égale à 800 kilomètres. L'intervalle de maintenance de départ était fixé à 30 000 kilomètres. Dans le cas présent, l'application d'un procédé conforme à l'invention permet de réduire cet intervalle à 28 200 kilomètres, soit un écart de 1800 kilomètres, alors que la distance réellement parcourue est uniquement 1500 kilomètres. La dernière colonne du tableau II montre les valeurs de l'intervalle de maintenance dans le cas d'un système ne mettant pas en oeuvre le procédé de l'invention. Au cours des troisième et quatrième phases de roulement, la consommation d'AdBlue est également supérieure à la consommation théorique, et les facteurs de sévérité déterminés sont donc supérieurs à 1. En revanche, on constate qu'au cours de la dernière phase de roulement, une quantité égale à seulement 0.9 litre d'AdBlue est consommée. Cette quantité est inférieure à la quantité théorique, et le facteur de sévérité est donc déterminé comme étant inférieur à 1. Ainsi, la distance parcourue pondérée est inférieure à la distance réelle. On constate donc, sur le tableau II, qu'après un parcours de 3000 kilomètres, la distance à parcourir avant la prochaine maintenance a été réduite de 6200 kilomètres, et non pas de 3000 kilomètres, comme c'est le cas dans un système ne mettant pas en oeuvre un procédé d'adaptation des intervalles de maintenance. Un procédé conforme à l'invention permet donc d'éviter toute mise en défaut d'un système de traitement des gaz d'échappement, en garantissant une quantité suffisante d'agent réducteur pour réduire les oxydes d'azote entre deux maintenances. 5 Ce procédé est, par ailleurs, relativement aisé à mettre en place dans un véhicule puisqu'il ne nécessite aucune adaptation de pièces, et donc pas de surcoût lors de la fabrication des véhicules. Un tel procédé est, bien entendu, particulièrement adapté à une mise en oeuvre dans un système de traitement par réduction catalytique sélective, mais il peut être utilisé dans tout autre système embarquant des réservoirs nécessitant un remplissage phasé avec les intervalles de maintenance du véhicule. REVENDICATIONS 1. Procédé de détermination d'intervalle de maintenance pour un véhicule automobile équipé d'un système de traitement des gaz d'échappement, le traitement consistant en une réduction catalytique sélective, dans un catalyseur, des gaz d'échappement par un agent réducteur injecté dans la ligne d'échappement, le procédé comprenant les étapes suivantes, effectuées lors d'un démarrage du véhicule: - l'étape de déterminer une valeur initiale de distance restant à parcourir avant la prochaine maintenance, - l'étape de déterminer une distance parcourue réelle depuis le dernier démarrage, - l'étape de déterminer une quantité d'agent réducteur consommée depuis le dernier démarrage, - l'étape de déterminer, en fonction de cette quantité d'agent réducteur consommée, un facteur de sévérité de conduite du véhicule, - l'étape de corriger la distance parcourue réelle en fonction du facteur de sévérité, afin d'obtenir une distance parcourue pondérée, et - l'étape de mettre à jour, en fonction de cette distance parcourue pondérée, une valeur mise à jour de la distance restant à parcourir avant la prochaine maintenance. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la détermination de la quantité d'agent réducteur consommée est effectuée en comparant un niveau de remplissage d'un réservoir d'agent à l'instant du démarrage avec un niveau de remplissage à l'instant du démarrage précédent. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la mesure du niveau de remplissage d'un réservoir d'agent est effectuée en utilisant un capteur de type continu. 4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la détermination de la quantité d'agent réducteur consommée est effectuée en déterminant une quantité d'oxydes d'azote émis par le moteur, et en calculant, en fonction desréactions chimiques mises en jeu dans le catalyseur, la quantité d'agent réducteur nécessaire pour réduire ces oxydes d'azote 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel la détermination de la quantité d'oxydes d'azote émise par le moteur est effectuée en utilisant une cartographie prédéterminée des émissions d'oxydes d'azote en fonction de paramètres de fonctionnement du moteur. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la mise à jour de la distance restant à parcourir consiste à soustraire la valeur de distance parcourue pondérée à la valeur initiale de la distance restant à parcourir. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la valeur initiale de la distance à parcourir correspond à la valeur mise à jour au cours de la mise en oeuvre précédente du procédé. 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel, lors de la première mise en oeuvre du procédé après une maintenance, la valeur initiale de la distance à parcourir correspond à une valeur fixée par un constructeur du véhicule. 9. Procédé selon l'une des revendications précédentes comprenant l'étape de stocker, dans une mémoire d'un calculateur installé dans le véhicule, la valeur de la distance restant à parcourir. 10. Procédé selon l'une des revendications précédentes comprenant en outre l'étape d'informer un conducteur du véhicule de la distance restant à parcourir, par exemple par le biais d'un affichage sur le tableau de bord.