Brevet FR2942268A1 — publié le 20100820

UN PROCEDE DE SURVEILLANCE D'UNE LIGNE D'ECHAPPEMENT D'UN MOTEUR [000l] La présente invention concerne un procédé de surveillance d'une ligne d'échappement d'un moteur. [0002] La combustion de combustible fossile comme le pétrole ou le charbon dans un système de combustion peut entraîner la production en quantité non négligeable de polluants qui peuvent être libérés dans l'atmosphère et dégrader l'environnement. C'est notamment le cas lors de la combustion du carburant par les moteurs montés dans les véhicules automobiles. [0003] Ainsi, afin de répondre aux normes actuelles d'anti-pollution et de réduire la pollution de l'atmosphère occasionnée par les gaz d'échappement, le circuit de ces gaz dans les véhicules est équipé d'un filtre à particules. Un filtre à particules capture les particules de suie émises par le moteur. Pour éviter un colmatage du filtre à particules, les particules piégées par le filtre sont brûlées lors de phases de régénérations du filtre par élévation de la température des gaz d'échappement. [0004] Un des moyens pouvant être utilisé pour élever la température des gaz d'échappement est d'injecter du carburant dans la ligne d'échappement qui comprend le filtre. Mais, des fuites peuvent apparaître dans le système d'injection de carburant dans la ligne ce qui risque d'endommager le véhicule en l'absence de détection de telles fuites. [0005] Il est de ce fait souhaitable de pouvoir détecter la présence de carburant dans la ligne d'échappement du véhicule. [0006] Il est connu du document EP-A-O 475 177 un procédé pour la détection du facteur de purification d'un catalyseur dans un moteur à combustion interne utilisant un dispositif pour détecter la facteur de purification du catalyseur. Le catalyseur est disposé dans un système d'échappement dudit moteur et a un premier et un second capteurs à oxygène qui sont disposés respectivement en amont et en aval dudit catalyseur. Le facteur de purification dudit catalyseur est mesuré sur la base des niveaux de signal de sortie respectifs dudit premier et second capteurs à oxygène qui sont indicatifs sélectivement des conditions riche et pauvre du rapport air-carburant. L'appareil comprend un moyen de correction de feed-back qui répond au moins au signal de sortie dudit premier capteur à oxygène de manière à obtenir des valeurs successives d'un coefficient de feed-back qui est utilisé pour le contrôle d'une quantité d'injection de carburant dudit moteur, ledit coefficient de correction de feed- back entre une condition produisant une augmentation de la quantité d'injection de carburant dudit moteur. Ledit coefficient de correction de feed-back change périodiquement avec une période de feed-back entre une condition produisant une augmentation de la quantité d'injection de carburant et une condition produisant une réduction de la quantité d'injection de carburant. Le procédé comprend une étape de changement de la période de feed-back en une valeur qui est plus grande qu'une période de feed-back qui arrive durant une condition de contrôle du rapport air-carburant normale. Le procédé comporte également la mesure du facteur de purification dudit catalyseur sur la base d'un montant du changement de la période de feed-back exécuté à l'étape de changement et d'un paramètre sélectionné à partir d'un groupe de paramètres. Le groupe de paramètres comprend l'amplitude du signal de sortie dudit second capteur d'oxygène, la valeur de ladite période de feed-back, le montant de la différence de temps entre une transition du signal de sortie dudit premier capteur d'oxygène, entre des conditions indiquant respectivement un rapport air-carburant riche et un rapport air-carburant pauvre, et une transition correspondante du signal de sortie dudit second capteur d'oxygène et le montant de la différence de phase entre des signaux de sortie respectifs des premier capteur d'oxygène et second capteur d'oxygène. [000n Mais, un tel procédé est complexe à mettre en oeuvre, notamment parce que deux sondes à oxygènes sont utilisées. [000si Il existe un besoin pour un procédé de surveillance permettant de détecter la présence de carburant dans une ligne d'échappement d'un moteur qui soit plus simple à mettre en oeuvre. [0009] Pour cela, l'invention propose un procédé de surveillance d'une ligne d'échappement d'un moteur, ladite ligne comportant un moyen de dépollution opérant avec du carburant injecté dans la ligne d'échappement en amont dudit moyen, le procédé comportant une étape de mesure de la concentration en oxygène dans la ligne d'échappement par une sonde à oxygène, et de détection de la présence de carburant dans la ligne d'échappement selon la concentration en oxygène mesurée. [ooio] Dans une variante, ledit moyen de dépollution est un filtre à particules comportant un mode de régénération dans lequel du carburant est injecté dans la ligne d'échappement. [0011] Dans une variante, la sonde à oxygène est dans la ligne d'échappement, en amont du filtre à particules dans le sens d'écoulement des gaz d'échappement du moteur. [0012] Dans une variante, le moteur comprend au moins un cylindre, l'injection de carburant dans la ligne d'échappement en mode de régénération du filtre à particules étant réalisée par injection de carburant dans le cylindre. [0013] Dans une variante, l'injection de carburant se fait pendant une phase d'échappement hors cylindre. [0014] Dans une variante, la ligne d'échappement comprend en outre un injecteur de carburant, l'injecteur de carburant injectant du carburant dans la ligne d'échappement en mode de régénération du filtre à particules. [0015] Dans une variante, le procédé comprend en outre une étape de détection du mode de fonctionnement du filtre à particules. [0016] Dans une variante, le procédé comprend en outre l'avertissement de l'utilisateur relativement à une détection d'injection de carburant en l'absence d'une injection souhaitée. [0017] La présente invention a également pour objet un véhicule comprenant une ligne d'échappement , ladite ligne comportant un moyen de dépollution opérant avec du carburant injecté dans la ligne d'échappement, une sonde à oxygène mesurant la concentration en oxygène dans la ligne d'échappement, et un calculateur de détection de la présence de carburant dans la ligne d'échappement selon la concentration en oxygène mesurée. [oois] Dans une variante, la ligne d'échappement comprend en outre un filtre à particules comportant un mode de régénération dans lequel du carburant est injecté dans la ligne d'échappement. [0019] Dans une variante, le véhicule comprend en outre un moteur et un injecteur 5 de carburant dans le moteur pendant une phase d'échappement des gaz d'échappement vers la ligne d'échappement. [0020] Dans une variante, la ligne d'échappement comprend en outre un injecteur de carburant injectant du carburant dans la ligne d'échappement. 10 [0021] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement et en références aux dessins qui montrent : • figure 1, une vue schématique d'un véhicule, et • figure 2, un organigramme d'un exemple de mise en oeuvre du procédé de 15 surveillance. [0022] II est proposé un procédé de surveillance d'une ligne d'échappement d'un moteur. Le procédé comporte une étape de mesure de la concentration en oxygène dans la ligne d'échappement par une sonde à oxygène. Le procédé comporte également une étape de détection de la présence de carburant dans la ligne 20 d'échappement selon la concentration en oxygène mesurée. [0023] Le procédé permet donc de déterminer la présence de carburant dans la ligne d'échappement du moteur. Un tel procédé peut être mis en oeuvre avec des éléments communément employés dans les moteurs. La mise en oeuvre du procédé est ainsi facilitée puisque aucun nouvel élément n'est ajouté pour pouvoir mettre en 25 oeuvre le procédé. En outre, une seule sonde à oxygène peut être utilisée ce qui simplifie la mise en oeuvre du procédé. [0024] Le procédé de surveillance peut être mis en oeuvre dans un véhicule 10 comme illustré dans la vue schématique de la figure 1. Le véhicule 10 comprend un moteur 12 qui peut être tout type de moteur. Le moteur 12 peut en particulier utiliser tout carburant comme l'essence, le Diesel, les biocarburants ou le GPL. [0025] Le véhicule 10 comporte également une ligne 14 d'échappement qui conduit les gaz d'échappement du moteur 12 vers l'extérieur. [0026] La ligne 14 peut en outre comprendre un filtre 16 à particules permettant de diminuer la quantité de polluants rejetée par le moteur 12 dans l'atmosphère. La ligne 14 comporte aussi un catalyseur non représenté sur la figure réduisant encore plus la quantité de polluants rejetée. Le filtre 16 comporte un mode de régénération dans lequel du carburant est injecté dans la ligne 14 d'échappement. L'injection de carburant permet d'atteindre une température suffisante pour la mise en oeuvre de la régénération. [0027] Plusieurs possibilités pour injecter le carburant dans la ligne 14 d'échappement existent. Selon l'exemple de la figure 1, la ligne 14 d'échappement peut comprendre en outre un injecteur 16 de carburant, l'injecteur 16 de carburant injectant du carburant dans la ligne 14 d'échappement en mode de régénération du filtre 16 à particules. L'injection se fait donc indépendamment de l'injection de carburant pour la combustion dans le moteur 12. En fonctionnement du moteur 12 à pleine charge, une injection de carburant dans la ligne 14 d'échappement peut ainsi être mise en oeuvre. [0028] L'injection de carburant dans la ligne 14 d'échappement peut être mise en oeuvre autrement. Notamment, le moteur 12 comprenant au moins un cylindre, l'injection de carburant dans la ligne 14 peut être réalisée par injection de carburant dans le cylindre. Une telle injection peut être réalisée par un injecteur de carburant dans le moteur 12. L'injecteur de carburant est en effet communément présent dans les moteurs, l'injecteur servant aussi à injecter le carburant pour la combustion. La mise en oeuvre d'une telle injection est donc simple. L'injection de carburant peut se faire pendant une phase d'échappement hors du cylindre. Réaliser l'injection durant la phase d'échappement permet de mettre en oeuvre l'injection à une phase durant laquelle l'injecteur n'est pas utilisé pour injecter le carburant pour la combustion. Cela permet d'injecter du carburant pour la régénération même lorsque le moteur 12 fonctionne à pleine charge. Il est possible d'utiliser à la fois un injecteur 16 comme l'exemple de la figure 1 et de réaliser des injections en phase d'échappement du cylindre par un injecteur de carburant dans le moteur. Lors d'un dysfonctionnement d'un des deux injecteurs, l'injection peut alors être mise en oeuvre par l'un des deux injecteurs. [0029] Le véhicule 10 comprend aussi une sonde 20 à oxygène mesurant la concentration en oxygène dans la ligne 14 d'échappement. La sonde 20 peut notamment être une sonde � lambda �. Une sonde � lambda � étant utilisée pour le contrôle de la richesse du mélange air-carburant introduit dans le moteur 12, il est avantageux d'utiliser une sonde � lambda � parce qu'une telle sonde est généralement présente dans les véhicules. [0030] La sonde 20 à oxygène peut être placée dans la ligne 14 d'échappement comme illustré dans la figure 1. Un tel positionnement dans la ligne 14 par rapport à un positionnement extérieur à la ligne 14 permet de mettre en place la sonde 20 sans modifier beaucoup la ligne 14. Cela évite en particulier l'adjonction de tuyaux. [0031] Il est en outre avantageux que la sonde 20 soit en amont du filtre 16 à particules dans le sens d'écoulement des gaz d'échappement du moteur 12. Une telle configuration est plus efficace que la configuration dans laquelle la sonde 20 à oxygène est placée en aval du filtre 16 à particules. [0032] Le véhicule 10 comporte également un calculateur 22 de détection de la présence de carburant dans la ligne 14 d'échappement selon la concentration en oxygène mesurée. Le calculateur 22 peut ainsi à partir de la concentration en oxygène mesurée par la sonde 20 détecter la présence de carburant. Le calculateur 24 peut contrôler l'injecteur 16, et notamment la durée d'ouverture de l'injecteur 16. Le calculateur 22 peut en outre recevoir des mesures réalisées par la sonde 20. Les liens entre le calculateur 22 et l'injecteur 16, la sonde 20 sont indiqués par des traits en pointillés sur la figure 1. Le calculateur 22 est par exemple un ordinateur embarqué. [0033] La figure 2 est un organigramme qui illustre un exemple de mise en oeuvre du procédé de surveillance de la ligne 14 d'échappement d'un moteur 12. [0034] Le procédé comporte une étape 24 de mesure de la concentration en oxygène dans la ligne 14 d'échappement par la sonde 20. [0035] Le procédé comporte également une étape 26 de détection de la présence de carburant dans la ligne 14 d'échappement selon la concentration en oxygène mesurée. La concentration en oxygène dans la ligne 14 d'échappement donne ainsi accès à la quantité de carburant injecté dans la ligne 14. Le procédé permet donc de déterminer la présence de carburant dans la ligne 14 d'échappement. Le procédé utilise une seule sonde 20 à oxygène et un calculateur 22 communément utilisés dans les moteurs. La mise en oeuvre du procédé est ainsi plus simple. Aucun élément supplémentaire n'est ajouté pour pouvoir mettre en oeuvre le procédé. Une modification de la programmation du calculateur 22 suffit pour mettre en oeuvre le procédé. [0036] Le procédé de surveillance permet aussi de vérifier que l'injection détectée correspond à une injection souhaitée. Une des situations de fonctionnement du véhicule 10 dans laquelle l'injection est souhaitée est lorsque le filtre 16 fonctionne en mode de régénération. [0037] Ainsi, le procédé peut en outre comprendre une étape 28 de détection du mode de fonctionnement du filtre 16 à particules. L'étape 28 permet ainsi de détecter le mode de fonctionnement du filtre 16 à particules et en particulier le mode de régénération du filtre 16 à particules. Deux informations sont ainsi connues sur le véhicule 10: la présence de carburant dans la ligne 14 d'échappement et le mode de fonctionnement du filtre 16 à particules. A l'aide de telles informations, il est possible de déterminer si la présence de carburant dans la ligne 14 correspond à une injection souhaitée. Si l'injection de carburant est souhaitée, il est en outre possible de confirmer que l'injecteur a bien fonctionné pour la mise en oeuvre de la régénération du filtre 16 à particules. En cas d'injection de carburant non souhaitée, cela peut être le signe d'un dysfonctionnement d'un ou de plusieurs éléments du véhicule 10. Une fuite de l'injecteur 18, un encrassement de l'injecteur 18 peuvent notamment survenir [0038] Selon l'exemple de la figure 2, le procédé comporte également une étape 30 d'avertissement de l'utilisateur relativement à une détection d'injection de carburant en l'absence d'une injection souhaitée. Cela correspond par exemple au cas où le mode détecté à l'étape 28 n'est pas la régénération du filtre 16 alors que la présence de carburant a été détectée dans la ligne 14 à l'étape 26. Cela permet d'alerter l'utilisateur de la présence de défauts de fonctionnement. L'utilisateur peut ainsi éviter les dégâts supplémentaires causés si le dysfonctionnement n'est pas corrigé au plus vite. En cas de fuite notamment, il existe en effet un risque de pollution ainsi que de destruction du catalyseur. REVENDICATIONS1. Un procédé de surveillance d'une ligne (14) d'échappement d'un moteur, ladite ligne comportant un moyen de dépollution opérant avec du carburant injecté dans la ligne d'échappement, en amont dudit moyen, le procédé comportant une étape de mesure de la concentration en oxygène dans la ligne (14) d'échappement par une sonde (20) à oxygène, et de détection de la présence de carburant dans la ligne (14) d'échappement selon la concentration en oxygène mesurée. 2. Le procédé selon la revendication 1, dans lequel ledit moyen de dépollution est un filtre (16) à particules comportant un mode de régénération dans lequel du carburant est injecté dans la ligne (14) d'échappement. 3. Le procédé selon la revendication 2, dans lequel la sonde (20) à oxygène est dans la ligne (14) d'échappement, en amont du filtre (16) à particules dans le sens d'écoulement des gaz d'échappement du moteur (12). 4. Le procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, dans lequel, le moteur (12) comprend au moins un cylindre, l'injection de carburant dans la ligne (14) d'échappement en mode de régénération du filtre (16) à particules étant réalisée par injection de carburant dans le cylindre. 5. Le procédé selon la revendication 4, dans lequel l'injection de carburant se fait 20 pendant une phase d'échappement hors cylindre. 6. Le procédé selon l'une des revendications 2 à 5, dans lequel la ligne (14) d'échappement comprend en outre un injecteur (18) de carburant, l'injecteur (18) de carburant injectant du carburant dans la ligne (14) d'échappement en mode de régénération du filtre (16) à particules. 25 7. Le procédé selon l'une des revendications 2 à 6, comprenant en outre une étape de détection du mode de fonctionnement du filtre (16) à particules. 8. Le procédé selon l'une des revendications 1 à 7, comprenant en outre l'avertissement de l'utilisateur relativement à une détection d'injection de carburant en l'absence d'une injection souhaitée. 9. Un véhicule (10) comprenant une ligne (14) d'échappement, une sonde (20) à oxygène mesurant la concentration en oxygène dans la ligne (14) d'échappement, et un calculateur (22) de détection de la présence de carburant dans la ligne (14) d'échappement selon la concentration en oxygène mesurée. 10. Le véhicule (10) selon la revendication 9, dans lequel la ligne (14) d'échappement comprend en outre un filtre (16) à particules comportant un mode de régénération dans lequel du carburant est injecté dans la ligne (14) d'échappement. 11. Le véhicule (10) selon la revendication 9 ou 10, comprenant en outre un moteur (12) et un injecteur de carburant dans le moteur pendant une phase d'échappement des gaz d'échappement vers la ligne (14) d'échappement. 12. Le véhicule (10) selon l'une des revendications 9 à 11, dans lequel la ligne (14) d'échappement comprend en outre un injecteur (18) de carburant injectant du carburant dans la ligne (14) d'échappement.