Brevet FR3021997A1 — publié le 20151211

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un procédé de sur- veillance d'un capteur de pression d'un système de dosage de carburant dans le canal de gaz d'échappement d'un moteur thermique, procédé selon lequel une pompe à piston linéaire électromagnétique établit la pression dans le système de dosage et on saisit la courbe de courant électrique dans la pompe à l'aide d'une unité de commande et à partir de l'instant de départ de l'induit de la pompe on détermine une valeur de pression de comparaison. L'invention se rapporte également à un dispositif de sur- veillance d'un capteur de pression dans un système de dosage pour doser du carburant dans le canal de gaz d'échappement d'un moteur thermique, dans lequel une pompe à piston linéaire, électromagnétique établit la pression dans le système de dosage et une unité de commande saisit et exploite la courbe de courant électrique dans la pompe et l'unité de commande comporte un circuit ou un programme pour déterminer une pression de comparaison à partir de l'instant de départ et/ou de l'instant d'arrêt de l'induit de la pompe. Etat de la technique Pour répondre à la réglementation actuelle concernant les émissions des gaz d'échappement de moteurs thermiques dans le cas des petits moteurs diesel on utilise principalement des catalyseurs accumulateurs d'oxydes d'azote (catalyseurs NSC). Ces catalyseurs permettent de réduire la teneur en oxydes d'azote NO, NO2 dans la conduite des gaz d'échappement. Pour cela les oxydes d'azote sont tout d'abord accumulés dans le catalyseur. Lorsque la capacité d'accumulation du catalyseur est épuisée, la commande ou gestion du moteur règle un mélange riche pour les gaz d'échappement. Les oxydes d'azote accumulés dans le catalyseur seront alors transformés en azote et en dioxyde de carbone. Ce procédé fonctionne bien dans des plages de charge et de température basses et moyennes. Pour respecter la future réglementation relative aux gaz d'échappement, il faut également surveiller les valeurs limites appliquées à la plage des charges élevées. Pour réduire les oxydes d'azote du catalyseur- accumulateur lorsqu'on fonctionne à charge élevée et à des tempéra- tures élevées, il faut utiliser le mode DiAir. Ce mode DiAir consiste à doser des hydrocarbures du système d'élimination des oxydes d'azote en amont du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote. Cette injection est parfois désignée par injection HCI. En général, pour cela, on dose du gazole en supplément dans la conduite des gaz d'échappement. Pour cela, il faut un système de dosage DiAir, spécial comprenant : - une unité de dosage composée principalement d'une soupape de dosage et d'un organe de refroidissement, - une unité de dosage composée principalement d'un étage de pres- sion (par exemple une pompe de transfert) et d'un capteur de pression, et - une unité de commande, par exemple sous la forme d'un circuit et/ou d'un programme implémenté dans la commande ou gestion de moteur. Les parties de système ou les composants concernés par les gaz d'échappement que constituent les composants du système DiAir sont soumis à la stricte réglementation concernant les gaz d'échappement. Dans le cadre du diagnostique embarqué (diagnostique OBD) il faut surveiller le bon fonctionnement et le fonctionnement non défectueux de tous les composants. Selon l'état de la technique, le capteur de pression de l'étage de pression est contrôlé uniquement hors pression, c'est-à-dire sans la pression de travail que l'on a pendant le fonctionnement. Le document DE 10 2012 214 369 A 1 décrit un dispositif de post-traitement des gaz d'échappement d'un moteur thermique ainsi qu'un procédé de dosage d'un agent réducteur dans la conduite de gaz d'échappement du moteur thermique selon un exemple de réalisation pour réduire les oxydes d'azote dans les gaz d'échappement de moteurs Diésel. Pour cela, un capteur de pression est installé dans un accumu- lateur du dispositif de post-traitement des gaz d'échappement pour saisir la pression de l'agent réducteur. Selon un autre exemple de réalisation, le capteur de pression est comparé à une pression de référence, notamment la pression ambiante au démarrage du moteur ther- mique lorsque l'accumulateur est vide et on surveille ainsi le fonctionnement du capteur de pression. Il est en outre prévu d'augmenter la pression dans l'accumulateur à l'aide de l'installation de transfert jusqu'à ce qu'un piston de l'accumulateur soit poussé contre la force d'un ressort et arrive contre sa butée de fin de course. Cette pression prédéfinie de manière mécanique / hydraulique lorsqu'on at- teint la butée de fin de course, peut alors être comparée au signal fourni par le capteur. Le document DE 10 2012 214 369 Al décrit ainsi la surveillance d'un capteur de pression installé dans un système de dosage. Cela permet de surveiller le capteur de pression à la pression am- biante ou pour une pression prédéfinie mécaniquement par le piston et le ressort et qui est au-dessus du point de fonctionnement du système de dosage. Ce dispositif et le procédé ne permettent pas de surveiller le capteur de pression pour le point de fonctionnement. En outre, pour avoir la valeur de référence de la pression, on n'exploite pas l'instant de départ ou l'instant de butée de l'induit entraînant la pompe. Le document DE 10 2011 088 707 A 1 décrit un procédé pour déterminer la pression entre une pompe à piston linéaire et une soupape de dosage dans un système de catalyseur SCR. Ce système dose une solution aqueuse d'urée dans le canal de gaz d'échappement d'un moteur thermique. Selon le procédé ainsi décrit, on détermine la pression à partir de la courbe du courant I de la pompe entre l'état hors courant et le minimum local du courant associé à la butée de l'induit. Cela évite un capteur supplémentaire. Le document ne décrit pas la surveillance d'un capteur de pression distinct par la pression détermi- née à l'aide du mouvement de l'induit. Le document DE 10 2009 043 124 B4 décrit un procédé pour déterminer la pression du carburant pour une injection directe par l'entraînement de la bobine. Pour cela, on exploite la tension induite dans l'entraînement à bobine dans une durée qui englobe l'instant de fermeture de l'injecteur injectant directement. On utilise à la fois la courbe de la tension induite par le mouvement et l'instant de fermeture dans la phase de coupure pour déterminer la pression du carburant. Il n'est pas prévu de capteur de pression séparé de sorte que le procédé ne sert pas à surveiller un tel capteur.35 But de l'invention La présente invention a pour but de développer un pro- cédé de surveillance du fonctionnement du capteur de pression équipant l'étage de pression d'un système d'élimination des oxydes d'azote à la pression de fonctionnement. Exposé et avantages de l'invention A cet effet l'invention a pour objet un procédé de surveil- lance d'un capteur de pression d'un système de dosage de carburant dans le canal de gaz d'échappement d'un moteur thermique du type dé- fini ci-dessus caractérisé en ce que pour surveiller la pression fournie par le capteur de pression on compare la pression de comparaison à la pression fournie par le capteur de pression et en cas d'écart supérieur à un seuil prédéfini, on conclut à un défaut du capteur de pression. Par l'exploitation du courant dans la pompe à piston li- néaire à l'instant de départ de l'induit, on détermine la pression de tra- vail régnant à cet instant dans le système comme pression de comparaison à partir des données électriques à l'aide d'un modèle de pression approprié. Cette pression de comparaison est comparée à la pression fournie à cet instant par le capteur de pression, ce qui permet de surveiller et de vérifier la plausibilité de la pression de fonctionne- ment du système. On améliore la tolérance de la pression de comparaison ainsi déterminée en déterminant l'instant d'arrêt MSP et on corrige la pression de comparaison avec l'instant d'arrêt pour corriger les in- fluences de la membrane de la pompe à piston linéaire. Le modèle de pression peut être amélioré en tenant compte du courant d'arrêt et de l'instant d'arrêt. Selon un développement du procédé, on compare la pres- sion fournie par le capteur de pression lorsque le système de dosage est hors pression, avec la pression atmosphérique ou avec une valeur nulle. En utilisant la pression de comparaison supplémentaire, on améliore la sécurité de la détection des défauts dans le capteur de pression. L'invention a également pour objet un dispositif de sur- veillance du capteur de pression d'un système de dosage de carburant dans le canal de gaz d'échappement d'un moteur thermique, ce disposi- tif étant caractérisé en ce que pour surveiller la pression fournie par le capteur de pression dans l'unité de commande un étage de comparaison compare la pression de comparaison à la pression fournie par le capteur de pression et en cas d'écart dépassant un seuil prédéfini, l'unité de commande signale un défaut du capteur de pression. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un procédé de surveillance d'un capteur de pression d'un système de dosage de carburant dans le canal des gaz d'échappement d'un moteur thermique représentés dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 montre un exemple d'environnement technique dans lequel s'applique l'invention, - la figure 2 est une représentation schématique d'un système de do- sage, - la figure 3 montre le chronogramme du courant dans une pompe à piston linéaire. Description d'un mode de réalisation La figure 1 montre, à titre d'exemple l'environnement technique auquel s'applique le procédé de l'invention en se limitant aux éléments nécessaires à la compréhension de l'invention. La figure 1 montre à titre d'exemple un moteur thermique 10 (encore appelé moteur à combustion interne) constitué par un moteur Diesel, se composant d'un bloc moteur 11 et d'un canal de gaz d'échappement 13 traversé par une veine de gaz d'échappement 12. Le canal de gaz d'échappement 13 est équipé d'une installation de nettoyage des gaz d'échappement qui, dans l'exemple de réalisation est constitué par des composants à revêtement catalytique. Dans le sens de passage des gaz d'échappement, l'installation se compose d'un cataly- seur accumulateur d'oxydes d'azote 14 (catalyseur NSC) et d'un filtre à particules Diesel 15 (encore appelé filtre DPF). Une unité de dosage 21 équipe le canal de gaz d'échappement 13 en amont du catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote 14. Cette unité de dosage injecte des hydrocarbures (HC), par exemple sous la forme de carburant pendant une phase DiAir, pour réduire les oxydes d'azote à haute température en mode de charge élevée. Cette injection de carburant peut également servir à élever la température des gaz d'échappement pendant la régénération du filtre à particules 15. L'unité de dosage 21 avec l'unité de pression 30 fait par- tie d'un système de dosage 20 commandé par une unité de commande 17. La fonction de l'unité de commande 17 peut être réalisée par programme et/ou par circuit dans une commande ou gestion principale de moteur 16, par exemple l'unité de commande de moteur ECU comme cela est habituel pour les moteurs Diesel. L'unité de pression 30 encore appelée unité PSU-HCI est alimentée par l'entrée 24 à partir du retour de la pompe haute-pression non représentée du système d'injection de carburant du moteur thermique 10 assurant l'alimentation en gazole. La sortie 25 permet au carburant en excédant de revenir dans le réservoir 26. L'unité de dosage 21 est équipée d'un refroidissement par eau 23 pour protéger les compo- sants de cette unité contre les températures élevées régnant dans le canal des gaz d'échappement 13. La figure 2 montre schématiquement d'autres détails du système de dosage 20. Dans l'unité de pression 30 on relève la pression du gazole de l'entrée 24 et de la conduite de transfert 31 à l'aide d'une pompe à pistons linéaires 34 formant la pompe de transfert pour arriver à la pression d'injection qui, de façon caractéristique, est à 10 bars. Lorsqu'une demande de dosage est appliquée au système de dosage 20, il ouvre la soupape de dosage 22 qui fait partie de l'unité de dosage 21. Le diagnostique hydraulique ainsi que la commande et la surveillance du système de dosage 20 sont assurés par un capteur de pression 37. Dans le sens de passage du gasoil, en amont de la pompe à piston linéaire 34, il y a une première vanne 33 et en aval de la pompe à piston linéaire 34, il y a une seconde vanne 35 pour bloquer le retour de car- burant. L'installation de retour 36 permet d'évacuer vers la conduite de retour 32, le carburant en excédent provenant par exemple des fuites par la sortie 25 retournant au réservoir 26. La pompe à piston linéaire 34, le capteur de pression 37 et la soupape de dosage 22 sont commandés par l'unité de commande 17 qui reçoit de ses composants des mes- sages en retour concernant la température et le courant électrique dans la pompe à piston linéaire 34 et dans la bobine électromagnétique de la soupape de dosage 22. La figure 3 montre un ordinogramme intensité / temps 40 suivant l'axe de courant 41 et l'axe de temps 48 représentant la courbe du courant électrique 44 dans la pompe à piston linéaire 34. On a également un axe de signal 49 et un second axe de temps 52 pour représenter le signal de commande 51 de la pompe à piston linéaire 34. Le premier axe de temps 48 et le second axe de temps 52 ont des instants superposés, identiques. Au début de la commande 50 la pompe 34 re- çoit la tension de fonctionnement de sorte que le signal de commande 51 augmente et le courant 44 commence à augmenter à partir de la valeur nulle. A l'instant de départ 45 (point BMP) on arrive au courant de départ 42 pour lequel l'induit de la pompe à piston linéaire 34 commence à se déplacer si bien que la montée de la courbe de courant 44 s'aplatit à cause de la contre induction. A l'instant d'arrêt 46 (MSP) l'induit de la pompe à piston linéaire 34 arrive dans sa position de fin de course de sorte que le courant 44 atteint la valeur de courant d'arrêt 43 au-delà duquel il continue d'augmenter jusqu'à l'instant de coupure 47 auquel le signal de commande 51 coupe la pompe 34. Selon le pro- cédé de l'état de la technique, à partir de l'instant de départ 45, du cou- rant de départ 42 et de l'instant d'arrêt 46 et du courant d'arrêt 43, on détermine la pression dans le système car une pression plus élevée retarde le début du mouvement d'induit. Le procédé selon l'invention compare la pression de com- paraison obtenue à la pression fournie par le capteur de pression 37 et surveille ainsi le fonctionnement correct du capteur de pression 37.30 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 10 Moteur thermique 11 Bloc moteur 12 Veine de gaz d'échappement 13 Canal de gaz d'échappement 14 Catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote 15 Filtre à particules Diesel 16 Commande / gestion du moteur 17 Unité de commande 20 Système de dosage 21 Unité de dosage 22 Soupape de dosage 23 Refroidissement par eau 15 24 Entrée 26 Réservoir 30 Unité de pression 31 Conduite de transfert 32 Conduite de retour 20 33 Première vanne 34 Pompe à piston linéaire 35 Seconde vanne 36 Installation de retour de carburant 37 Capteur de pression 25 40 Diagramme courant / temps 41 Axe du courant 43 Courant d'arrêt 44 Courbe du courant 45 Courant de départ 30 47 Instant de coupure de la pompe 48 Premier axe de temps 51 Signal de commande 52 Second axe du temps 35 REVENDICATIONS1°) Procédé de surveillance d'un capteur de pression (37) d'un système de dosage (20) de carburant dans le canal de gaz d'échappement (13) d'un moteur thermique (10), procédé selon lequel une pompe à piston linéaire (34) électromagnétique, établit la pression dans le système de dosage (20) et on saisit la courbe de courant électrique (44) dans la pompe (34) à l'aide d'une unité de commande (17) et à partir de l'instant de départ (45) BMP de l'induit de la pompe (34), on détermine une valeur de pression de comparaison, procédé caractérisé en ce que pour surveiller la pression fournie par le capteur de pression (37) on compare la pression de comparaison à la pression fournie par le capteur de pression (37), et en cas d'écart, supérieur à un seuil prédéfini, on conclut à un défaut du capteur de pression (37). 2°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on détermine l'instant d'arrêt (46) et on corrige la pression de comparai- son avec l'instant d'arrêt (46). 3°) Procédé selon la revendication fou 2, caractérisé en ce qu' on compare la pression fournie par le capteur de pression (37) d'un sys- tème de dosage sans pression à la pression atmosphérique ou à une valeur nulle. 4°) Dispositif de surveillance d'un capteur de pression (37) dans un système de dosage (20) pour doser du carburant dans le canal de gaz d'échappement (13) d'un moteur thermique (10), dans lequel une pompe à piston linéaire, électromagnétique (34) établit la pression dans le système de dosage (20) et une unité de commande (17) saisit et exploite la courbe de courant électrique (44) dans la pompe (34) et l'unité de commande (17) comporte un circuit ou un programme pour déterminer unepression de comparaison à partir de l'instant de départ (45) BMP et/ou de l'instant d'arrêt (46) MSP de l'induit de la pompe (34), dispositif caractérisé en ce que pour surveiller la pression fournie par le capteur de pression (37) dans l'unité de commande (17) un étage de comparaison compare la pression de comparaison à la pression fournie par le capteur de pression (37) et en cas d'écart dépassant un seuil prédéfini, l'unité de commande (17) signale un défaut du capteur de pression (37).10