Brevet FR3019212A1 — publié le 20151002

MOTEUR A COMBUSTION DE VEHICULE AUTOMOBILE A DETECTION D'ABSENCE DE FILTRE A PARTICULES [0001] L'invention concerne les moteurs à combustion de véhicule automobile et plus précisément les moteurs comprenant un élément filtrant dans leur ligne d'échappement. [0002] On connait les filtres à particules - ou FAP - pour moteurs diesel. Par ailleurs le GPF pour Gasoline Particles Filter selon la terminologie anglo-américaine - ou filtre à particules essence en français - fait son apparition sur les moteurs à essence de nouvelle génération à cause des normes de dépollution plus sévères notamment sur le taux de particules toléré. [0003] Il est plus difficile de détecter l'absence d'un GPF que de son équivalent diesel le FAP étant donné qu'il est plus petit et offre moins de résistance au flux de gaz le traversant. Les solutions pour diagnostiquer l'absence d'un FAP sont de contrôler qu'il y a bien un écart de pression entre l'entrée et la sortie du FAP. Les solutions jusqu'ici envisagées pour détecter l'absence d'un GPF sont basées sur un écart de pression, un écart de deux températures ou un écart entre les gradients de température amont et aval au GPF. [0004] La détection par écart de pression nécessite des débits à l'échappement très importants pour éviter tout risque de fausse détection. La détection par écart de température nécessite deux capteurs de température très précis. La détection par écart de gradients de température nécessite deux capteurs de température. La température amont au GPF étant déjà fortement filtrée par la présence du catalyseur et l'inertie thermique du GPF étant assez faible, la différence entre les gradients de température amont et aval au GPF est très faible donc difficile à détecter. Les trois solutions exposées plus haut engendrent également des problèmes d'implantation puisque qu'il n'est possible de mettre qu'un seul capteur entre le catalyseur et le GPF et que le contrôle moteur nécessite déjà une sonde à oxygène de part et d'autre du catalyseur. [0005] Le but de l'invention est de proposer un procédé de détection de présence d'élément filtrant dans la ligne d'échappement lequel soit particulièrement précis et fiable et lequel soit peu coûteux de mise en oeuvre. [0006] Ce but est atteint selon l'invention grâce à un procédé de détection de présence d'un élément de traitement de gaz d'échappement dans une ligne d'échappement de moteur à combustion de véhicule automobile, comprenant une étape de mesure d'une évolution temporelle d'une température dans la ligne d'échappement, une étape de comparaison de l'évolution temporelle de la température à une donnée de référence, et une étape d'identification de l'état de la ligne d'échappement parmi la présence et l'absence de l'élément de traitement dans la ligne d'échappement en fonction du résultat de l'étape de comparaison, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape consistant à surveiller un paramètre de fonctionnement du moteur et à déclencher les étapes de comparaison et d'identification d'état d'après le résultat de cette surveillance et l'étape de comparaison de l'évolution temporelle de la température à une donnée de référence consiste à comparer l'évolution temporelle de la température à une valeur de pente uhique ét l'étape d'identification d'état consiste à déduire de cette comparaison à une valeur de pente unique fétat de la ligne d'échappement parmi la présence et l'absence de l'élément de traitement dans la ligne d'échappement. [0007] Avantageusement, l'étape consistant à surveiller un paramètre de fonctionnement consiste à surveiller un paramètre faisant partie du groupe consistant en une mesure de débit de gaz d'échappement, une mesure du débit de gaz à l'admission, une mesure de régime moteur, une mesure de charge du moteur. [0008] Avantageusement, l'étape consistant à surveiller un paramètre de fonctionnement consiste à surveiller une mesure de débit de gaz d'échappement. [0009] Avantageusement, le procédé comprend l'étape consistant à comparer l'inverse mathématique de la mesure de débit de gaz d'échappement à un seuil préétabli et à déclencher les étapes de comparaison et d'identification d'état lorsque l'inverse mathématique de la mesure de débit de gaz d'échappement est supérieur au seuil préétabli. [0010] Avantageusement, l'étape consistant à mesurer l'évolution temporelle d'une température dans la ligne d'échappement consiste à mesurer l'évolution temporelle d'une température en sortie d'un emplacement attendu pour l'élément de traitement de gaz 25 d'échappement. [0011] Avantageusement, le procédé constitue un procédé de détection de présence d'un élément filtrant disposé en aval d'un élément de traitement de gaz d'échappement. [0012] Avantageusement, le procédé constitue un procédé de détection de présence d'un filtre à particules de moteur à allumage commandé. 30 [0013] Avantageusement, le procédé constitue un procédé de détection de présence d'un catalyseur amont de filtre à particules. [0014] L'invention concerne également un moteur à combustion de véhicule automobile comprenant un module de pilotage configuré pour détecter la présence d'un élément de traitement de gaz d'échappement dans une ligne d'échappement du moteur, le module de 35 pilotage étant configuré pour mettre en oeuvre une étape de mesure d'une évolution temporelle d'une température dans la ligne d'échappement, une étape de comparaison de l'évolution temporelle de la température à une donnée de référence et une étape d'identification de l'état de la ligne d'échappement parmi la présence et l'absence de l'élément de traitement dans la ligne d'échappement en fonction du résultat de l'étape de comparaison, le moteur étant caractérisé en ce que le module de pilotage est configuré pour mettre en oeuvre une étape consistant à surveiller un paramètre de fonctionnement du moteur et à déclencher les étapes de comparaison et d'identification d'état d'après le résultat de cette surveillance, l'étape de comparaison de l'évolution temporelle de la température à une donnée de référence consistant à comparer l'évolution temporelle à une valeur de pente unique et l'étape d'identification d'état consiste à déduire de cette comparaison à une valeur de pente unique l'état de la ligne d'échappement parmi la présence et l'absence de l'élément de traitement de gaz d'échappement dans la ligne d'échappement. [0015] L'invention concerne également un véhicule automobile comprenant un tel moteur à combustion. [0016] D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite en référence à la figure annexée laquelle représente une ligne d'échappement équipée d'un système selon l'invention. [0017] On a représenté sur la figure annexée une ligne d'échappement 10 de moteur à allumage commandé laquelle comprend un catalyseur 2 et un filtre à particules essence ou GPF 3. Le catalyseur est par exemple un catalyseur de réduction des oxydes d'azote tel qu'un catalyseur à réduction catalytique sélective ou SCR pour Selective Catalyst Reduction selon la terminologie anglo-américaine, ou encore un catalyseur à absorption et désorption d'oxydes d'azote tel qu'un catalyseur de type piège à oxydes d'azote pauvre ou LNT pour Lean Nox Trap selon la terminologie anglo-américaine. La ligne d'échappement est traversée par un flux de gaz d'échappement 5. La présente ligne d'échappement 10 comporte en outre un capteur de température 4. [0018] La stratégie proposée consiste à observer uniquement le gradient de température en sortie GPF pour des débits de gaz d'échappement faibles. Dans ces conditions, on observe en effet des chutes du gradient de température plus importantes en l'absence de GPF. [0019] La présente stratégie utilise la sonde de température 4 en sortie du GPF 3 et une estimation du débit à l'échappement 5. [0020] La température en amont du GPF 3 est déjà très filtrée par le catalyseur 2, lequel présente une grande inertie thermique. Le GPF 3 a quant à lui une inertie thermique négligeable. La stratégie de diagnostic s'active lorsque l'inverse du débit, lequel inverse présente une valeur plus précise pour des débits faible, est supérieur à un seuil. La valeur du débit de gaz d'échappement est par exemple obtenue par la mesure de la pression d'air à l'admission ou par l'information donnée par un débitmètre. [0021] Si pendant que cette stratégie de diagnostic est active, le gradient de la température en sortie du GPF 3 présente une pente, gradient ou inclinaison laquelle passe au-dessus d'une valeur seuil, le diagnostic est levé, signalant ainsi l'absence d'un GPF dans la ligne d'échappement 10. Ainsi, c'est l'évolution instantanée, c'est-à-dire la pente du gradient temporel de la température mesurée, que l'on surveille ici. Si cette évolution instantanée adopte une pente temporelle qui devient supérieur à la valeur seuil, on en déduit que l'évolution de température est trop rapide pour qu'un filtre à particules soit présent. En variante, on surveille une évolution de la température entre deux instants préétablis et distants l'un de l'autre d'une durée choisie. Là encore, on compare la pente de l'évolution de température entre ces deux instants et si celle-ci est supérieure à une valeur seuil, on en déduit l'absence du GPF 3. Ce sont notamment les turbulences des gaz d'échappement en l'absence de GPF qui sont exploitées ici, provoquant des variations de température plus importantes en sortie qu'en entrée. On vérifie donc que la température en sortie GPF 3 n'est pas plus dynamique que la normale dans des conditions de débit connues pour déterminer qu'il n'y a pas de GPF. [0022] La stratégie proposée ne nécessitant qu'une sonde de température en sortie du GPF 3, l'utilisation de sondes à oxygène de part et d'autre du catalyseur 2 ne pose donc pas de problème d'implantation, l'emplacement d'un capteur entre catalyseur 2 et GPF 3 étant en effet disponible. [0023] Cette stratégie de diagnostic est active pour des débits faibles contrairement à une stratégie basée sur un écart de pression nécessitant des débits importants. Son taux d'activation - In Use Performance Ratio selon la terminologie anglo-américaine - imposé par les normes, est donc beaucoup plus favorable et ne risque pas de poser de problème d'homologation. [0024] Le fait d'utiliser un gradient de température plutôt qu'une température absolue permet de s'affranchir de la précision du capteur particulièrement importante pour les gammes de température rencontrées dans une ligne d'échappement, précision pouvant être à l'origine de fausses détections dans le cas où la température en aval du GPF 3 serait comparée à la température amont au GPF. [0025] Puisque le gradient de température aval au GPF 3 n'est pas directement comparé au gradient de température amont au GPF, le résultat du diagnostic n'est impacté que par la dispersion du temps de réponse d'un unique capteur au lieu de deux, réduisant ainsi les risques de fausse détection. Le présent mode de réalisation apporte un gain sur le coût de la ligne d'échappement du fait qu'il utilise un seul capteur de température, en comparaison à l'utilisation de deux capteurs de température ou d'un capteur d'écart de pression. La solution proposée ici n'utilise que deux valeurs mesurées, c'est-à-dire la température après le filtre à particules 3 et le débit d'air basé ici sur l'information de pression à l'admission ou sur l'information donnée par un débitmètre. [0026] Le présent système permet de détecter l'absence d'un élément filtrant diesel ou essence situé en seconde position dans la ligne d'échappement. Néanmoins un tel système permet également de détecter la présence ou l'absence d'un premier élément de traitement des gaz d'échappement de la ligne d'échappement tel qu'un catalyseur. Dans un tel cas, l'invention offre une solution plus simple et plus fiable que les systèmes connus. Le capteur de température 4 est alors placé avantageusement entre l'emplacement du catalyseur et l'emplacement du filtre à particules.15 REVENDICATIONS1. Procédé de détection de présence d'un élément de traitement de gaz d'échappement (2,3) dans une ligne d'échappement (10) de moteur à combustion de véhicule automobile, comprenant une étape de mesure d'une évolution temporelle d'une température (4) dans la ligne d'échappement (10), une étape de comparaison de l'évolution temporelle de la température (4) à une donnée de référence, et une étape d'identification de l'état de la ligne d'échappement (10) parmi la présence et l'absence de l'élément de traitement (2,3) dans la ligne d'échappement (10) en fonction du résultat de l'étape de comparaison, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape consistant à surveiller un paramètre de fonctionnement (5) du moteur et à déclencher les étapes de comparaison et d'identification d'état d'après le résultat de cette surveillance et l'étape de comparaison de l'évolution temporelle de la température (4) à une donnée de référence consiste à comparer l'évolution temporelle de la température (4) à une valeur de pente unique et l'étape d'identification d'état consiste à déduire de cette comparaison à une valeur de pente unique l'état de la ligne d'échappement (10) parmi la présence et l'absence de l'élément de traitement (2,3) dans la ligne d'échappement (10). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape consistant à surveiller un paramètre de fonctionnement (5) du moteur et à déclencher les étapes de comparaison et d'identification d'état consiste à déclencher les étapes de comparaison et d'identification d'état lorsque le paramètre de fonctionnement (5) indique un débit de gaz d'échappement (5) inférieur à un seuil préétabli. 3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'étape consistant à surveiller un paramètre de fonctionnement (5) consiste à surveiller un paramètre faisant partie du groupe consistant en une mesure de débit de gaz d'échappement (5), une mesure de débit de gaz à l'admission, une mesure de régime moteur, une mesure de charge du moteur. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'étape consistant à surveiller un paramètre de fonctionnement (5) consiste à surveiller une mesure de débit de gaz d'échappement (5). 5. Procédé selon la revendicatioh précédente, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape consistant à comparer l'inverse mathématique de la mesure de débit de gaz d'échappement (5) à un seuil préétabli et à déclencher les étapes de comparaison et d'identification d'état lorsque l'inverse mathématique de la mesure de débit de gaz d'échappement (5) est supérieur au seuil préétabli. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape consistant à mesurer l'évolution temporelle d'une température (5) dans la ligne d'échappement (10) consiste à mesurer l'évolution temporelle d'une température (4) en sortie d'un emplacement attendu pour l'élément de traitement de gaz d'échappement (2,3). 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il constitue un procédé de détection de présence d'un élément filtrant (3) disposé en aval d'un élément de traitement de gaz d'échappement (2). 8. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il constitue un procédé de détection de présence d'un filtre à particules (3) de moteur à allumage 10 commandé. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il constitue un procédé de détection de présence d'un catalyseur (2) amont de filtre à particules (3). 10. Moteur à combustion de véhicule automobile comprenant un module de pilotage 15 configuré pour détecter la présence d'un élément de traitement de gaz d'échappement (2,3) dans une ligne d'échappement (10) du moteur, le module de pilotage étant configuré pour mettre en oeuvre une étape de mesure d'une évolution temporelle d'une température (4) dans la ligne d'échappement (10), une étape de comparaison de l'évolution temporelle de la température (4) à une donnée de référence et une étape d'identification de l'état de 20 la ligne d'échappement (10) parmi la présence et l'absence de l'élément de traitement (2,3) dans la ligne d'échappement (10) en fonction du résultat de l'étape de comparaison, le moteur étant caractérisé en ce que le module de pilotage est configuré pour mettre en oeuvre une étape consistant à surveiller un paramètre de fonctionnement (5) du moteur et à déclencher les étapes de comparaison et d'identification d'état d'après le résultat de 25 cette surveillance, l'étape de comparaison de l'évolution temporelle de la température (4) à une donnée de référence consistant à comparer l'évolution temporelle à une valeur de pente unique et l'étape d'identification d'état consiste à déduire de cette comparaison à une valeur de pente unique l'état de la ligne d'échappement (10) parmi la présence et l'absence de l'élément de traitement de gaz d'échappement (2,3) dans la ligne 30 d'échappement (10).