Brevet FR3107552A1 — publié le 20210827

L’invention concerne un procédé d’activation de diagnostic d’un catalyseur agencé dans une ligne d’échappement d’un moteur à combustion interne du type Diesel, ledit catalyseur présentant une température amont et une température aval, ladite ligne d’échappement comportant en outre un dispositif de réduction catalytique sélective et un filtre à particules, ledit procédé comportant les étapes suivantes: - une étape de mesure (101) de la température aval dudit catalyseur; - une étape d’obtention (102) d’une température aval selon un modèle dudit catalyseur lorsqu’il est défaillant; - une étape de détermination (103) du mode de combustion dudit moteur à combustion interneparmi un mode régénération correspondant à la régénération dudit filtre à particules et un mode correspondant au fonctionnement dudit dispositif de réduction catalytique sélective ; - une étape d’activation (104) de diagnostic dudit catalyseur uniquement lorsque le mode de combustion est en mode régénération. Fig. 1 PROCEDE DE DIAGNOSTIC D’UN CATALYSEUR ET DISPOSITIF DE DIAGNOSTIC APTE A METTRE EN ŒUVRE LEDIT PROCEDE L’invention se rapporte à un procédé de diagnostic d’un catalyseur agencé dans une ligne d’échappement d’un moteur à combustion interne du type Diesel. L’invention concerne également un dispositif de diagnostic d’un catalyseur apte à mettre en œuvre le procédé selon l’invention. Il est connu de l’art antérieur de traiter les polluants provenant des gaz d’échappement d’un moteur à combustion interne du type Diesel au moyen d’un catalyseur, connu également sous l’acronyme DOC, signifiant Diesel Oxydation Catalyst. Ce catalyseur permet de traiter le monoxyde de carbone et les hydrocarbures imbrûlés afin de les convertir en dioxyde de carbone et en eau. En revanche, ce catalyseur ne permet ni de traiter les oxydes d’azote ni de réduire la quantité de particules émises par le moteur. Il est alors mis en œuvre un système de traitement des oxydes d’azote en aval du catalyseur désigné par système SCR, acronyme signifiant Selective Catalytic Reduction en anglais, ou système de réduction catalytique sélective RCS, en français. Concernant le traitement des particules, il est intégré à la ligne d’échappement du moteur à combustion interne un filtre à particules. Il est régulièrement nécessaire de régénérer ce filtre à particules car au fur et à mesure des kilomètres parcourus par le véhicule automobile animé par le moteur, le filtre à particules accumule des particules, dénommées également suies, qui ont tendance à créer une perte de charge et ainsi à diminuer l’efficacité du moteur. On réalise alors des injections de carburant tardives, appelées également post-injections, à intervalles réguliers, par exemple tous les 500 à 1000 km parcourus. On envoie une quantité de gazole imbrûlé importante dans le catalyseur dans lequel il va s’enflammer de manière à élever la température des gaz d’échappement jusqu’à atteindre une température comprise entre 450 °C et 550 °C. Quant au système SCR, il est nécessaire d’effectuer de multiples post-injections de carburant afin de maintenir une température comprise entre 200 °C et 300 °C dans la ligne d’échappement et ainsi assurer son bon fonctionnement. On connaît de l’état de la technique le document US 5,860,227 A qui divulgue un procédé consistant à surveiller l’aptitude au fonctionnement d’un catalyseur installé dans la zone des gaz d’échappement d’un moteur à combustion interne. La surveillance concerne l’élévation de température produite lors d’une réaction exotherme faisant intervenir les composants réducteurs contenus dans les gaz d’échappement. L’augmentation de température est déterminée à l’aide de deux signaux de température, le premier signal de température étant produit sur la base d’une mesure en aval du catalyseur et le second signal de température étant formé à l’aide d’un modèle de température. Le modèle de température peut former la température en aval d’un catalyseur complètement inopérant, d’un catalyseur qui est encore juste suffisamment opérationnel ou d’un catalyseur qui est entièrement opérationnel. En outre, on connaît de l’art antérieur le document FR 2885387 A qui divulgue un procédé de diagnostic d’un dispositif de traitement des gaz d’échappement installé dans la zone des gaz d’échappement d’un moteur à combustion interne. Il est proposé de déterminer une mesure de température des gaz d'échappement en amont du dispositif de traitement des gaz d'échappement et une mesure de la température dans le dispositif de traitement des gaz d'échappement, on effectue un diagnostic seulement si la mesure de température des gaz d'échappement en amont du dispositif de traitement des gaz d'échappement dépasse une limite inférieure donnée par le début de la conversion catalytique d’un agent réactif sur la couche catalytique et si la mesure de température des gaz d'échappement en amont du dispositif de traitement des gaz d'échappement est inférieure à une limite supérieure inférieure à la température d'allumage des particules accumulées. A l'aide d'un modèle de la réaction catalytique, il est évalué une mesure de la température dans le dispositif de traitement des gaz d'échappement et à partir du signal évalué et du signal mesuré, il est déterminé au moins une grandeur de diagnostic que l'on compare à une valeur de seuil et on émet un signal de défaut si la grandeur de diagnostic dépasse la valeur de seuil. Lorsqu’il est produit de multiples post-injections pour assurer le bon fonctionnent du système SCR et que l’un des procédés décrits dans l’art antérieur est mis en œuvre pour diagnostiquer le catalyseur, il apparaît un signalement de défaut du catalyseur. En effet, il est détecté de multiples post-injections considérées comme suffisantes pour générer un exotherme, mais ce dernier étant faible, le résultat du diagnostic est un défaut du catalyseur. Ainsi, il apparaît, a priori, que le catalyseur n’est plus apte à traiter les gaz d’échappement provenant du moteur à combustion interne. Le but de l’invention est donc de pallier les inconvénients de l’art antérieur en proposant un procédé d’activation de diagnostic d’un catalyseur permettant de réduire, voire de supprimer, les diagnostics erronés concernant le catalyseur pour les moteurs à combustion interne du type Diesel équipés d’un filtre à particules et d’un système de réduction catalytique sélective. Pour ce faire, l’invention se rapporte ainsi, dans son acceptation la plus large, à un procédé d’activation de diagnostic d’un catalyseur agencé dans une ligne d’échappement d’un moteur à combustion interne du type Diesel et apte à traiter les gaz d’échappement produits par ledit moteur à combustion interne, ledit catalyseur présentant une température amont et une température aval, ladite ligne d’échappement comportant en outre un dispositif de réduction catalytique sélective et un filtre à particules, ledit procédé comportant les étapes suivantes: - une étape de mesure de la température aval dudit catalyseur; - une étape d’obtention d’une température aval selon un modèle thermique dudit catalyseur lorsqu’il est défaillant; - une étape de détermination du mode de combustion dudit moteur à combustion interneparmi un mode régénération correspondant à la régénération dudit filtre à particules et un mode correspondant au fonctionnement dudit dispositif de réduction catalytique sélective ; - une étape d’activation de diagnostic dudit catalyseur uniquement lorsque le mode de combustion est ledit mode régénération, le diagnostic étant basé sur la différence entre la température aval dudit catalyseur et la température aval selon ledit modèle thermique, ledit diagnostic signalant un défaut lorsque ladite différence est inférieure à une valeur de seuil de détection prédéterminée. De préférence, ledit procédé comporte en outre avant l’étape d’activation l’étape suivante: - une étape de mesure de la température amont dudit catalyseur, ledit diagnostic étant basé en outre sur la différence entre ladite température amont et ladite température aval, ledit diagnostic signalant un défaut lorsque ladite différence entre ladite température amont et ladite température aval est inférieure ou égale à une valeur de seuil de température prédéterminée dudit catalyseur. Selon une caractéristique avantageuse, ladite valeur de seuil de détection prédéterminée est égale à environ 120 °C. De préférence, ladite valeur de seuil de température prédéterminée dudit catalyseur est égale à environ 150 °C. Dans un mode préféré, ledit mode de combustion correspondant à l’activation dudit dispositif de réduction catalytique sélective est activé lorsque ledit catalyseur présente une température aval d’au moins 200 °C. Avantageusement, ladite température aval dudit catalyseur est comprise entre 250°C et 300 °C. L’invention concerne également un dispositif de diagnostic d’un catalyseur agencé dans une ligne d’échappement d’un moteur à combustion interne du type Diesel et apte à traiter les gaz d’échappement produits par ledit moteur à combustion interne, ledit dispositif de diagnostic étant destiné à mettre en œuvre les étapes du procédé selon l’invention et comprenant un capteur de mesure de la température aval dudit catalyseur, un moyen d’obtention d’une température aval selon un modèle thermique dudit catalyseur lorsqu’il est défaillant, un organe de détermination du mode de combustion dudit moteur à combustion interneparmi un mode régénération correspondant à la régénération dudit filtre à particules et un mode correspondant au fonctionnement dudit dispositif de réduction catalytique sélective, un moyen d’activation de diagnostic dudit catalyseur uniquement lorsque le mode de combustion est en mode régénération, le diagnostic étant basé sur la différence entre la température aval dudit catalyseur et la température aval selon ledit modèle thermique, ledit diagnostic signalant un défaut lorsque ladite différence est inférieure à une valeur de seuil de détection prédéterminée. L’invention porte en outre sur un système de traitement de données comprenant un processeur configuré pour mettre en œuvre les étapes du procédé selon l’invention. L’invention a pour objet également un produit de type programme d’ordinateur, comprenant au moins une séquence d’instructions stockée et lisible par un processeur et qui, une fois lue par ce processeur, provoque la réalisation des étapes du procédé selon l’invention. L’invention concerne en outre un support lisible par un ordinateur comportant ledit produit de type programme d’ordinateur. On décrira ci-après, à titre d’exemples non limitatifs, plusieurs formes d’exécution de la présente invention, en référence à la figure annexée sur laquelle: illustre un schéma fonctionnel du procédé selon un mode de réalisation de l’invention; En référence à la figure 1, il est représenté un schéma fonctionnel du procédé selon l’invention. Depuis l’instauration de la norme Euro 5, un véhicule automobile neuf équipé d’un moteur à combustion interne du type Diesel doit comporter un filtre à particules. Un filtre à particules se remplit lors du roulage, au fur et à mesure des kilomètres parcourus par le véhicule automobile. Il doit être régulièrement régénéré afin d’éliminer par combustion les particules, ou suies, qu’il contient. Une régénération consiste à porter le filtre à particules à très haute température. Pour cela, il est procédé à des injections supplémentaires de carburant, aussi appelées post-injections, dans la ligne d'échappement du véhicule, ces injections supplémentaires étant totalement invisibles pour le conducteur. Ces injections supplémentaires entraînent une forte augmentation de la température des gaz d'échappement d'où une montée de température en amont du et dans le filtre. Avec cette montée de température, les suies, essentiellement composées de carbone, se transforment en gaz carbonique et en vapeur d'eau alors éliminés à travers la ligne d'échappement. Il s'ensuit qu'une régénération ne peut être déclenchée que si la température en amont du ou dans le filtre est suffisamment élevée. Pour une ligne d'échappement comprenant un catalyseur positionné en amont du filtre à particules, c'est lors des réactions de catalyse prenant place dans ce catalyseur qu'il se produit un dégagement de chaleur ou exotherme. Ce mode de combustion est appelé mode régénération. En outre, depuis l’apparition de la norme Euro 6, les rejets de polluants tels que les oxydes d’azote ont été revus à la baisse. Ainsi, il a été ajouté un système SCR sur la ligne d’échappement de certains véhicules automobiles comportant un moteur à combustion interne du type Diesel. Le système SCR nécessite de réaliser de multiples post-injections pour assurer son bon fonctionnement. Ce mode de combustion est dénommé FCLO, également appelé stratégie d’amorçage rapide du catalyseur. Le mode régénération produit une réaction exothermique au sein du catalyseur pendant un temps déterminé, de l’ordre de 10 à 20 secondes, afin de régénérer le filtre à particules. Par conséquent, la température aval TAV du catalyseur est supérieure à la température amont TAM du catalyseur lors de l’activation du mode régénération. Par exemple, la différence entre la température aval TAV et la température amont TAM est d’environ 150 °C. Afin de vérifier le bon fonctionnement du catalyseur, il est réalisé un diagnostic d’efficacité du catalyseur, également dénommé DOC, acronyme signifiant Diesel Oxydation Catalyst en anglais. Ce diagnostic est aussi appelé diagnostic de non imprégnation. Il s’agit de déterminer si les imprégnations du catalyseur, c’est-à-dire, en particulier, si les métaux précieux contenus dans le catalyseur, également dénommés «washcoat» en anglais, sont encore présents. En effet, lorsque le catalyseur n’est plus imprégné, son efficacité devient quasiment nulle. Le diagnostic est basé sur la comparaison de la température aval TAV du catalyseur mesurée avec la température aval TAVM selon un modèle thermique du catalyseur lorsqu’il est défaillant, ou, autrement dit, non imprégné. Une valeur de seuil de détection SEU1 correspondant à cette différence est prédéterminée. Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, la valeur de seuil de détection SEU1 est d’environ 120°C. Dans un tel cas, la température aval TAV mesurée est proche de la température aval modélisée TAVM, c’est-à-dire qu’elle présente une différence inférieure ou égale à la valeur de seuil de détection SEU1. Il est ainsi diagnostiqué un catalyseur défaillant et une alerte est envoyée au superviseur du véhicule automobile. Le mode de combustion correspondant à l’activation du dispositif de réduction catalytique sélective SCR, ce mode étant également appelé FCLO, produit une réaction exothermique pour laquelle la température aval TAV mesurée est proche de la température aval modélisée TAVM. Par conséquent, lors du diagnostic du catalyseur, il est détecté une défaillance de ce dernier car la différence entre la température aval TAV mesurée et la température aval modélisée TAVM est inférieure ou égale à la valeur de seuil de détection SEU1. Il s’agit d’un diagnostic erroné car le faible écart entre la température aval TAV mesurée et la température aval modélisée TAVM est dû aux multiples post-injections ne permettant pas un dégagement de chaleur important lors des réactions exothermiques dans le catalyseur. Le procédé, selon l’invention, a pour objectif de résoudre ce problème et présente une étape de mesure 101 de la température aval TAV dudit catalyseur et une étape d’obtention 102 d’une température aval TAVM selon un modèle thermique dudit catalyseur lorsqu’il présente une défaillance. Ce modèle thermique est établi grâce à diverses expériences réalisées sur des catalyseurs non imprégnés. Il est ensuite déterminé, lors d’une étape 103, le mode de combustion du moteur à combustion interne parmi les deux modes de combustion mentionnés précédemment, à savoir un mode régénération correspondant à la régénération du filtre à particules et un mode FCLO correspondant à l’activation du dispositif de réduction catalytique sélective SCR. Le diagnostic du catalyseur est activé lors d’une étape 104 uniquement lorsque le mode de combustion est le mode régénération. De cette manière, le diagnostic n’est pas activé lorsque le mode de combustion est le mode FCLO correspondant à l’activation du dispositif de réduction catalytique sélective SCR permettant ainsi d’éviter les diagnostics erronés. Dans un mode de réalisation particulier, le procédé comporte en outre une étape de mesure 103a, réalisée avant l’étape d’activation 104, de la température amont TAM dudit catalyseur. Le diagnostic est également basé sur la différence entre ladite température amont TAM et ladite température aval TAV, le diagnostic signalant un défaut lorsque ladite différence entre ladite température amont TAM et ladite température aval TAV est inférieure ou égale à une valeur de seuil de température prédéterminée SEU2 du catalyseur. Dans un exemple de réalisation, la valeur de seuil de température prédéterminée SEU2 du catalyseur est égale à environ 150 °C. De manière préférée, le mode FCLO correspondant à l’activation dudit dispositif de réduction catalytique sélective SCR est activé lorsque ledit catalyseur présente une température aval TAV d’au moins 200 °C, voire comprise entre 250 °C et 300 °C permettant ainsi un fonctionnement optimal du dispositif de réduction catalytique sélective SCR. Le traitement des oxydes d’azote est par conséquent amélioré. L’invention concerne également un dispositif de diagnostic du catalyseur apte à mettre en œuvre le procédé selon l’invention. Le dispositif de diagnostic comprend un capteur de mesure de la température aval TAV du catalyseur, tel qu’un capteur de température disposé en aval du catalyseur. Il comporte en outre un moyen d’obtention d’une température aval TAVM selon un modèle thermique du catalyseur lorsqu’il est défaillant. Par exemple, il peut s’agir d’une interface ayant accès à la mémoire du superviseur du véhicule dans laquelle est stockée le modèle thermique. Le dispositif de diagnostic présente également un moyen de détermination du mode de combustion dudit moteur à combustion interneparmi un mode régénération correspondant à la régénération dudit filtre à particules et un mode FCLO correspondant au fonctionnement dudit dispositif de réduction catalytique sélective RCS. Par exemple, le superviseur envoie cette information au dispositif de diagnostic. Il comporte également un moyen d’activation de diagnostic du catalyseur uniquement lorsque le mode de combustion est en mode régénération, le diagnostic étant basé sur la différence entre la température aval TAV dudit catalyseur et la température aval TAVM selon ledit modèle thermique, le diagnostic signalant un défaut lorsque ladite différence est inférieure à une valeur de seuil de détection prédéterminée SEU1. Ce moyen d’activation peut, par exemple, être le superviseur du véhicule ou un calculateur dédié au dispositif de diagnostic. Dans un mode de réalisation particulier, le procédé selon l’invention met en œuvre un ordinateur, tel qu’un superviseur ou un calculateur. La présente invention peut être mise en œuvre au moyen d’un système de traitement de données comprenant un processeur configuré pour mettre en œuvre toutes les étapes du procédé. En outre, un produit de type programme d’ordinateur comprenant au moins une séquence d’instructions stockée et lisible par un processeur et qui, une fois lue par ce processeur, provoque la réalisation des étapes du procédé selon l’invention. Un support lisible par un ordinateur comporte ledit produit de type programme d’ordinateur. Procédé d’activation de diagnostic d’un catalyseur agencé dans une ligne d’échappement d’un moteur à combustion interne du type Diesel et apte à traiter les gaz d’échappement produits par ledit moteur à combustion interne, ledit catalyseur présentant une température amont (TAM) et une température aval (TAV), ladite ligne d’échappement comportant en outre un dispositif de réduction catalytique sélective (SCR) et un filtre à particules (FAP), ledit procédé comportant les étapes suivantes: - une étape de mesure (101) de la température aval (TAV) dudit catalyseur; - une étape d’obtention (102) d’une température aval (TAVM) selon un modèle thermique dudit catalyseur lorsqu’il est défaillant; - une étape de détermination (103) du mode de combustion dudit moteur à combustion interneparmi un mode régénération correspondant à la régénération dudit filtre à particules et un mode (FCLO) correspondant à l’activation dudit dispositif de réduction catalytique sélective (SCR) ; - une étape d’activation (104) de diagnostic dudit catalyseur uniquement lorsque le mode de combustion est ledit mode régénération, le diagnostic étant basé sur la différence entre la température aval (TAV) dudit catalyseur et la température aval (TAVM) selon ledit modèle thermique, ledit diagnostic signalant un défaut lorsque ladite différence est inférieure à une valeur de seuil de détection prédéterminée (SEU1). Procédé d’activation de diagnostic selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit procédé comporte en outre avant l’étape d’activation (104), l’étape suivante: - une étape de mesure (103a) de la température amont (TAM) dudit catalyseur, ledit diagnostic étant basé en outre sur la différence entre ladite température amont (TAM) et ladite température aval (TAV), ledit diagnostic signalant un défaut lorsque ladite différence entre ladite température amont (TAM) et ladite température aval (TAV) est inférieure ou égale à une valeur de seuil de température prédéterminée (SEU2) dudit catalyseur. Procédé selon l’une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que ladite valeur de seuil de détection prédéterminée (SEU1) est égale à environ 120 °C. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que ladite valeur de seuil de température prédéterminée (SEU2) dudit catalyseur est égale à environ 150 °C. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit mode (FCLO) de combustion correspondant à l’activation dudit dispositif de réduction catalytique sélective (SCR) est activé lorsque ledit catalyseur présente une température aval (TAV) d’au moins 200 °C. Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce que ladite température aval (TAV) dudit catalyseur est comprise entre 250°C et 300 °C. Dispositif de diagnostic d’un catalyseur agencé dans une ligne d’échappement d’un moteur à combustion interne du type Diesel et apte à traiter les gaz d’échappement produits par ledit moteur à combustion interne caractérisé en ce que ledit dispositif de diagnostic est destiné à mettre en œuvre les étapes du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 et comprenant un capteur de mesure de la température aval (TAV) dudit catalyseur, un moyen d’obtention d’une température aval (TAVM) selon un modèle thermique dudit catalyseur lorsqu’il est défaillant, un organe de détermination du mode de combustion dudit moteur à combustion interneparmi un mode régénération correspondant à la régénération dudit filtre à particules et un mode (FCLO) correspondant au fonctionnement dudit dispositif de réduction catalytique sélective (RCS), un moyen d’activation de diagnostic dudit catalyseur uniquement lorsque le mode de combustion est en mode régénération, le diagnostic étant basé sur la différence entre la température aval (TAV) dudit catalyseur et la température aval (TAVM) selon ledit modèle thermique, ledit diagnostic signalant un défaut lorsque ladite différence est inférieure à une valeur de seuil de détection prédéterminée (SEU1). Système de traitement de données comprenant un processeur configuré pour mettre en œuvre les étapes du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6. Produit de type programme d’ordinateur, comprenant au moins une séquence d’instructions stockée et lisible par un processeur et qui, une fois lue par ce processeur, provoque la réalisation des étapes du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6. Support lisible par un ordinateur comportant ledit produit de type programme d’ordinateur selon la revendication 9.