FR2874236A1 - Procede et dispositif de gestion d'un moteur a combustion interne - Google Patents

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exhaust
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Christoph Woll
Richard Hotzel
Ralf Buehrle
Lanouar Chouk
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Le moteur à combustion interne (1) à plusieurs flux comporte un catalyseur accumulateur (5, 10) dans une conduite de gaz d'échappement (15, 20) et un canal de réintroduction de gaz d'échappement (35, 40) muni d'une soupape (25, 30). Dans un premier mode de fonctionnement du moteur (1), lorsque la soupape (25, 30) est au moins partiellement ouverte, on détermine la teneur en matières polluantes dans le catalyseur (5, 10) pour obtenir une première valeur. Dans un second mode de fonctionnement, la soupape (25, 30) étant fermée on détermine une seconde valeur de la teneur en matières polluantes dans le catalyseur (5, 10). On compare les deux valeurs et on effectue un diagnostic.

Description

Domaine de l'invention
L'invention concerne un procédé de gestion d'un moteur à combustion interne ayant au moins un catalyseur accumulateur dans au moins une conduite de gaz d'échappement et au moins un canal de réintroduction des gaz d'échappement muni d'une soupape de réintroduction des gaz d'échappement, pour réintroduire des gaz d'échappement d'au moins une conduite de gaz d'échappement dans au moins un canal d'alimentation en air selon lequel pour obtenir une première va-leur de la teneur en matières polluantes on détermine la teneur en matières polluantes accumulées dans un premier état de fonctionnement du moteur à combustion interne dans au moins un catalyseur accumulateur lorsqu'une soupape de réintroduction des gaz d'échappement est au moins partiellement ouverte.
L'invention concerne également un dispositif de gestion d'un moteur à combustion interne ayant au moins un catalyseur accumulateur dans au moins une conduite de gaz d'échappement et au moins un canal de réintroduction des gaz d'échappement muni d'une soupape de réintroduction des gaz d'échappement qui réintroduit les gaz d'échappement à partir d'au moins une conduite de gaz d'échappe- ment dans au moins un canal d'alimentation en air, comportant des premiers moyens qui dans un premier mode de fonctionnement du moteur à combustion interne pour au moins une soupape de réintroduction des gaz d'échappement partiellement ouverte détermine la teneur en matières polluantes stockées dans au moins un catalyseur accumulateur pour obtenir une première valeur de la teneur en matières polluantes.
Etat de la technique Les moteurs à combustion interne qui fonctionnent au moins par phase en mode maigre c'est-à-dire avec un coefficient lambda supérieur à 1 ont en général une réintroduction externe de gaz d'échappement. Un canal de réintroduction des gaz d'échappement débouchant dans la conduite d'admission du moteur à combustion in-terne permet ainsi d'ajouter à l'air frais alimentant le moteur à combustion interne, un mélange d'air de combustion et de carburant provenant de la conduite des gaz d'échappement du moteur à combus- tion interne. La quantité de gaz d'échappement réintroduit se commande par une soupape de réintroduction des gaz d'échappement installée dans le canal de réintroduction des gaz d'échappement.
La réintroduction externe ou recyclage des gaz d'échappement peut subir différentes perturbations. Par exemple, le canal de réintroduction des gaz d'échappement peut être rétréci par des dépôts de suie, de résidu d'huile ou de condensat. Comme un manque ou un excédant de gaz d'échappement réintroduit peut se répercuter de manière négative sur les émissions d'oxyde d'azote NOx du moteur à combustion interne, et risque de modifier le couple fourni par le moteur à combustion interne, la commande électronique du moteur effectue fréquemment une adaptation de réintroduction des gaz d'échappement avec pour objectif de compenser l'encrassage du canal de réintroduction des gaz d'échappement en corrigeant le degré d'ouverture de la soupape de réintroduction des gaz d'échappement. De plus, le législateur exige un diagnostic embarqué pour le système de réintroduction des gaz d'échappement fournissant un signal de défaut en cas de perturbation polluante.
Les documents DE-100 41 073-Al et DE-101 15 150-Al décrivent un procédé d'adaptation et de diagnostic de la réintroduction des gaz d'échappement. Selon ces documents, on mesure la pression dans la conduite d'admission à l'aide d'un capteur de pression. De plus on modélise la pression dans la conduite d'admission en tenant compte du degré d'ouverture de la soupape de réintroduction des gaz d'échappement ainsi que d'autres paramètres comme par exemple la vitesse de rotation du moteur, le degré d'ouverture du volet d'étranglement, le réglage de l'arbre à came et l'influence de la ventilation du réservoir. A partir de la différence entre la valeur mesurée et la valeur modélisée de la pression dans la conduite d'admission on peut déterminer tout défaut de fonctionnement du moyen de réintroduction des gaz d'échappement.
Il est en outre connu que les moteurs à combustion in-terne fonctionnant en mode maigre, sont fréquemment équipés de catalyseurs accumulateurs en particulier de catalyseurs accumulateurs d'oxyde NOx. Cela est notamment le cas des moteurs à essence à injection directe d'essence fonctionnant en mode stratifié.
Les catalyseurs accumulateurs ont la propriété de restituer les polluants accumulés par exemple les NOx en travaillant pério- diquement, brièvement en mode riche c'est-à-dire en faisant fonctionner le moteur à combustion interne avec un coefficient lambda inférieur à 1 pour évacuer ces matières polluantes. Ce principe est appelé régénération. Le déclenchement du mode de régénération par la commande du moteur se fait dans différentes conditions de fonctionnement en particulier lorsqu'on détecte que l'accumulateur NOx du catalyseur accumulateur est chargé. Si en aval du catalyseur accumulateur il y a un capteur NOx, la commande de moteur reconnaît par exemple que l'accumulateur NOx est rempli si le capteur NOx mesure une forte con-centration NOx au-dessus d'un premier seuil ou un fort débit massique NOx au-dessus d'un second seuil dans les gaz d'échappement sortant du catalyseur accumulateur.
Il est en outre connu que la commande du moteur modélise le niveau de remplissage NOx de l'accumulateur NOx du catalyseur accumulateur en s'appuyant sur une teneur en NOx, modélisée, dans la conduite des gaz d'échappement bruts, en amont du catalyseur accumulateur. La régénération dépend du signal du capteur en aval du catalyseur accumulateur qui est comme décrit soit un capteur NOx soit une sonde lambda à caractéristique à deux points. La régénération se termine lorsque le catalyseur détecte qu'il n'y a plus de NOx quittant l'accumulateur NOx du catalyseur accumulateur mais que pour régénérer l'accumulateur NOx du catalyseur accumulateur, les gaz d'échappement riches fournis au catalyseur accumulateur traversent le catalyseur accumulateur pratiquement sans être modifiés.
Dans ce cas, par exemple une sonde lambda installée en aval du catalyseur et ayant une caractéristique à deux points pourrait passer à partir de la détection d'un gaz d'échappement maigre, brusquement à la détection d'un gaz d'échappement riche ne nécessitant plus de régénération. Les capteurs NOx selon l'état actuel de la technique donnent non seulement un signal de concentration NOx mais aussi un signal à caractéristiques en deux points utilisable pour terminer la phase de régénération.
Le document WO 02/14659 décrit un procédé et un modèle pour modéliser une phase de déstockage d'un catalyseur accumu- lateur d'oxydes d'azote. Les moteurs à combustion interne qui peuvent fonctionner avec un mélange carburant/ air maigre (coefficient lambda supérieur à 1) on utilise des catalyseurs accumulateurs NOx pour stocker les émissions NOx expulsées par le moteur à combustion in-terne pendant qu'il fonctionne en mode maigre. Le catalyseur accumu- lateur NOx se trouve alors en phase dite d'accumulation. A mesure que la durée de la phase d'accumulation augmente, le rendement du catalyseur accumulateur NOx diminue ce qui se traduit par une augmentation des émissions NOx en aval du catalyseur accumulateur NOx. La cause de la diminution du rendement se situe dans l'augmentation du niveau de remplissage d'oxyde d'azote NOx du catalyseur accumulateur NOx. On peut surveiller le niveau de remplissage NOx et après dépassement d'un seuil prédéfini on peut lancer la phase de déstockage ou de régénération du catalyseur accumulateur d'oxyde NOx. Pour déterminer le niveau de remplissage NOx du catalyseur accumulateur NOx on peut utiliser un modèle de stockage d'oxydes d'azote (NOx). Les modèles de stockage NOx sont connus selon l'état de la technique général. Dans un modèle de stockage NOx on peut partant des paramètres décrivant le point de fonctionnement du moteur à combustion interne (par exemple la masse de carburant fournie ou la masse d'air ou le couple, etc....) modéliser le niveau de remplissage NOx.
Pendant la phase de déstockage, on fournit un agent réducteur au gaz d'échappement du moteur à combustion interne qui ré-duit les oxydes d'azote stockés en donnant de l'azote NOx_Reg_B2 et du dioxyde de carbone CO2. Comme agent réducteur on peut utiliser par exemple des hydrocarbures HC, du monoxyde de carbone CO et/ou de l'hydrogène H2 que l'on génère en réglant un mode riche du mélange air/carburant dans les gaz d'échappement (mode homogène du moteur à combustion interne). Les composants HC, CO et H2 sont également appelés gaz gras. En variante, comme agent réducteur on peut égale- ment ajouter de l'urée aux gaz d'échappement. Pour cela, pour réduire l'oxyde d'azote en azote et en dioxyde de carbone on utilise l'ammoniac de l'urée. L'ammoniac peut s'obtenir par hydrolyse d'une solution d'urée.
Vers la fin de la phase de déstockage, une partie impor- tante des oxydes d'azote emmagasinés est réduite et de moins en moins d'agents réducteurs rencontrent les oxydes d'azote pour les réduire en azote et en dioxyde de carbone. Puis vers la fin de la phase de déstockage, la fraction d'agent réducteur dans les gaz d'échappement en aval du catalyseur accumulateur NOx augmente et la fraction d'oxygène dans les gaz d'échappement en aval du catalyseur accumulateur NOx diminue. Par l'analyse des gaz d'échappement en aval du catalyseur accumulateur d'oxyde NOx par des capteurs de gaz d'échappement appropriés (par exemple un capteur 02 ou un capteur NOx) permettent de terminer la phase de déstockage lorsque la plus grande partie des oxy- des d'azote a été éliminée du catalyseur accumulateur d'oxyde NOx. Il est en outre connu de déterminer le niveau de remplissage en oxyde NOx du catalyseur accumulateur d'oxyde NOx à l'aide d'un modèle de déstockage et de définir ainsi la fin de la phase de déstockage en s'appuyant sur un modèle.
La fin de la phase de régénération doit être déterminée aussi précisément que possible car une phase de régénération trop courte ne vide pas complètement le catalyseur accumulateur d'oxyde NOx et par suite son émission d'oxyde NOx augmente. D'autre part une phase de régénération trop longue augmente les émissions d'agents ré- ducteurs (gaz riches et urée). A la fois une augmentation des émissions d'oxyde NOx et une augmentation des émissions d'agents réducteurs constituent des situations polluantes et doivent de ce fait être réduites à un minimum.
L'utilisation de capteur de gaz d'échappement approprié pour analyser les gaz d'échappement en aval du catalyseur accumulateur d'oxyde NOx et pour constater la fin d'une phase de régénération sont des solutions relativement compliquées et coûteuses. Dans les pro-cédés connus s'appuyant sur des modèles pour déterminer la fin de la phase de régénération, on définit un débit massique d'agents réduc- teurs à partir de la composition (coefficient lambda) du mélange carbu- rant/air et d'une masse d'air alimentant le moteur à combustion in-terne pour la combustion. Ce débit massique est converti par un coefficient dépendant de la température pour donner un flux massique en fonction duquel on réduit la teneur en oxyde NOx stocké dans le cataly- Beur accumulateur d'oxyde NOx pendant que le moteur à combustion interne fonctionne en mode pauvre.
Cette modélisation a l'inconvénient d'être relativement imprécise et de ne convenir que pour déterminer la fin d'une phase de régénération. La cause en est en particulier que pendant la phase de régénération, l'agent réducteur réduit non seulement les oxydes NOx stockés mais également l'oxygène 02. Celui des gaz stockés (NOx ou 02) qui sera effectivement réduit à un instant donné pendant la phase de régénération dépend de la construction du catalyseur accumulateur d'oxyde NOx. Le modèle de déstockage connu selon l'état de la techni- que ne permet pas de déterminer la nature et la quantité de gaz qui sera réduit à un instant donné pendant la phase de régénération.
Selon le document WO 02/14659 il est ainsi connu de modéliser l'accumulateur d'oxygène 02 par un premier intégrateur d'oxygène 02 et l'accumulateur d'oxyde NOx par un second intégrateur d'oxyde d'azote NOx; le premier et le second intégrateurs reçoivent selon un coefficient de répartition, le débit massique d'agent réducteur et le coefficient de répartition se détermine en fonction de la teneur en 02 et la de la teneur en NOx du catalyseur accumulateur d'oxyde NOx. Le débit massique d'agent réducteur se détermine à partir de la composi- tion du mélange carburant/air et d'un débit massique d'air alimentant la combustion du moteur à combustion interne. En déterminant la teneur en 02 de l'accumulateur d'oxygène 02, on peut tenir compte de la température dans le catalyseur accumulateur d'oxyde NOx. Pendant la phase de régénération du catalyseur accumulateur, on a les procédés suivants: l'agent réducteur réduit les oxydes d'azote stockés en donnant de l'azote et du dioxyde de carbone. Ces matières sortent du catalyseur si bien qu'en aval du catalyseur, pendant la phase de régénération, on aura un excédent d'oxygène bien que le moteur à combustion interne utilise un mélange riche carburant/ air et fonctionne ainsi avec un manque d'oxygène.
Le document DE-198 43 879-Al décrit un procédé de gestion d'un moteur à combustion interne utilisant un catalyseur accumulateur d'oxyde NOx dans la zone des gaz d'échappement. Dans une première phase de fonctionnement lorsque le moteur à combustion interne fonctionne en régime pauvre dans le cadre de la charge stratifiée des cylindres, on aura un stockage des oxydes NOx engendrés dans le catalyseur accumulateur d'oxyde NOx. Dans une seconde phase de fonctionnement au cours de laquelle le moteur à combustion interne travaille dans le cadre d'un remplissage homogène des cylindres de manière stoechiométrique ou avec un mélange riche, on aura la régénération du catalyseur accumulateur d'oxyde NOx. Un capteur d'oxyde NOx installé en aval du catalyseur accumulateur d'oxyde NOx détecte une concentration croissante d'oxyde NOx dans les gaz d'échappement pendant la phase de stockage. On lance un changement dans la phase de régénération dès que la concentration d'oxyde NOx dépasse un seuil prédéterminé. Dans d'autres exemples de réalisation, on commute d'une phase de stockage à une phase de régénération lorsque le débit massique d'oxyde NOx ou l'intégrale du débit massique d'oxyde NOx en phase de stockage en aval du catalyseur accumulateur d'oxyde NOx dé- passe un seuil prédéfini. Le débit massique d'oxyde NOx en aval du catalyseur accumulateur d'oxyde NOx peut se calculer à partir du signal de capteur d'oxyde NOx, du débit massique de gaz d'échappement que l'on détermine par exemple à partir du débit massique d'air aspiré, mesuré et d'un coefficient constant reproduisant la masse molaire.
Le document DE-197 39 848-Al décrit également un procédé de gestion d'un moteur à combustion interne comportant un catalyseur accumulateur d'oxyde NOx dans la zone des gaz d'échappement. Le passage de la phase de stockage à la phase de régénération est commandé en fonction de la masse d'oxyde NOx stocké dans le catalyseur accumulateur d'oxyde NOx. Cette masse se détermine à partir de l'intégrale du débit massique d'oxyde NOx que l'on obtient à partir du débit massique d'air mesuré ou de la charge connue du moteur à combustion interne. Le cas échéant on peut tenir compte de la vitesse de rotation (régime) du moteur à combustion interne et/ou du coefficient lambda des gaz d'échappement et/ou de la température du catalyseur et/ ou du comportement en saturation du catalyseur.
Le document DE-100 36 453-Al décrit également un procédé de gestion d'un moteur à combustion interne équipé d'un cata- lyseur accumulateur d'oxyde NOx dans la zone des gaz d'échappement. Le changement entre la phase de stockage et la phase de régénération se fait en fonction de la masse d'oxyde NOx stockée dans le catalyseur accumulateur d'oxyde NOx. Le débit massique d'oxyde NOx produit en aval du catalyseur accumulateur d'oxyde NOx est calculé à la fois à partir d'un modèle du catalyseur accumulateur d'oxyde NOx et à partir du signal d'un capteur d'oxyde NOx. En comparant les deux débits massiques, on corrige le modèle du catalyseur accumulateur d'oxyde NOx.
Le document DE-103 13 216.3 non publié antérieure- ment décrit un procédé de gestion d'un catalyseur accumulateur d'oxyde d'azote installé dans la zone des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne; selon ce procédé, on détermine l'instant précis auquel on commute d'une phase de stockage à une phase de ré-génération. On peut alors déterminer la masse d'oxyde NOx effective- ment stockée dans le catalyseur accumulateur d'oxyde NOx ou la masse d'oxyde NOx produite en aval du catalyseur accumulateur d'oxyde NOx, avec une précision relativement élevée à l'aide d'un intégrateur en phase de stockage.
Un catalyseur accumulateur est un composant concer- nant les gaz d'échappement qu'il faut diagnostiquer. Pour cela on dé- termine la capacité d'accumulation d'oxyde NOx du catalyseur accumulateur. On utilise à cet effet en principe deux procédés de me-sure.
Selon un premier procédé de mesure, à l'aide d'un cap- teur d'oxyde NOx on détecte en aval du catalyseur accumulateur, comme décrit, un accumulateur d'oxyde NOx, chargé. Le niveau de remplissage d'oxyde NOx existant à cet instant dans le catalyseur accumulateur se modélise par exemple comme décrit dans le document WO 02/14659-Al. Ainsi le premier procédé détermine pendant la phase de stockage ou pendant le mode de fonctionnement maigre du moteur à combustion interne, le niveau de remplissage d'oxyde NOx stocké dans le catalyseur accumulateur.
Le document WO 02/14659-Al décrit également comme cela est connu, à l'aide du flux massique d'agents réducteurs nécessai- res à la régénération du catalyseur accumulateur, la fin de la phase de régénération; à ce moment on tient compte de la capacité de l'oxygène à prendre en compte le catalyseur accumulateur à l'aide d'un coefficient de répartition.
On connaît en outre des moteurs à combustion interne ayant des systèmes de gaz d'échappement à double flux dans lesquels, à partir des deux ensembles à gaz d'échappement, chaque fois un canal de retour de gaz d'échappement équipé de sa propre soupape de réintroduction des gaz d'échappement débouche dans la conduite d'admission. Dans un tel système, il subsiste un problème non résolu à savoir l'adaptation ou le diagnostic de l'encrassage des deux canaux de retour de flux de gaz d'échappement ou des deux soupapes de réintroduction des gaz d'échappement pour une adaptation séparée ou un diagnostic. Le procédé connu tel que décrit ci- dessus pour diagnostiquer et/ou adapter la réintroduction des gaz d'échappement permet seulement jusqu'à présent d'adapter ou de diagnostiquer l'ensemble du système de réintroduction des gaz d'échappement, mais ne permet pas d'associer de façon ciblée un manque ou un excédent en gaz d'échappement réintroduit, au mauvais fonctionnement de l'une des deux soupapes de réintroduction des gaz d'échappement.
Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet un procédé du type défini ci-dessus caractérisé en ce que dans un second mode de fonctionnement du moteur à combustion interne, la soupape de réintroduction des gaz d'échappement étant fermée on détermine une seconde valeur de la teneur en matières polluantes dans au moins un catalyseur accumulateur, on compare la première valeur de la teneur en matières polluantes à la seconde valeur de la teneur en matières polluantes, et en fonction du résultat de la comparaison, on effectue un diagnostic et/ou une adaptation d'un système de réintroduction des gaz d'échappement formé par au moins un canal de réintroduction des gaz d'échappement équipé de sa soupape de réintroduction des gaz d'échappement et de sa commande.
L'invention concerne également un dispositif de gestion du type défini caractérisé par des seconds moyens de détermination qui dans un second mode de fonctionnement du moteur à combustion in-terne, la soupape de réintroduction des gaz d'échappement étant fermée, déterminent une seconde valeur de la teneur en matières polluantes dans au moins un catalyseur accumulateur, des moyens de comparaison comparant la première valeur de la teneur en matières polluantes à la seconde valeur de la teneur en matières polluantes, et des moyens qui, en fonction du résultat de la comparaison, effectuent un diagnostic et/ou une adaptation de l'un des systèmes de réintroduction des gaz d'échappement formés par au moins un canal de réintroduction des gaz d'échappement muni de sa soupape de réintroduction des gaz d'échappement et de sa commande.
Le procédé et le dispositif selon l'invention de gestion d'un moteur à combustion interne tels que définis ci-dessus offrent l'avantage vis à vis de l'état de la technique d'effectuer un diagnostic et/ou une adaptation du système de réintroduction des gaz d'échappement à l'aide du contenu en matières polluantes stockées dans au moins un catalyseur accumulateur. Cela est particulièrement avantageux dans un système de gaz d'échappement à plusieurs étages ayant plusieurs canaux de réintroduction de gaz d'échappement et des soupapes de réintroduction des gaz d'échappement. Dans ce cas, on ne constatera pas de manière générale un défaut dans la réintroduction des gaz d'échappement, mais on constatera en revanche si des défauts existent dans la conduite des gaz d'échappement liés à plusieurs ou à l'unique soupape de réintroduction des gaz d'échappement dans le der- nier cas.
Il est particulièrement simple de détecter un défaut dans le système de retour des gaz d'échappement si la première valeur de la teneur en matières polluantes diffère d'une seconde valeur pour la teneur en matière polluante, en amplitude de plus d'un seuil prédéfini.
Cette solution a en outre l'avantage de pouvoir tenir compte par exem- ple de tolérances de construction dans le système de réintroduction des gaz d'échappement ou des déviations et des imprécisions résultant uniquement des procédés de détermination différentes utilisées pour dé- terminer la première et la seconde valeurs de la teneur en matières polluantes et prises en compte pour la détection des défauts du système de réintroduction des gaz d'échappement, dans la mesure où le premier seuil prédéfini a été choisi correctement. Un système défectueux de retour des gaz d'échappement sera ainsi détecté non seulement à l'aide des imprécisions de mesure ou de détermination ou à cause des différences liées au procédé de détermination de la première et de la seconde valeur de la teneur en matière polluante et non de tolérances liées à la construction dans le système de réintroduction des gaz d'échappement.
Il est particulièrement simple dans le cas de plusieurs conduites de gaz d'échappement équipées chacune d'un canal de réin- troduction des gaz d'échappement de desceller un retour asymétrique des gaz d'échappement à travers les différents canaux de réintroduction des gaz d'échappement si la différence entre la première valeur de la teneur en matières polluantes et la seconde valeur de cette teneur est différente pour au moins deux canaux de réintroduction des gaz d'échappement.
On peut également tenir compte de tolérances des procédés de mesure ou de détermination utilisés pour déterminer la première et la seconde valeur de la teneur en matières polluantes ou des différences liées à la construction entre les différents canaux de retour de gaz d'échappement et les soupapes de réintroduction des gaz d'échappement, si l'on ne reconnaît la structure asymétrique du retour des gaz d'échappement que si la variation de la différence dépasse en amplitude un second seuil prédéfini.
Il est également avantageux si dans une première étape on effectue un diagnostic du système de réintroduction des gaz d'échappement suivant une pression d'au moins un canal de réintroduction des gaz d'alimentation et seulement au cas où pour ce diagnostic on reconnaît un défaut du système de réintroduction des gaz d'échappement et si dans une seconde étape, en déterminant la pre- mière valeur et la seconde valeur de la teneur en matières polluantes et en les comparant, on vérifie pour tous les canaux de réintroduction des gaz d'échappement celui ou ceux qui sont défectueux parmi les systèmes de réintroduction des gaz d'échappement avec sa soupape de réintroduction des gaz et sa commande. Cela permet de réaliser un système de réintroduction des gaz d'échappement non défectueux dans un pro-cédé en deux étapes de détection. Dans une première étape, on vérifie alors de manière totalement générale s'il y a un défaut dans le système de réintroduction des gaz d'échappement. Cette vérification se fait d'une manière relativement simple selon la pression dans au moins un canal de guidage d'air. La seconde étape plus compliquée du procédé est également exécutée dans ce cas car dès le premier niveau, on a reconnu un défaut dans le système de réintroduction des gaz d'échappement.
A l'aide de la seconde étape, on peut alors détecter de manière plus précise l'emplacement du défaut, en particulier si l'on uti- lise un système de gaz d'échappement à plusieurs étages à canaux de réintroduction des gaz d'échappement et soupapes de réintroduction des gaz d'échappement.
Il est également avantageux qu'au moins un catalyseur accumulateur soit régénéré dans le second mode de fonctionnement et qu'à partir de la quantité de gaz d'échappement nécessaire pour la phase de régénération, on définisse une seconde valeur de la teneur en matières polluantes dans au moins un catalyseur accumulateur. Cela permet de déterminer d'une manière particulièrement simple et en utilisant la phase de régénération d'au moins un catalyseur accumulateur, la seconde valeur en matières polluantes.
Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique d'un moteur à combustion in-terne équipé d'un système de gaz d'échappement à deux flux; la figure 2 montre un diagramme fonctionnel expliquant le procédé et le dispositif de l'invention.
Description du mode de réalisation
Selon la figure 1, la référence 1 désigne un moteur à combustion interne par exemple un moteur à essence ou un moteur diesel. Le moteur à combustion interne 1 comprend un premier ensem- ble de cylindres 110 et un second ensemble de cylindres 115. Le premier ensemble de cylindres 110 reçoit de l'air par un premier canal d'alimentation 45. Le second ensemble de cylindre 115 reçoit de l'air transmis par l'intermédiaire d'un second canal d'alimentation 50. Les deux canaux d'alimentation en air 45, 50 sont alimentés en air frais par l'intermédiaire d'un canal d'air commun 100. Le canal d'air commun 100 peut être par exemple équipé d'un volet d'étranglement 105 comme cela est présenté à la figure 1 pour permettre de modifier l'alimentation en air dans les bancs de cylindres 110, 115. Le degré d'ouverture des volets d'étranglement 105 est commandé par une commande de moteur 55 par exemple pour convertir une demande du conducteur prédéfinie par l'actionnement de la pédale d'accélérateur dans le cas où le moteur à combustion interne 1 entraîne un véhicule. Inversement, onpeut avoir un signal de retour du degré d'ouverture du volet d'étranglement 105 au niveau de la commande de moteur 55 par exemple en utilisant l'un des potentiomètres saisissant le degré d'ouverture du volet d'étranglement 105. La commande et le signal en retour du volet d'étranglement 105 sont schématisés par une double flèche entre le vo-let d'étranglement 105 et la commande de volet 55 à la figure 1. En outre dans le canal d'air commun 100, comme le montre la figure 1 ou dans l'un des deux canaux d'alimentation en air 45, 50, en aval du volet d'étranglement 105 on a un capteur de pression 140 pour saisir la pression dite d'aspiration et la communiquer à la commande de moteur 55. L'injection du carburant pour les bancs de cylindres 110, 115 ainsi que dans le cas d'un moteur à essence, l'allumage du mélange air/carburant dans les cylindres des bancs de cylindres 110, 115 n'a pas été représenté à la figure 1 pour des raisons de simplification. Les gaz d'échappement développés par la combustion du mélange air/carburant dans les cylindres du premier ensemble de cylindres ou bancs de cylindres 110 sont expulsés dans la première conduite de gaz d'échappement 15. La première conduite de gaz d'échappement 15 est équipée d'un premier catalyseur accumulateur 5 par exemple un catalyseur accumulateur d'oxyde NOx. Celui-ci sert notamment à stocker les oxydes d'azote NOx. En amont du premier catalyseur accumulateur 5, dans la première conduite de gaz d'échappement on a un premier capteur de gaz d'échappement 120 notamment une sonde lambda continue, qui mesure la teneur en oxygène des gaz d'échappement en amont du premier catalyseur accumulateur 5 et transmet le résultat de la mesure à la commande de moteur 55. En amont du premier catalyseur accumulateur 5, un premier canal de réintroduction des gaz d'échappement 35 débouche de la conduite des gaz d'échappement 15 et comporte une première soupape de réintroduction des gaz d'échappement 25 pour déboucher de nouveau en aval du volet d'étranglement 105 dans le canal d'air commun 100.
La commande de moteur 55 commande le degré d'ouverture de la première soupape de réintroduction des gaz d'échappement 25 pour commander un taux prédéfini de réintroduction des gaz d'échappement suivant l'état de fonctionnement actuel du moteur à combustion interne 1 et cela d'une manière connue des spécialistes. En aval du premier catalyseur accumulateur 5 on a un troisième capteur de gaz d'échappement 130 réalisé par exemple comme sonde lambda à caractéristiques à deux points ou comme capteur d'oxyde NOx et qui en fonction de la teneur en oxygène et/ ou de la teneur en oxyde d'azote NOx dans les gaz d'échappement en aval du premier catalyseur accumulateur 5, génère un signal de mesure et le transmet à la commande de moteur 55. Les gaz d'échappement dégagés par la combustion du mélange air/carburant des cylindres du second banc de cylindres sont expulsés dans la seconde conduite de gaz d'échappement 20. Cette seconde conduite de gaz d'échappement 20 est équipée d'un second catalyseur accumulateur 10; dans cet exemple ce catalyseur stocke également les oxydes d'azote des gaz d'échappement. En amont du second catalyseur accumulateur 10 se trouve un second capteur de gaz d'échappement 125 installé dans la seconde conduite de gaz d'échappement 20; ce capteur est par exemple une sonde lambda continue mesurant la teneur en oxygène des gaz d'échappement et transmettant le résultat de la mesure à la commande de moteur 55.
En amont du second catalyseur accumulateur 10, un second canal de réintroduction des gaz d'échappement 40 dérive de la seconde conduite de gaz d'échappement 20; ce canal est équipé d'une seconde soupape de réintroduction des gaz d'échappement 30 et il dé- bouche en aval du volet d'étranglement 105 dans le canal d'air commun 10. Le degré d'ouverture de la seconde soupape de réintroduction des gaz d'échappement 30 est également commandé par la commande de moteur 55 pour obtenir le taux souhaité de réintroduction des gaz d'échappement. En aval du second catalyseur accumulateur 10, on a un quatrième capteur de gaz d'échappement 135 par exemple sous la forme d'une sonde lambda à caractéristique à deux points ou encore sous la forme d'un capteur d'oxyde NOx. Cette sonde mesure la teneur en oxygène ou la teneur en oxyde NOx contenue dans les gaz d'échappement en aval du second catalyseur accumulateur 10; en fonction du résultat de la mesure un signal de mesure est ainsi transmis à la commande de moteur 55. D'autres grandeurs d'entrée de la commande de moteur 55 sont caractérisées à la figure 1 par la référence 150.
Le moteur à combustion interne 1 fonctionne comme cela sera décrit ciaprès dans un premier mode de fonctionnement, les deux soupapes de réintroduction des gaz d'échappement 25, 30 sont au moins partiellement ouvertes pour régler un taux prédéfini de réintroduction des gaz d'échappement. Le premier mode de fonctionnement est le mode de fonctionnement pauvre du moteur à combustion interne 1; cela signifie que le coefficient lambda déterminé par la première sonde lambda 120 et le coefficient lambda déterminé par la seconde sonde lambda 125 sont chacun supérieurs à 1. Les oxydes d'azote présents dans les deux conduites de gaz d'échappement 15, 20 sont stockés par les catalyseurs accumulateurs 5, 10. Dans cette analyse on a supposé à titre d'exemple que le premier capteur de gaz d'échappement 120 était constitué par une première sonde lambda continue 120 et le second capteur de gaz d'échappement 125 par une seconde sonde lambda continue 125. Cette hypothèse sera également prise dans les exemples suivants. En outre on suppose à titre d'exemple que le troisième capteur de gaz d'échappement 130 est réalisé comme premier capteur NOx et le quatrième capteur de gaz d'échappement 135 comme second capteur NOx. Pour le premier capteur NOx, 130 et le second capteur NOx 135, on prédéfinit une première valeur de réglage de la teneur en oxyde d'azote NOx dans les gaz d'échappement pour laquelle le premier capteur NOx 130 ou le second capteur NOx 135, atteignant cette limite, transmettent un signal de commutation correspondant à la commande de moteur 35. Le premier seuil prédéfini de la teneur en oxyde d'azote NOx dans les gaz d'échappement peut ainsi à titre d'exemple se déterminer selon la réglementation. Si l'on atteint ou l'on dépasse le seuil de la teneur en oxyde d'azote NOx dans les gaz d'échappement de l'une des conduites de gaz d'échappement 15, 20, on considère que pour cette conduite de gaz d'échappement le catalyseur accumulateur correspondant 5, 10 est rempli et nécessite une régénération.
C'est pourquoi dans cet exemple de réalisation on exécute une régénération pour les deux catalyseurs accumulateurs 5, 10 même si la commande de moteur 55 n'a décelé comme catalyseur accumulateur rempli à l'aide du signal de commutation du capteur d'oxyde d'azote NOx correspondant 130, 135 que l'un des deux ensembles de cylindres ou banc de cylindres 110, 115. Dans un second mode de fonctionnement du moteur à combustion interne 1, on régénère les deux catalyseurs accumulateurs 5, 10, les deux soupapes de réinjection des gaz d'échappement 25, 30 étant alors complètement fermées et le moteur à combustion interne 1 fonctionnant en mode riche. Cela signifie que les deux sondes lambda 120, 125 de la commande de moteur 55 fournissent un signal de coefficient lambda inférieur à 1. Le mode de fonctionnement riche du moteur à combustion interne 1 régénère les catalyseurs accumulateurs 5, 10, c'est- à-dire que les oxydes d'azote stockés dans les catalyseurs accumulateurs 5, 10 sont réduits en azote et en dioxyde de carbone comme cela est connu selon le document WO 02/14659-Al. Pour reconnaître la fin de la régénération, on utilise non pas le signal d'oxyde d'azote NOx mais le signal de la caractéristique à deux points des deux capteurs d'oxyde NOx 130, 135.
On reconnaît la fin de la régénération si la concentration en gaz riche détecté par le signal à caractéristique à deux points des deux capteurs d'oxyde NOx 130, 135 dans les gaz d'échappement dé- passe un second seuil prédéfini. Dès que dans ce cas la commande de moteur 55 a reçu les signaux de commutation correspondants des deux capteurs d'oxyde d'azote NOx 130, 135, caractérisant la fin de la régénération des deux catalyseurs accumulateurs 5, 10, la commande de moteur 55 demande la commutation pour revenir au premier état, c'est- à-dire le mode de fonctionnement pauvre du moteur à combustion in-terne 1 et les soupapes de réintroduction des gaz d'échappement 25, 30 étant alors au moins en partie ouvertes.
Selon la figure 1, on forme un premier système de réintroduction des gaz d'échappement par le premier canal de réintroduction des gaz d'échappement 35 et la première soupape de réintroduction des gaz d'échappement 25 ainsi que leur commande par la commande de moteur 55. On forme un second système de réintroduction des gaz d'échappement par le second canal de réintroduction des gaz d'échappement 40 et la seconde soupape de réintroduction des gaz d'échappement 30 avec sa commande par la commande de moteur 55. Selon l'invention, il est prévu de diagnostiquer les deux systèmes de réintroduction des gaz d'échappement à l'aide des niveaux de remplis-sage d'oxyde d'azote déterminés dans les deux états ou modes de fonctionnement indiqués du moteur à combustion interne 1 pour les deux catalyseurs accumulateurs 5, 10 et/ou de les adapter. Comme cela est par exemple connu selon le document WO 02/14659- Al, pour déterminer le niveau de remplissage d'oxyde d'azote NOx d'un catalyseur accumulateur d'oxyde d'azote NOx, on peut utiliser un modèle de stockage d'oxyde d'azote. Les modèles de stockage d'oxyde d'azote sont connus de façon générale selon l'état de la technique. Dans un modèle de stockage d'oxyde d'azote, partant des paramètres décrivant le point de fonctionnement du moteur à combustion interne 1, comme par exemple la masse de carburant fournie ou la masse d'air, le couple, etc... on peut modéliser le niveau de remplissage d'oxyde d'azote NOx. Pour cela on peut adapter le système de gaz d'échappement a double flux représenté à la figure 1 pour chacun des catalyseurs accumulateurs 5, 10 par exemple en faisant des essais sur un banc d'essais; on effectue alors la compensation entre d'une part la modélisation et d'autre part un exemple à l'aide d'un capteur d'oxyde d'azote dont on mesure l'apport d'oxyde d'azote sur le banc d'essais le catalyseur accumulateur 5, 10 respectif.
La modélisation peut tout d'abord prendre comme hypothèse que les deux systèmes d'air et de gaz d'échappement ainsi que les deux bancs de cylindres 110, 115 et notamment les deux catalyseurs accumulateurs 5, 10 ont une structure symétrique et ont les mêmes caractéristi- ques. De cette manière, on peut déterminer la masse d'oxyde d'azote emmagasinée par l'ensemble du système c'est-à-dire par les deux catalyseurs accumulateurs 5, 10 selon le modèle de stockage d'oxyde d'azote connu de l'état de la technique puis de répartir par moitié entre les deux catalyseurs accumulateurs 5, 10. Par l'adaptation par les quantités d'oxyde d'azote apportées et qui ont effectivement été mesurées sur le banc d'essais, on pourra alors régler les modèles de stockage d'oxyde d'azote adaptés différemment pour chacun des deux catalyseurs accumulateurs 5, 10. Les paramètres nécessaires à la modélisation comme cela est par exemple connu selon le document WO 02/14659- Al, se déterminent à l'aide de la commande de moteur 55 ou seront formés à partir d'autres grandeurs d'entrée 150. Ces paramètres comprennent comme décrit, par exemple la masse d'air ou la masse de carburant fournies, le couple développé par le moteur à combustion interne 1, etc...
Selon l'invention, pendant le premier mode de fonctionnement c'est-à-dire le mode pauvre du moteur à combustion interne 1, on modélise de la manière décrite la quantité d'oxyde d'azote stockée respectivement dans les catalyseurs accumulateurs 5, 10. Puis à la fin du premier mode de fonctionnement c'est-à-dire à la fin de la phase de fonctionnement maigre du moteur à combustion interne 1, à la de-mande du signal de commutation de l'un des deux capteurs d'oxyde d'azote NOx 130, 135, on lance une régénération des catalyseurs accumulateurs 5, 10; ainsi pour chacun des deux catalyseurs accumulateurs 5, 10 la quantité d'oxyde d'azote stockée à cet instant sera déterminée par la modélisation décrite par la commande de moteur 55 et les valeurs obtenues seront enregistrées en mémoire. La quantité d'oxyde d'azote stockée dans le premier catalyseur accumulateur 5 est désignée ci-après NOx - B1 et la quantité d'oxyde d'azote stockée dans le second catalyseur accumulateur 10 est appelée ci-après NOx - B2.
De plus comme cela est connu selon le document WO 02/14659-Al, on peut déterminer le niveau de remplissage en oxyde d'azote d'un catalyseur accumulateur d'oxyde d'azote à l'aide d'un modèle de déstockage. Pour cela à partir de la composition du mélange carburant - air et d'une masse d'air de combustion fournie au moteur à combustion interne 1, on peut déterminer un débit massique d'agent réducteur. Cet agent réducteur est converti en un débit massique avec un coefficient dépendant de la température et en fonction de celui-ci, on calcule une réduction des oxydes d'azote NOx stockés dans le catalyseur accumulateur d'oxyde d'azote NOx pendant le mode de fonctionnement pauvre du moteur à combustion interne. Cette modélisation a l'inconvénient d'être relativement imprécise. La cause est que l'agent réducteur réduit pendant la phase de régénération non seulement les oxydes d'azote NOx stockés mais également l'oxygène stocké dans le catalyseur accumulateur. La nature du gaz stocké (les oxydes d'azote NOx ou l'oxygène) qui seront effectivement réduits à un instant donné pendant la phase de régénération dépend de la construction du catalyseur accumulateur d'oxyde d'azote NOx. Le document WO 02/14659-Al propose de modéliser l'accumulateur d'oxygène du catalyseur accumu- lateur par un premier intégrateur d'oxygène et l'accumulateur d'oxydes d'azote du catalyseur accumulateur par un second intégrateur pour les oxydes d'azote et d'appliquer au premier et au second intégrateurs une composante du flux massique d'agent réducteur réparti selon un coefficient de répartition; le coefficient de répartition se détermine en fonc- tion du contenu de l'accumulateur d'oxygène et du contenu de l'accumulateur d'oxyde d'azote dans le catalyseur accumulateur. Selon l'objet du document WO 02/14659-Al, partant du niveau de remplis-sage du catalyseur accumulateur à la fin de la phase pauvre, on intègre jusqu'au niveau de remplissage nul, la teneur en oxyde d'azote, réduite dans le débit massique réducteur par intégration négative pour détecter la fin de la régénération.
Mais cette intégration peut en outre s'inverser telle quelle pour intégrer le débit massique réducteur nécessaire à la réduction des oxydes d'azote stockés dans le catalyseur accumulateur en tenant compte du coefficient de répartition et ainsi en tenant également compte de la réduction de l'oxygène selon le document WO 02/14659-Al, pour déterminer finalement pour chacun des deux catalyseurs accumulateurs 5, 10, la teneur totale réduite en oxydes d'azote pendant la phase de régénération, c'est-à-dire jusqu'à la fin de la phase de régénération.
Le débit massique d'agent réducteur pour les deux conduites de gaz d'échappement 15, 20 se détermine ainsi simplement à l'aide des deux sondes lambda continues 120, 125. Le débit massique d'agent réducteur dépend selon le document WO 02/14659-Al du débit massique de gaz d'échappement et du coefficient lambda. Ainsi pour déterminer le débit massique d'agent réducteur pour les deux catalyseurs accumulateurs 5, 10, il suffit de déterminer le débit massique des gaz d'échappement dans les deux conduites de gaz d'échappement 15, 20 soit par mesure soit par modélisation d'une manière connue de l'homme du métier; la valeur respective du coefficient lambda se détermine à l'aide des deux sondes lambda 120, 125. Le débit massique des gaz d'échappement dans chacune des conduites de gaz d'échappement 15, 20 peut également se déterminer selon le document WO 02/14659-Al égale-ment à partir du débit massique d'air fourni à chaque banc de cylindres 110, 115. Pour cela, il faut soit mesurer le débit massique d'air soit le modéliser d'une manière connue du spécialiste.
Selon le document WO 02/14659-Al, il est également connu de convertir le flux d'agent réducteur, total en tenant compte d'un rendement dans un flux effectif d'agent réducteur qui participent effectivement à la conversion des composants stockés d'oxydes d'azote et d'oxygène. Pour ce rendement, on peut également prendre en compte le fait que tout le débit massique d'agent réducteur ne passe pas pendant la phase de régénération dans le catalyseur accumulateur sur les oxydes d'azote à réduire ou sur l'oxygène à réduire, mais qu'une partie de l'ensemble du débit massique d'agent réducteur quitte le catalyseur accumulateur sans réagir avec les oxydes d'azote ou avec l'oxygène. C'est pourquoi on détermine le rendement à partir du débit massique de gaz d'échappement en utilisant une courbe caractéristique obtenue par application. Cette caractéristique peut se déterminer empiriquement au préalable de la modélisation. Le rendement dans le cas du système de gaz d'échappement à double flux selon la figure 1 peut se déterminer empiriquement pour les deux catalyseurs accumulateurs 5, 10 comme cela a été décrit. Les quantités d'oxydes d'azote réduites pendant la phase de régénération des catalyseurs accumulateurs 5, 10 sont alors formées non pas avec le débit massique total respectif d'agent réducteur mais de façon correspondante par intégration du débit massique effectif respectif d'agent réducteur. La détermination des quantités d'oxydes d'azote réduites pendant la phase de régénération dans le premier catalyseur accumulateur 5 et dans le second catalyseur accumulateur 10 peut devenir encore plus précise si comme cela est connu selon le document WO 02/14659-Al, on tient compte de la dépendance de la capacité d'accumulation d'oxygène en fonction de la température de chacun des catalyseurs accumulateurs 5, 10.
Lors de la régénération des deux catalyseurs accumulateurs 5, 10 effectuée après la phase de fonctionnement en régime mai- gre du moteur à combustion interne 1, au cours du second mode de fonctionnement du moteur à combustion interne 1, on détermine pour chacun des deux catalyseurs accumulateurs 5, 10 partant de la quantité respectivement nécessaire de gaz d'échappement riches c'est-à-dire du débit massique d'agent réducteur et en tenant compte de la capacité d'accumulation d'oxygène des deux catalyseurs accumulateurs 5, 10, la quantité d'oxyde d'azote NOx_Reg_B 1 réduite jusqu'à la fin de la phase de régénération c'est-à-dire jusqu'à la fin du second mode de fonctionnement pour le premier catalyseur accumulateur 5 et de la quantité NOx_Reg_B2 pour le second catalyseur accumulateur 10. La fin de la régénération est détectée comme décrit par la réception des deux signaux de commutation des deux capteurs d'oxydes d'azote NOx 130, 135 par la commande de moteur 55. Ensuite on active de nouveau le premier mode de fonctionnement c'est-à-dire la phase de fonctionne-ment pauvre du moteur à combustion interne 1 en ouvrant au moins partiellement les soupapes de réintroduction des gaz d'échappement 25, 30 par la commande de moteur 55.
On aura alors des valeurs comparables de la teneur en oxyde d'azote dans chacun des catalyseurs accumulateurs 5, 10 pour les deux modes de fonctionnement différents du moteur à combustion interne 1. Cela provient de ce que la teneur en oxyde d'azote des deux catalyseurs accumulateurs 5, 10 dans le premier mode de fonctionne-ment du moteur à combustion interne 1, c'est-à-dire en phase de fonctionnement en régime pauvre, se détermine à partir d'une teneur en oxyde d'azote dans la veine des gaz d'échappement en aval des deux catalyseurs accumulateurs 5, 10 qui à la fin de la phase de fonctionne-ment pauvre correspond sensiblement au premier seuil prédéfini. Dans la phase de régénération directement adjacente, c'est-à-dire dans le second mode de fonctionnement du moteur à combustion interne 1, on détermine ensuite la teneur en oxyde d'azote des deux catalyseurs accumulateurs 5, 10 qui est de nouveau réduite jusqu'à atteindre le second seuil prédéterminé pour la concentration en gaz riches dans la veine des gaz d'échappement en aval des deux catalyseurs accumulateurs 5, 10. Les deux modes de fonctionnement du moteur à combustion interne 1 ont ainsi du point de vue de la concentration en oxyde d'azote dans la veine des gaz d'échappement en aval des deux catalyseurs accumulateurs 5, 10, sensiblement les mêmes limites car à la fin de la phase de régénération on obtient dans les catalyseurs accumulateurs 5, 10, une teneur en oxyde d'azote qui correspond à la teneur en oxyde d'azote dans les catalyseurs accumulateurs 5, 10 au début de la phase pauvre; ainsi pendant la phase de fonctionnement pauvre, la teneur en oxyde d'azote établie dans les deux catalyseurs accumulateurs 5, 10 est comparable à la teneur en oxyde d'azote des deux catalyseurs accumulateurs 5, 10, réduits dans la phase de régénération correspondante.
Si maintenant pour chacun des deux catalyseurs accumulateurs 5, 10 on compare la teneur en oxyde d'azote stocké pendant le premier mode de fonctionnement du moteur à combustion interne 1 dans le catalyseur accumulateur respectif 5, 10 avec la teneur en oxyde d'azote réduite pendant le second mode de fonctionnement du moteur à combustion interne, dans le catalyseur accumulateur 5, 10 respectif, on aura pour chacun des deux systèmes de réintroduction des gaz d'échappement une information relative à son défaut de fonctionne-ment. Cela réside en particulier dans le fait que pendant le premier mode de fonctionnement les soupapes de réintroduction des gaz d'échappement 25, 30 sont au moins en partie ouvertes alors que pen- dant le second mode de fonctionnement elles sont complètement fermées. C'est pourquoi la valeur modélisée de la quantité d'oxyde d'azote stocké à la fin du premier mode de fonctionnement du moteur à combustion interne 1 dans l'un des deux catalyseurs accumulateurs 5, 10 se distingue de la quantité d'oxyde d'azote du catalyseur accumulateur correspondant 5, 10, obtenue jusqu'à la fin du second état de fonctionnement adjacent du moteur à combustion interne 1, et on pourra conclure à un défaut du système de réintroduction des gaz d'échappement du système de la conduite correspondante des gaz d'échappement en particulier si l'amplitude de la différence dépasse un premier seuil pré-défini.
Dans un but de simplification on appellera ci-après la quantité d'oxyde d'azote accumulée dans un catalyseur accumulateur jusqu'à la fin du premier mode de fonctionnement comme première va- leur de la teneur en matière polluante dans le catalyseur accumulateur correspondant.
La quantité d'oxyde d'azote réduite, obtenue et déterminée jusqu'à la fin du second mode de fonctionnement suivant du catalyseur accumulateur correspondant est alors appelée seconde valeur de la teneur en matière polluante du catalyseur accumulateur correspondant.
C'est ainsi que NOx - B1 représente une première valeur de la teneur en matière polluante du premier catalyseur accumulateur 5 et NOx_Reg_B 1 une seconde valeur de la teneur en matière polluante du premier catalyseur accumulateur 5. La valeur NOx - B2 représente une première valeur de la teneur en matière polluante du second catalyseur accumulateur 10 et la valeur NOx_Reg_B2 représente une seconde valeur de la teneur en matière polluante du second catalyseur accumulateur 10. Si ainsi la première valeur NOx - B1 de la teneur en matière polluante du premier catalyseur accumulateur 5 est différente de la seconde valeur NOx_Reg_B 1 de la teneur en matières polluantes du premier catalyseur accumulateur 5, on peut conclure qu'il y a une différence entre un débit massique souhaité de réintroduction des gaz d'échappement et le débit massique réel de ces gaz d'échappement dans le premier canal de réintroduction des gaz d'échappement 35.
De façon correspondante, en cas de différence entre la première valeur NOx - B2 de la teneur en matières polluantes du second catalyseur accumulateur 10 et la seconde valeur NOx_Reg_B2 de la teneur en matière polluante du second catalyseur accumulateur 10 permet de conclure qu'il y a un défaut entre le débit massique souhaité de réintroduction des gaz d'échappement et le débit massique réel de réintroduction de ces gaz d'échappement dans le second canal de réintroduction des gaz d'échappement 40. De cette manière on peut diagnostiquer des erreurs dans les différents systèmes de réintroduction des gaz d'échappement.
Pour tenir compte des précisions de mesure et de modélisation on peut prévoir que l'erreur de l'un des deux systèmes de réintroduction des gaz d'échappement ne sera reconnu que si la première valeur de la teneur en matières polluantes du catalyseur accumulateur correspondant diffère en amplitude de la seconde valeur de la teneur en matières polluantes du catalyseur accumulateur correspondant de plus de la première valeur de seuil de cette différence. Une asymétrie entre les deux systèmes de réintroduction des gaz d'échappement sera constatée si la différence entre la première valeur de la teneur en matières polluantes du premier catalyseur accumulateur 5 et la seconde valeur de la teneur en matières polluantes du premier catalyseur accumulateur 5 est différente de la différence entre la première valeur de la teneur en matières polluantes du second catalyseur accumulateur et de la seconde valeur de la teneur en matières polluantes du second cataly- Beur accumulateur 10. On peut prévoir de ne reconnaître une asymétrie des deux systèmes de réintroduction des gaz d'échappement que si la différence entre les deux différences indiquées dépasse en amplitude un second seuil prédéfini pour tenir compte également ici des imprécisions du modèle et des mesures. En variante, on peut également prévoir de ne reconnaître l'asymétrie de la réintroduction des gaz d'échappement si la différence entre la première valeur de la teneur en matières polluantes et la seconde valeur de la teneur en matières polluantes d'au moins l'un des deux canaux de réintroduction des gaz d'échappement possèdent un signe algébrique différent.
On reconnaît notamment une réintroduction asymétrique des gaz d'échappement pour les deux canaux de réintroduction des gaz d'échappement 35, 40 c'est-à-dire une réintroduction des gaz d'échappement avec des débits massiques différents de réintroduction des gaz d'échappement dans les deux canaux de réintroduction des gaz d'échappement 35, 40 en particulier si la valeur NOx_Reg_B 1 est supérieure à la valeur NOx - B1 et si la valeur NOx_Reg_B2 est inférieure à la valeur NOx - B2 ou inversement. De même il est possible de conclure à une réintroduction asymétrique des gaz d'échappement si la valeur NOx - B1 est sensiblement égale à la valeur NOx - B2 mais si la valeur NOx_Reg_B 1 diffère fortement de la valeur NOx_Reg_B2. Cette dernière logique juge seulement la relation des quantités d'oxyde d'azote dans le premier catalyseur accumulateur 5 et dans le second catalyseur accumulateur 10 et a ainsi l'avantage de ne pas dépendre de l'insécurité de la modélisation des quantités absolues par rapport à l'oxyde d'azote stocké dans les deux catalyseurs accumulateurs 5, 10.
En option, on peut en outre prévoir d'effectuer le diagnostic de laréintroduction des gaz d'échappement en deux étapes. Dans une première étape, on effectue un diagnostic de l'ensemble de la réin- troduction des gaz d'échappement c'est-à-dire des deux systèmes de réintroduction des gaz d'échappement selon la figure 1 en fonction de la pression d'admission déterminée par le capteur de pression 140 et modéliser à partir des paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne 1 d'une manière connue du spécialiste dans le canal d'air commun 100 comme cela est également connu selon les documents antérieurs DE-100 41 073-A1 et DE-101 15 750-A1. Si dans ce diagnostic on ne constate aucun défaut dans la réintroduction des gaz d'échappement on ne poursuit pas par un diagnostic plus poussé de la réintroduction des gaz d'échappement. Ce n'est qu'au cas où pour le diagnostic indiqué on reconnaît un défaut dans l'ensemble de la réintroduction des gaz d'échappement, c'est-à-dire pour les deux systèmes de réintroduction des gaz d'échappement, que dans une seconde étape en déterminant la première et la seconde valeur de la teneur en matières polluantes des deux catalyseurs accumulateurs 5, 10 et en les corn- parant pour les deux canaux de réintroduction des gaz d'échappement 35, 40, on vérifie de la manière décrite si l'un ou l'autre des canaux de réintroduction des gaz d'échappement 35, 40 et son système de réintroduction des gaz d'échappement formé avec sa soupape de réintroduction des gaz d'échappement 25, 30 et sa commande est ou non défectueux.
La figure 2 montre un diagramme fonctionnel explicitant le procédé et le dispositif de l'invention. Le diagramme fonctionnel présenté peut être implémenté par programme et/ ou par circuit câblé dans la commande de moteur 55 illustrant le dispositif selon l'invention. Des premiers moyens de modélisation 60 sont prévus pour déterminer en fonction de premières grandeurs d'entrée 155 telles que par exemple la masse de carburant fournie au premier banc de cylindres 110 ou la masse d'air fournie au premier banc de cylindre 110 par le premier canal d'alimentation en air 55, la participation au couple fourni par le moteur à combustion interne 1 est associée au premier banc de cylindres 110 ou de manière décrite à la première valeur NOx_Reg_B 1 de la teneur en matière polluante du premier catalyseur accumulateur 5 à la fin du premier mode de fonctionnement. Cette première valeur NOx - B1 est fournie à un premier moyen de comparaison 85. En outre des se- Gonds moyens de modélisation 65 sont prévus pour fournir en fonction des secondes grandeurs d'entrée 160 telles que par exemple la masse de carburant fournie au premier ensemble de cylindres 115 ou la masse d'air fournie au second ensemble de cylindres 115 par l'intermédiaire du second canal d'alimentation en air 50, la participation au couple du second ensemble de cylindres 115 ou de la manière décrite, la première valeur de la teneur en matières polluantes du second catalyseur accumulateur 10 à la fin du premier mode de fonctionnement pour transmettre ces informations à un second moyen de comparaison 90. Des moyens de régénération 70 sont également prévus pour recevoir un si- gnal de déclenchement par une porte OU 145. Les grandeurs d'entrée de la porte OU 145 sont des signaux de mesure des deux capteurs d'oxyde d'azote NOx 135.
Pendant le premier mode de fonctionnement du moteur à combustion interne 1, les deux signaux de sortie des capteurs d'oxyde d'azote NOx 130, 135 sont remis à l'état initial si bien que le signal de sortie de la porte OU 145 est remis à l'état initial et le moyen de régénération n'est pas activé. Dès qu'au cours du premier mode de fonctionnement, l'un des deux capteurs d'oxyde d'azote NOx 130, 135 détecte une concentration NOx supérieure au premier seuil prédéfini dans la veine des gaz d'échappement en aval du catalyseur accumulateur correspondant 5, 10, son signal fourni à la porte OU 145 est mis à l'état et il en est de même de la sortie de la porte OU 145. De cette manière le moyen de régénération 170 est activé et le second mode de fonctionne-ment du moteur à combustion interne 1 commence; pour ce mode de fonctionnement les soupapes de réintroduction des gaz d'échappement 25, 30 passent de leur position au moins partiellement ouverte dans le premier mode de fonctionnement dans leur position fermée et ainsi le moteur à combustion interne fonctionne dans son second mode de fonctionnement. Ce n'est que si le signal avec la caractéristique en deux points des deux capteurs d'oxyde d'azote 130, 135 dépasse le second seuil prédéfini que la sortie de la porte OU 145 est de nouveau remise à l'état initial et que l'état de régénération se termine; on commute de nouveau dans le premier mode de fonctionnement du moteur à combustion interne 1 avec ouverture au moins partielle des soupes de réintroduction des gaz d'échappement 25, 30. Ce premier moyen de modélisation 60 et le second moyen de modélisation 65 sont actifs dans le premier mode de fonctionnement du moteur à combustion interne 1. Dans le second mode de fonctionnement du moteur à combustion in-terne 1, le premier moyen de détermination 75 et le second moyen de détermination 80 sont activés. Le premier moyen de détermination 75 reçoit le signal de sortie de la première sonde lambda 120. De plus, les premiers moyens de détermination 75 reçoivent d'une manière non représentée à la figure 2, une ou plusieurs grandeurs d'entrée à partir desquelles on détermine le débit massique des gaz d'échappement dans la première conduite des gaz d'échappement 15. En outre les premiers moyens de détermination 75 peuvent recevoir par exemple par un capteur de température non représenté à la figure 1, installée en aval du premier catalyseur accumulateur 5, la température en aval de ce premier catalyseur accumulateur 5. Cette température peut également être modélisée à partir des grandeurs de fonctionnement ou paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne 1 fournis au premier moyen de détermination 75. Les premiers moyens de détermination 75 déterminent alors comme cela a été décrit, notamment en tenant compte du rendement, la seconde valeur NOx_B 1 de la teneur en matiè- res polluantes du premier catalyseur accumulateur 5. Cette valeur est également appliquée au premier moyen de comparaison 85. A partir des grandeurs correspondantes de la seconde conduite de gaz d'échappement 20 et notamment du signal de sortie de la seconde sonde lambda 125, les seconds moyens de détermination 80 déterminent la seconde io valeur NOx_Reg_B2 de la teneur en matière polluante du second catalyseur accumulateur 10 et transmettent cette valeur au second moyen de comparaison 90. Les première et seconde valeurs de la teneur en matières polluantes des deux catalyseurs accumulateurs 5, 10 sont stockées de manière intermédiaire dans les moyens de comparaison 85, 90 avant leur comparaison car ces deux valeurs ne sont pas déterminées simultanément. Ainsi les premières valeurs de la teneur en matières polluantes des deux catalyseurs accumulateurs 5, 10 sont déterminées par les premier et second moyens de modélisation 60, 65 au cours du premier mode de fonctionnement; les secondes valeurs de la teneur en matières polluantes des deux catalyseurs accumulateurs 5, 10 sont déterminées pendant le second mode de fonctionnement qui suit directement du moteur à combustion interne 1.
Les premiers moyens de comparaison 85 forment la différence entre la première valeur et la seconde valeur pour la teneur en matières polluantes du premier catalyseur accumulateur 5 et reconnaissent un défaut dans le premier système de réintroduction des gaz d'échappement avec le premier canal de réintroduction des gaz d'échappement 35 si l'amplitude de la différence est supérieure au premier seuil prédéfini. La différence ainsi formée est transmise en outre à un troisième moyen de comparaison 95 sans former l'amplitude. Le second moyen de comparaison 90 forme la différence entre la première et la seconde valeur du second catalyseur accumulateur 10 et constatent un défaut dans le second système de réintroduction des gaz d'échappement et du second canal de réintroduction des gaz d'échappement 40 si l'amplitude de cette différence est de nouveau supérieure au premier seuil prédéfini. Cette différence elle-même est transmise au troisième moyen de comparaison 95 sans que ne soit formée effectivement l'amplitude de la différence. Les différences transmises au troisième moyen de comparaison 95 sont soit uniformément égales pour chacun des catalyseurs accumulateurs considérés, à la première valeur diminuée de la seconde valeur de la teneur en matières polluantes du catalyseur accumulateur correspondant ou inversement la seconde valeur diminuée de la première valeur de la teneur en matières polluantes du catalyseur accumulateur correspondant. Le troisième moyen de comparaison 95 forme à leur tour la différence entre les différences qu'elles reçoivent. Si la différence résultante dépasse en amplitude le second seuil prédéfini, on constate qu'il y a une asymétrie entre les deux systèmes de réintroduction des gaz d'échappement. Un signal de défaut correspondant est alors émis. Les deux moyens de comparaison 85, 90 peuvent également émettre lors de la détection d'un défaut du système de réintroduction de gaz d'échappement correspondant, un signal de défaut non représenté à la figure 2 pour des raisons de clarté. Les signaux de défaut peuvent activer un voyant ou lancer une mesure de secours pour le fonctionnement du moteur à combustion interne 1.
A côté des diagnostics de défaut tels que décrits, il est également possible lorsqu'un défaut est reconnu dans un ou plusieurs systèmes de réintroduction des gaz d'échappement de commander de manière modifiée la ou les soupapes correspondantes de réintroduction des gaz d'échappement 25, 30 par exemple à l'aide d'une régulation de manière à minimiser le défaut ou à l'éliminer. De cette manière on peut corriger ou adapter la commande de la ou des soupapes correspondantes de réintroduction des gaz d'échappement 25, 30 pour éviter les dé-faut et les adapter. On ne corrigera que la ou les soupapes de réintroduction des gaz d'échappement dont les systèmes correspon- dants ont été reconnus comme défectueux de la manière décrite.
Le procédé de diagnostic d'erreur tel que décrit s'explique comme suit: si l'un des deux canaux de réintroduciton des gaz d'échappement 35, 40 est bouché, par exemple s'il s'agit du premier canal de réintroduciton des gaz d'échappement 35, moins de gaz d'échap- pement ne sera renvoyé à partir de la première conduite de gaz d'échappement 15 qu'à partir de la seconde conduite de gaz d'échappement 20. De façon correspondante, il subsistera plus de gaz d'échappement contenant des oxydes d'azote dans la première conduite de gaz d'échappement 15. En conséquence, le premier catalyseur accumula- teur 5 se chargera plus rapidement en oxyde d'azote que le second catalyseur accumulateur 10. Pendant le second mode de fonctionnement, on reconnaît alors qu'il y a plus d'oxyde d'azote stocké dans le premier catalyseur accumulateur 5 que dans le second catalyseur accumulateur 10. A partir de la modélisation des quantités stockées d'oxyde d'azote dans le premier catalyseur accumulateur 5 et dans le second catalyseur accumulateur 10, on ne reconnaîtra toutefois pas que le premier catalyseur de réintroduction des gaz d'échappement 35 est bouché de sorte que pendant le premier mode de fonctionnement on déterminera pour les deux catalyseurs accumulateurs 5, 10, sensiblement la même quantité d'oxyde d'azote stocké. A partir de cette différence des quanti-tés d'oxyde d'azote déterminées dans le second état de fonctionnement pour les deux catalyseurs accumulateurs 5, 10, on pourra alors conclure qu'il y a une asymétrie entre les deux systèmes de réintroduction des gaz d'échappement.
La présente invention a été décrite ci-dessus dans le cas d'un moteur à combustion interne équipé d'un système de gaz d'échappement à double flux. L'invention peut également s'appliquer à des moteurs à combustion interne ayant plus de deux systèmes de gaz d'échappement qu'un système à double flux par une application appro- priée. Les différents systèmes de réintroduction des gaz d'échappement peuvent être examinés pour en déceler les défauts et on reconnaîtra l'asymétrie des différents systèmes de réintroduction des gaz d'échappement, si au moins deux des systèmes de réintroduction des gaz d'échappement diffèrent par l'amplitude de la première et de la seconde valeur de la teneur en matières polluantes du catalyseur accumulateur correspondant, d'une valeur supérieure au deuxième seuil prévu. En variante, le procédé selon l'invention peut également se transposer à des moteurs à combustion interne n'ayant qu'une seule conduite de gaz d'échappement et un seul système de réintroduction des gaz d'échap- pement pour détecter un défaut de ce système de réintroduction des gaz d'échappement, comme cela a été décrit à l'aide de la différence entre la première et la seconde valeur prévue pour la teneur en matières polluantes dans le catalyseur accumulateur. Cela est également vrai de façon correspondante pour les moteurs à combustion interne à système de gaz d'échappement à deux flux ou plus de flux dans lesquels la réintroduction des gaz d'échappement ne s'applique qu'à l'une des conduites de gaz d'échappement.
Le procédé et le dispositif selon l'invention permettent ainsi, notamment dans le cas d'un moteur à combustion interne à plu-sieurs systèmes de réintroduction de gaz d'échappement c'est-à-dire comportant plusieurs canaux distincts et soupapes de réintroduction des gaz d'échappement, de diagnostiquer et/ou d'adapter l'ensemble des systèmes de réintroduction des gaz d'échappement.

Claims (8)

REVENDICATIONS
1 ) Procédé de gestion d'un moteur à combustion interne (1) ayant au moins un catalyseur accumulateur (5, 10) dans au moins une conduite de gaz d'échappement (15, 20) et au moins un canal de réintroduction des gaz d'échappement (35, 40) muni d'une soupape de réintroduction des gaz d'échappement (25, 30), pour réintroduire des gaz d'échappement d'au moins une conduite de gaz d'échappement (15, 20) dans au moins un canal d'alimentation en air (45, 50), selon lequel pour obtenir une première valeur de la teneur en matières polluantes on détermine la teneur en matières polluantes accumulées dans un premier état de fonctionnement du moteur à combustion in-terne (1) dans au moins un catalyseur accumulateur (5, 10) lorsqu'une soupape de réintroduction des gaz d'échappement (25, 30) est au moins partiellement ouverte, caractérisé en ce que dans un second mode de fonctionnement du moteur à combustion in-terne (1), la soupape de réintroduction des gaz d'échappement (25, 30) étant fermée on détermine une seconde valeur de la teneur en matières polluantes dans au moins un catalyseur accumulateur (5, 10), on compare la première valeur de la teneur en matières polluantes à la seconde valeur de la teneur en matières polluantes, et en fonction du résultat de la comparaison, on effectue un diagnostic et/ou une adaptation d'un système de réintroduction des gaz d'échappement formé par au moins un canal de réintroduction des gaz d'échappement (35, 40) équipé de sa soupape de réintroduction des gaz d'échappement (25, 30) et de sa commande.
2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' au cas où la première valeur de la teneur en matières polluantes diffère de la seconde valeur de la teneur en matières polluantes en amplitude de plus d'un premier seuil prédéfini, on constate qu'il y a un défaut dans le système de réintroduction des gaz d'échappement.
3 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans le cas de plusieurs conduites de gaz d'échappement (15, 20) équipées chacune d'un canal de réintroduction des gaz d'échappement (35, 40) on constate que la réintroduction des gaz d'échappement est asy- métrique par les différents canaux de réintroduction des gaz d'échappement (35, 40), si la différence entre la première valeur de la teneur en matières polluantes et la seconde valeur de la teneur en matières polluantes est différente pour au moins deux canaux de réintroduction des gaz d'échappement (35, 40).
4 ) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu' on ne constate l'asymétrie de la réintroduction des gaz d'échappement que si la différence en amplitude des différences dépasse un second seuil prédéfini.
5 ) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu' on constate l'asymétrie de la réintroduction des gaz d'échappement que si la différence entre la première valeur de la teneur en matières polluantes et la seconde valeur de la teneur en matières polluantes d'au moins deux des canaux de réintroduction des gaz d'échappement (35, 40) a un signe algébrique différent.
6 ) Procédé selon l'une des revendications 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que dans une première étape on effectue un diagnostic du système de réintroduction des gaz d'échappement en fonction d'une pression dans au moins un canal d'alimentation en air (45, 50) et seulement au cas où dans celui-ci, pour ce diagnostic on reconnaît un défaut du système de réintroduction des gaz d'échappement, dans une seconde étape, par détermination de la première valeur et de la seconde valeur de la teneur en matières polluantes et de leur comparaison pour tous les canaux de réintroduction des gaz d'échappement 35, 40, on vérifie lequel ou lesquels des systèmes de réintroduction des gaz d'échappement formés par le canal de réintroduction des gaz d'échappement (35, 40) respectifs avec sa soupape de réintroduction des gaz d'échappement (25, 30) et sa commande, est ou sont défectueux.
7 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' au moins un catalyseur accumulateur (5, 10) est régénéré dans le second mode de fonctionnement et à partir de la quantité des gaz d'échappement nécessaires à la régénération on détermine une seconde valeur de la teneur en matières polluantes dans au moins un catalyseur accumulateur (5, 10).
8 ) Dispositif (55) de gestion d'un moteur à combustion interne (1) ayant au moins un catalyseur accumulateur (5, 10) dans au moins une con- duite de gaz d'échappement (15, 20) et au moins un canal de réintroduction des gaz d'échappement (35, 40) muni d'une soupape de réintroduction des gaz d'échappement (25, 30) qui réintroduit les gaz d'échappement à partir d'au moins une conduite de gaz d'échappement (15, 20) dans au moins un canal d'alimentation en air (45, 50), comportant des premiers moyens (60, 65) qui dans un premier mode de fonctionnement du moteur à combustion interne (1) pour au moins une soupape de réintroduction des gaz d'échappement (25, 30) partiellement ouverte détermine la teneur en matières polluantes stockées dans au moins un catalyseur accumulateur (5, 10) pour obtenir une première valeur de la teneur en matières polluantes, caractérisé par des seconds moyens de détermination (75, 80) qui dans un second mode de fonctionnement du moteur à combustion interne (1), la sou-pape de réintroduction des gaz d'échappement (25, 30) étant fermée, déterminent une seconde valeur de la teneur en matières polluantes dans au moins un catalyseur accumulateur (5, 10), des moyens de comparaison (85, 90) comparant la première valeur de la teneur en matières polluantes à la seconde valeur de la teneur en matières polluantes, et des moyens (95) qui, en fonction du résultat de la comparaison, effectuent un diagnostic et/ou une adaptation de l'un des systèmes de réintroduction des gaz d'échappement formés par au moins un canal de réintroduction des gaz d'échappement (35, 40) muni de sa soupape de réintroduction des gaz d'échappement (25, 30) et de sa commande. io
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