FR2941011A1 - Procede et appareil de commande pour controler un catalyseur d'oxydation et un dispositif de post-traitement des gaz d'echappement d'un moteur a combustion - Google Patents

Abstract

Procédé (71) selon lequel on saisit une première grandeur de capteur (x , y ) représentant la composition des gaz d'échappement (43) entrant dans le catalyseur d'oxydation (29) et une seconde grandeur de mesure de capteur (x , y ) représentant la composition des gaz d'échappement (49) sortant du catalyseur d'oxydation (29). On saisit la première grandeur de mesure de capteur (x , y ) à l'aide d'au moins un premier capteur de potentiel, mixte, (45, 47) installé en amont du catalyseur d'oxydation selon le sens de passage des gaz d'échappement, et on saisit la seconde grandeur de mesure de capteur (x , y ) à l'aide d'un second capteur de potentiel, mixte, (51, 53) installé derrière le catalyseur d'oxydation (29) dans le sens de passage des gaz d'échappement, et on vérifie l'aptitude au fonctionnement du catalyseur d'oxydation (29) en comparant (92) la première mesure (x , y ) à la seconde mesure (x , y ).

Description

1 Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé pour contrôler l'aptitude au fonctionnement d'un catalyseur d'oxydation traversé par les gaz d'échappement d'un moteur à combustion, selon lequel on saisit une première grandeur de capteur représentant la composition des gaz d'échappement entrant dans le catalyseur d'oxydation et une seconde grandeur de mesure de capteur représentant la composition des gaz d'échappement sortant du catalyseur d'oxydation.

L'invention concerne également un appareil de commande pour commander et/ ou réguler un moteur à combustion comportant un catalyseur d'oxydation traversé par les gaz d'échappement du moteur à combustion, l'appareil de commande étant conçu pour contrôler l'aptitude au fonctionnement du catalyseur d'oxydation et pour saisir une première grandeur de mesure de capteur représentant la relation entre les gaz d'échappement entrant dans le catalyseur d'oxydation et une seconde grandeur de capteur représentant la relation des gaz d'échappement sortant du catalyseur d'oxydation.

Etat de la technique Selon le document DE 199 26 149 Al, on connaît un procédé pour détecter le dommage d'un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NON. Selon ce procédé, à l'aide d'un capteur de gaz, on saisit l'évolution de la concentration d'au moins un composant du gaz pendant et après le changement de mode de fonctionnement du moteur à combustion et on compare l'évolution de saisie et l'évolution de consigne. Si l'évolution saisie s'écarte de l'évolution de consigne, on considère que le catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NO. est défectueux.

Ce procédé s'appuie sur le fait que la concentration des composants gazeux, saisie en aval du catalyseur accumulateur, réagit non pas brutalement à une variation du mode de fonctionnement du moteur à combustion, mais selon un tracé du composant gazeux qui varie en continu. Cette évolution continue est occasionnée par l'effet de mémoire ou effet d'accumulation du catalyseur accumulateur. Le

2 procédé connu peut s'utiliser de manière correspondante également pour contrôler un catalyseur à trois voies, car un catalyseur à trois voies, défectueux, présente une capacité d'accumuler de l'oxygène beaucoup plus faible que celle d'un catalyseur à trois voies fonctionnant correctement et parce que la capacité d'accumuler de l'oxygène dans le catalyseur à trois voies, peut se contrôler par exemple avec une sonde Lambda. Toutefois, contrairement aux catalyseurs accumulateurs ou aux catalyseurs à trois voies, les catalyseurs d'oxydation n'ont pas d'effet d'accumulation ou effet de mémoire significatif de sorte qu'il n'est pratiquement pas possible de contrôler l'aptitude au fonctionnement des catalyseurs à oxydation en utilisant la capacité d'accumulation ou en exploitant un tracé saisi de la concentration des composants gazeux. Il est connu de contrôler l'aptitude au fonctionnement d'un catalyseur à oxydation en ce que l'on saisit la chaleur de réaction dégagée par les réactions chimiques dans le catalyseur d'oxydation, et on considère que le catalyseur d'oxydation est endommagé si la chaleur dégagée par la chaleur de réaction des gaz de réaction traversant le catalyseur d'oxydation, est trop faible. Ce procédé repose sur le fait qu'avec l'augmentation du vieillissement du catalyseur d'oxydation, un certain nombre de centres actifs dans le catalyseur d'oxydation régressent et qu'ainsi les réactions chimiques se produisent à un degré moindre. L'inconvénient de ce procédé, est qu'il n'y a qu'une relation indirecte entre la saisie des gaz d'échappement et l'aptitude au fonctionnement du catalyseur d'oxydation, si bien que le procédé détermine l'aptitude au fonctionnement d'une manière relativement peu précise. On risque ainsi qu'un catalyseur d'oxydation, apte à fonctionner, sera par erreur considéré comme défectueux ou inversement qu'un catalyseur d'oxydation défectueux soit, par erreur, considéré comme apte à fonctionner. Le document WO 01/23730 A2 décrit un procédé de commande d'un capteur de potentiel, mixte, qui, commandé de manière appropriée, présente une sélectivité élevée vis-à-vis des différents composants des gaz d'échappement auxquels le capteur de potentiel, mixte, est exposé.

3 But de l'invention La présente invention a pour but de développer un procédé de contrôle de l'aptitude au fonctionnement d'un catalyseur d'oxydation pour permettre de déterminer d'une manière plus précise et plus fiable, l'aptitude au fonctionnement du catalyseur d'oxydation. Exposé et avantages de l'invention A cet effet l'invention concerne un procédé, caractérisé en ce qu' on saisit la première grandeur de mesure de capteur à l'aide d'au moins un premier capteur de potentiel, mixte, installé en amont du catalyseur d'oxydation selon le sens de passage des gaz d'échappement, et on saisit la seconde grandeur de mesure de capteur à l'aide d'un second capteur de potentiel, mixte, installé derrière le catalyseur d'oxydation dans le sens de passage des gaz d'échappement, et on vérifie l'aptitude au fonctionnement du catalyseur d'oxydation en comparant la première mesure à la seconde mesure. L'invention concerne également un appareil de commande du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que, l'appareil de commande est de préférence programmé pour saisir la première grandeur de mesure de capteur par l'intermédiaire d'au moins un premier capteur de potentiel, mixte, installé avant le catalyseur d'oxydation dans le sens de passage des gaz d'échappement, pour saisir les secondes grandeurs de capteur à l'aide d'au moins un second capteur de potentiel, mixte, installé en aval du catalyseur d'oxydation selon le sens de passage de l'écoulement, et pour contrôler l'aptitude au fonctionnement du catalyseur d'oxydation par comparaison de la première grandeur de capteur et de la seconde grandeur de capteur. L'invention repose sur la considération que l'évolution chronologique d'une grandeur saisie par un capteur de gaz, ne permet pas un contrôle fiable de l'aptitude au fonctionnement du catalyseur d'oxydation, à cause des effets de mémoire ou d'accumulation d'un catalyseur d'oxydation, qui sont toujours faibles ou difficilement mesurables. De plus, l'invention repose sur la considération que les capteurs de potentiel, mixtes, permettent de saisir des concentrations

4 de composants des gaz d'échappement caractéristiques d'un contrôle de l'aptitude au fonctionnement du catalyseur d'oxydation, selon lequel les valeurs instantanées des deux grandeurs du capteur saisi par le premier capteur de potentiel, mixte, et le second capteur de potentiel, mixte, sont comparées l'une à l'autre. Pour cela, il faut saisir de préférence au moins une valeur instantanée de la première grandeur de capteur et/ou au moins une valeur instantanée de la seconde grandeur de capteur. Globalement, lors de la réalisation du procédé selon l'invention, on peut surveiller l'efficacité et l'état de vieillissement du catalyseur d'oxydation et le cas échéant, déceler l'aptitude ou la non-aptitude au fonctionnement du catalyseur d'oxydation. Inversement, pour un état de vieillissement connu et en fonction des signaux fournis par les capteurs, on peut évaluer la température du catalyseur d'oxydation en utilisant par exemple un modèle pour le catalyseur d'oxydation. On peut utiliser différents types de capteurs de potentiel, mixtes. Toutefois, de manière préférentielle, le premier capteur de potentiel, mixte, et/ou le second capteur de potentiel, mixte,, sont constitués par un capteur d'hydrocarbures contenus dans les gaz d'échappement. Vis-à-vis du procédé, il est avantageux que la première grandeur du capteur soit la concentration d'hydrocarbures dans les gaz d'échappement en amont du catalyseur et que la seconde grandeur caractéristique, soit la concentration des hydrocarbures dans les gaz d'échappement sortant du catalyseur d'oxydation. De manière avantageuse, en comparant les deux grandeurs des capteurs, on détermine une première grandeur caractérisant le coefficient de réaction de l'oxydation des hydrocarbures dans le catalyseur et l'aptitude au fonctionnement du catalyseur d'oxydation est reconnue si la grandeur se situe dans une première plage prédéfinie, de préférence si la première grandeur est au moins égale à une première valeur de seuil prédéfinie qui constitue la limite inférieure d'une plage ouverte vers le haut. On vérifie ainsi s'il y a une conversion suffisamment importante d'hydrocarbures dans le catalyseur d'oxydation. Si la première grandeur devait se situer au-delà de la plage prédéfinie, ou inférieure à la première valeur de seuil, on considèrera le catalyseur d'oxydation comme non-apte à fonctionner. En variante ou en complément, il est avantageux que la première grandeur de capteur caractérise la concentration en dioxyde 5 d'azote, en oxydes d'azote ou la fraction de dioxyde d'azote dans les oxydes d'azote contenus dans les gaz d'échappement en amont du catalyseur d'oxydation et/ou en ce que la seconde grandeur de capteur caractérise une concentration en dioxyde d'azote, d'oxydes d'azote ou la fraction de dioxydes d'azote dans les oxydes d'azote contenus dans les gaz d'échappement en aval du catalyseur d'oxydation. On vérifie ainsi que le catalyseur permet d'assurer un niveau d'oxydation suffisamment élevé des monoxydes d'azote en dioxyde d'azote ou que cette fonction est déjà trop affaiblie. Le premier et/ou second capteur de potentiel, mixtes, peuvent être réalisés de façon correspondante comme capteurs d'oxydes d'azote. Il est avantageux dans ces conditions, que la comparaison des deux grandeurs fournies par les capteurs, donne une seconde grandeur caractérisant la variation de la teneur en dioxyde d'azote dans les oxydes d'azote résultant des réactions chimiques dans le catalyseur d'oxydation et que ce dernier, soit jugé comme apte à fonctionner si la seconde grandeur se situe dans une seconde plage prédéfinie. Le catalyseur d'oxydation est alors considéré de préférence comme apte à fonctionner, si la seconde grandeur est au moins aussi grande qu'une seconde valeur de seuil prédéfinie. La seconde grandeur caractérise ainsi la variation du rapport entre la teneur en dioxyde d'azote et la teneur en oxydes d'azote dans les gaz d'échappement. Un catalyseur d'oxydation apte à fonctionner augmente ce rapport et se rapproche de l'équilibre chimique pour la température des gaz d'échappement.

Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, le premier capteur de potentiel, mixte, et/ ou le second capteur de potentiel, mixte, sont commandés pour que leur sensibilité soit influencée vis-à-vis des hydrocarbures, du dioxyde d'azote, des oxydes d'azote et/ou de la fraction de dioxyde d'azote dans les oxydes d'azote.

Cette commande permet une saisie successive, c'est-à-dire séquentielle

6 des concentrations de ces composants des gaz d'échappement. En variante, on peut toutefois prévoir plusieurs capteurs de potentiel, mixtes, en amont du catalyseur d'oxydation et/ou en aval de celui-ci et dont la sensibilité vis-à-vis des composants des gaz d'échappement, est différente. Si par exemple, on a plusieurs premiers capteurs de potentiel, mixtes, les différents composants des gaz d'échappement entrant dans le catalyseur d'oxydation, peuvent se déterminer par l'exploitation des différents signaux de capteur. De manière correspondante, on peut également prévoir plusieurs seconds capteurs de potentiel, mixtes, et analyser simultanément les composants des gaz d'échappement. A la place de plusieurs capteurs de potentiel, mixtes,, on peut également prévoir un unique capteur de potentiel, mixte, comportant plusieurs éléments de capteur ayant des sensibilités différentes vis-à-vis des hydrocarbures et/ou du dioxyde d'azote et/ou des oxydes d'azote et/ou de la teneur en dioxyde d'azote vis-à-vis des oxydes d'azote. De manière préférentielle, on détermine la température des gaz d'échappement entrant dans le catalyseur d'oxydation et/ou des gaz d'échappement sortant du catalyseur d'oxydation et on contrôle l'aptitude au fonctionnement du catalyseur d'oxydation en fonction de la température des gaz d'échappement. En tenant compte de la température des gaz d'échappement lors du contrôle de l'aptitude au fonctionnement, on améliore encore plus la précision et la fiabilité du procédé. En particulier, on évite que le catalyseur d'oxydation ne soit pas considéré comme apte à fonctionner s'il travaille à une température de gaz d'échappement relativement faible, qui est notamment faible comme température de déclenchement du catalyseur d'oxydation. Pour saisir la température des gaz d'échappement, on peut utiliser un capteur de température installé en amont ou en aval du catalyseur d'oxydation. Pour déterminer la température des gaz d'échappement, on peut également avoir un modèle empirique et/ou physique utilisant les grandeurs d'état du moteur à combustion, notamment du procédé de combustion dans la chambre de combustion du moteur pour obtenir la température des gaz d'échappement.

7 De manière préférentielle, la première plage ou la première valeur de seuil et/ou de la seconde plage sont prédéterminées vis-à-vis de la seconde valeur de seuil en fonction de la température des gaz d'échappement.

L'appareil de commande du moteur à combustion tel que décrit ci-dessus, peut comporter un calculateur programmable avec une mémoire de programme pour exécuter le procédé selon l'invention. En outre, le premier capteur de potentiel, mixte, et/ ou le second capteur de potentiel, mixte, du dispositif de post-traitement des gaz d'échappement peuvent être réalisés sous la forme d'un capteur d'hydrocarbures et/ou d'un capteur d'oxydes d'azote. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un moteur à combustion, - la figure 2 montre un ordinogramme d'un premier mode de réalisation d'un procédé de contrôle du catalyseur d'oxydation du moteur à combustion de la figure 1, - la figure 3 montre le diagramme de la relation entre la température du catalyseur d'oxydation et la conversion d'hydrocarbures, - la figure 4 montre un ordinogramme d'un second mode de réalisation du procédé de contrôle du catalyseur d'oxydation, - la figure 5 montre le diagramme de la relation entre la température du catalyseur d'oxydation et la teneur en oxydes d'azote des gaz d'échappement. Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 montre un moteur à combustion 11 équipé d'un dispositif de post-traitement des gaz d'échappement 13. Le moteur à combustion 11 comporte un bloc-moteur 15 avec des actionneurs et/ou des capteurs reliés à une installation de commande et/ou de régulation du moteur à combustion 11 sous la forme d'un appareil de commande ou de gestion 17. Le bloc-moteur 15 est équipé d'une tubulure d'admission 19 pour aspirer l'air (flèche 21) dans les chambres de combustion (non représentées) du bloc-moteur 15. De façon plus

8 précise, le moteur à combustion 11 peut comporter différents composants dans la conduite d'admission 19 faisant partie du système d'alimentation en air du moteur 11, non détaillé à la figure 1. Le système d'alimentation en air comporte des capteurs pour saisir différentes grandeurs d'état de l'air 21, telles que par exemple le débit massique d'air, la température de l'air et/ou la pression de l'air. Le système d'alimentation en air peut également comporter un dispositif d'étranglement pour influencer le débit massique d'air. La conduite d'admission 19 comporte en outre un compresseur faisant partie du système d'alimentation en air pour comprimer l'air 21 alimentant le bloc-moteur 15 ; le compresseur peut faire partie d'un turbocompresseur de gaz d'échappement. Le moteur à combustion 11 comporte une conduite de gaz d'échappement 23 dont un premier segment 25 est relié au bloc- moteur 15 pour évacuer les gaz d'échappement émis par les chambres de combustion du bloc-moteur 15. Un catalyseur d'oxydation 29 du dispositif de post-traitement des gaz d'échappement 13 se trouve entre le premier segment 25 et le second segment 27 de la conduite de gaz d'échappement 23. La sortie du catalyseur d'oxydation 29 est reliée par le second segment 27 de la conduite de gaz d'échappement 23 à l'entrée d'un filtre à particules 33 faisant partie du dispositif de post-traitement des gaz d'échappement 13. Le dispositif de post-traitement des gaz d'échappement 13 comporte un catalyseur SCR 35, c'est-à-dire un catalyseur pour effectuer une réalisation catalytique sélective (encore appelé catalyseur SCR). L'entrée du catalyseur SCR 35 est reliée par un troisième segment 37 de la conduite des gaz d'échappement 23 à la sortie du filtre à particules 33. La sortie du catalyseur SCR 35 est reliée à un quatrième segment 39 de la conduite des gaz d'échappement 23. Un injecteur 41 commandé par l'appareil de commande 17, débouche dans le troisième segment 37 de la conduite des gaz d'échappement 23 pour injecter une solution aqueuse d'urée. L'actionneur de l'injecteur 41 est relié à la sortie de l'appareil de commande 17. Les premiers capteurs de potentiel, mixtes, pour analyser les gaz d'échappement (flèche 43) arrivant dans le catalyseur d'oxydation 29 équipent le premier segment 25 de la conduite de gaz

9 d'échappement 23. Les premiers capteurs comprennent un capteur de potentiel, mixte, sensible surtout aux hydrocarbures et qui sera appelé ci-après en abrégé capteur HC 45. Le capteur HC 45 fournit une grandeur de mesure xi, représentant la concentration en hydrocarbures dans la veine des gaz d'échappement 43 ; cette grandeur est fournie à l'entrée de l'appareil de commande 17. Les premiers capteurs de potentiel, mixtes, comportent également un premier capteur de potentiel, mixte, 47 commutable qui est commuté par un premier signal de commande ci entre un premier mode de fonctionnement pour saisir une concentration en dioxyde d'azote (NO2) dans la veine des gaz d'échappement 43 d'entrée et un second mode de fonctionnement pour saisir la concentration en monoxyde d'azote (NO) contenue dans la veine des gaz d'échappement d'entrée 43. Le premier capteur de potentiel, mixte, 47 commutable, permet de détecter successivement et de manière séparée les composants NO2 et NO. L'entrée de commande du premier capteur de potentiel, mixte, commutable 47 pour lui appliquer le premier signal de commande ci, est reliée à une sortie de l'appareil de commande 17. La sortie de mesure du premier capteur de potentiel, mixte, 47 pour générer une autre grandeur de capteur yl, est reliée à l'entrée de l'appareil de commande 17. En variante, à la place du premier capteur de potentiel, mixte, 47, commutable, on peut également utiliser un capteur de potentiel, mixte, permettant de détecter simultanément les deux composants NO2 et NO. Un tel capteur de potentiel, mixte, peut se composer par exemple de deux éléments de capteur servant respectivement à détecter NO2 et NO. Le second segment 27 de la conduite de gaz d'échappement 23 comporte des seconds capteurs de potentiel, mixtes, pour analyser les gaz d'échappement (flèche 49) sortant du catalyseur d'oxydation 29. Les seconds capteurs comprennent un capteur de potentiel, mixte, sensible aux hydrocarbures contenus dans les gaz d'échappement 49 émis. Ce capteur sera appelé en abrégé ci-après capteur HC 51. La sortie du second capteur HC 51 est reliée à une entrée correspondante de l'appareil de commande 17 pour lui fournir une autre grandeur de mesure x2 représentant la concentration en

l0 hydrocarbures dans les gaz d'échappement 49 sortant. Les seconds capteurs comportent également un second capteur de potentiel, mixte, 53, commutable, ayant une structure analogue à celle du premier capteur de potentiel, mixte, commutable 47 ; il permet ainsi de saisir sélectivement la concentration en oxydes d'azote NO2 ou la concentration en oxydes d'azote NO dans les gaz d'échappement 49 sortant. L'entrée pour fournir le second signal de commande c2 servant à commuter entre les deux modes de fonctionnement du second capteur de potentiel, mixte, 53 commutable, est reliée à une sortie de l'appareil de commande 17. La sortie du second capteur de potentiel, mixte, 53 commutable est reliée à une entrée de l'appareil de commande 17 pour lui fournir une grandeur de mesure y2 correspondant à la concentration en oxydes d'azote NO2 ou NO. En plus des premiers capteurs de potentiel, mixtes, 45, 47 et des seconds capteurs de potentiel, mixte, 51, 53, le dispositif de post-traitement des gaz d'échappement 13 comporte dans le premier segment 25 de la conduite de gaz d'échappement 23, un capteur de température 55 pour saisir la température T de la veine des gaz d'échappement 43 arrivant dans le catalyseur d'oxydation 29. La sortie du capteur de température 55 est reliée à une entrée de l'appareil de commande 17 pour lui fournir une autre grandeur de mesure représentant la température T des gaz d'échappement. Le capteur de température 55 est réalisé d'une manière non représentée. En variante du mode de réalisation présenté, les premiers capteurs de potentiel, mixtes, 45, 47 et/ou les seconds capteurs de potentiel, mixtes, 51, 53 peuvent également avoir une autre configuration de capteurs. Il peut s'agir par exemple de capteurs de potentiel, mixtes, distincts pour les hydrocarbures et les teneurs en oxydes d'azote NO2 et NO dans les gaz d'échappement de sorte que le premier segment 25 et le second segment 27 sont équipés chacun de trois capteurs de potentiel, mixtes. On peut également envisager qu'au moins l'un des capteurs de potentiel, mixte, 47, 53, peut commuter pour détecter soit les hydrocarbures soit les oxydes d'azote. En outre, le premier segment 25 peut ne comporter que le premier capteur HC 45 et le second

11 segment 27 seulement comme capteur de potentiel, mixte, uniquement le second capteur HC 51. Inversement, comme capteurs de potentiel, mixtes, on peut prévoir seulement les deux capteurs de potentiel, mixtes, 47, 53, commutables et supprimer les deux capteurs HC 45, 51.

Dans ce cas, on ne pourra qu'analyser les oxydes d'azote. La structure du dispositif de post-traitement des gaz d'échappement 13 peut également être modifiée. On peut par exemple prévoir à un endroit approprié de la conduite des gaz d'échappement 23, un catalyseur accumulateur d'oxydes d'azote NON. Le catalyseur SCR 35 pourra alors être supprimé dans ce cas. Pendant le fonctionnement du moteur à combustion 11, les gaz d'échappement émis alimentent le catalyseur d'oxydation 29. Le catalyseur transforme notamment les hydrocarbures imbrûlés (HC) et/ou le monoxyde de carbone (CO) par oxydation en donnant du gaz carbonique CO2 et de l'eau. Les gaz d'échappement 49 sortant du catalyseur d'oxydation 29, arrivent dans le second segment 27 de la conduite des gaz d'échappement 23 et de là, dans le filtre à particules 33 qui élimine les particules véhiculées par les gaz d'échappement. Les gaz d'échappement sortent du filtre à particules 33 pour arriver dans le troisième segment 37 de la conduite des gaz d'échappement 23. A cet endroit, on mélange une solution aqueuse d'urée aux gaz d'échappement à l'aide de l'injecteur 41 avant que le mélange n'arrive dans le catalyseur SCR 35. Le catalyseur SCR 35 réduit les oxydes d'azote contenus dans les gaz d'échappement 49 en aval du catalyseur d'oxydation 29. Enfin, les gaz d'échappement ainsi traités, sortent de la conduite des gaz d'échappement 23 par le quatrième segment 39 et le dispositif de post-traitement 13 pour être évacués à l'extérieur en traversant un ou plusieurs silencieux (non représentés). Du fait du vieillissement, la capacité de conversion du catalyseur d'oxydation 29 diminue en fonction du temps. Pour garantir un fonctionnement du moteur à combustion 11 avec faible émission de matières polluantes, l'appareil de commande 17 vérifie régulièrement si le catalyseur d'oxydation 29 fonctionne encore d'une manière suffisante. Si ce contrôle montre que le catalyseur d'oxydation 29 ne fonctionne plus suffisamment, l'appareil de commande 17 lancera une opération

12 appropriée. Il pourra par exemple indiquer au conducteur du véhicule équipé du moteur 11, qu'il y a un défaut affiché pour le conducteur. Le défaut peut également être enregistré dans une mémoire de défaut par exemple celle existant dans l'appareil de commande 17 de façon à signaler ce défaut de fonctionnement du catalyseur d'oxydation 29 lors de l'entretien du véhicule. La figure 2 montre un ordinogramme d'un premier mode de réalisation d'un procédé 71 de contrôle de l'aptitude au fonctionnement du catalyseur d'oxydation 29. Après le démarrage 73 du procédé 71, on saisit dans l'étape 75, la première grandeur de mesure xi générée par le capteur HC 45 et représentant la concentration en hydrocarbures dans les gaz d'échappement 43 arrivant. Cette concentration est saisie par l'appareil de commande 17. Ensuite, dans l'étape 77, l'appareil de commande 17 saisit la grandeur de mesure x2 prise par le second capteur HC 51 et caractérisant la concentration en hydrocarbures dans les gaz d'échappement 49 sortant du catalyseur d'oxydation 29. Après avoir saisi les deux grandeurs de mesure xi, x2, l'appareil de commande 17 calcule une première grandeur Z1 dans une première étape 79. Cette grandeur caractérise le rendement de la réaction d'oxydation des hydrocarbures dans le catalyseur d'oxydation 29. La première grandeur Z1 est également une mesure de la conversion des hydrocarbures dans le catalyseur d'oxydation 29. Selon un développement, la grandeur Z1 est obtenue par soustraction des deux mesures xi et x2 par exemple par le calcul Z1 = xi ù x2. Ensuite, l'appareil de commande 17 exécute une étape 81 au cours de laquelle, on saisit la température des gaz d'échappement T à l'aide du capteur de température 55. En variante, on peut enregistrer la température T des gaz d'échappement à l'aide d'un modèle empirique et/ ou physique du moteur à combustion 11, et qui est enregistré dans l'appareil de commande 17. Dans ce cas, on supprime le capteur de température 55. Ensuite, en fonction de la température T des gaz d'échappement, on détermine une plage autorisée pour la première grandeur Z1. Dans le mode de réalisation présenté, on prédéfinit la plage comme une plage ouverte d'un côté, vers le haut à partir d'une première valeur de seuil Thl (étape 83). En prédéfinissant 83 la

13 première valeur de seuil Thl en fonction de la température, on tient compte du comportement du catalyseur d'oxydation 29 qui dépend de la température. La figure 3 montre cette dépendance du coefficient de réaction R par apport à la température T des gaz d'échappement. Le coefficient de réaction R est donné en pourcentage. Une valeur de 100 % correspond à une oxydation complète des hydrocarbures contenus dans les gaz d'échappement 43 d'entrée. Le coefficient de réaction R correspond à la conversion en hydrocarbures dans le catalyseur d'oxydation 29 rapportée à une unité de temps. Le coefficient de réaction R d'un catalyseur d'oxydation 29 nouveau, totalement apte à fonctionner, est représenté par une première courbe 85. La seconde courbe 87 représente le coefficient de réaction R d'un catalyseur d'oxydation 29 vieilli, qui ne fonctionne plus suffisamment. En outre, le diagramme de la figure 3 montre les températures d'allumage To du catalyseur d'oxydation 29. La température d'allumage To est la température T des gaz d'échappement à laquelle le catalyseur d'oxydation 29 peut oxyder 50 % des hydrocarbures qu'il reçoit. On reconnaît que le vieillissement ou l'usure du catalyseur d'oxydation 29, augmente la température d'allumage To. Le catalyseur d'oxydation 29, vieilli, n'agit ainsi que pour des températures relativement élevées des gaz d'échappement T > To. Dans l'étape 83, le procédé 71 sélectionne de préférence une première valeur de seuil Thl caractérisant le coefficient de réaction R qui, pour une température de gaz d'échappement T saisie dans l'étape 81, est plus petite ou égale à une valeur prédéfinie de la première courbe 85. En particulier, on peut choisir une valeur située entre les deux courbes 85, 87. Ensuite, l'appareil de commande 17 compare dans une branche 89 du procédé 71, la première grandeur Z1 à la première valeur de seuil Thl. Si la première grandeur Z1 est supérieure ou égale à la première valeur de seuil Thl, on termine (Y) le procédé 71. Dans le cas contraire (N), on exécute une routine de traitement d'erreur 91 avant de terminer le procédé 71. Dans cette routine de traitement d'erreur 91, on peut noter le défaut dans une mémoire de défaut de l'appareil de commande 17 et/ou indiquer le défaut au conducteur du véhicule.

14 Les étapes 79, 81, 83 et 89, forment une opération de comparaison 92 pour comparer les deux mesures xi et x2 du capteur l'une à l'autre et travaillant en fonction de la température T des gaz d'échappement dans le mode de réalisation présenté alors que dans un autre mode de réalisation, on peut également fonctionner indépendamment de la température T des gaz d'échappement. La figure 4 montre une seconde forme de réalisation du procédé 71. Cette forme de réalisation repose sur le rapport obtenu entre la concentration du dioxyde d'azote (NO2) et celle de tous les oxydes d'azote (NO.) chaque fois pour les gaz d'échappement entrant 43 et pour les gaz d'échappement sortant 49. S'il y a une différence entre le rapport pour les gaz d'échappement entrant 43 et le rapport pour les gaz d'échappement sortant 49 qui est trop faible, on conclut à un défaut de fonctionnement du catalyseur d'oxydation 29.

Après le démarrage 73 du procédé, on règle les deux capteurs de potentiel, mixtes, commutables 47, 53 dans l'étape 93 de façon qu'ils présentent une sensibilité particulièrement élevée pour l'oxyde d'azote NO2. Pour cela, l'appareil de commande 17 fixe comme première grandeur de commande ci ou comme seconde grandeur de commande c2, une première valeur de seuil (a) pour les deux capteurs de potentiel, mixtes, 47, 53 commutables. Ensuite, dans l'étape 95, l'appareil de commande 17 saisit les deux grandeurs de mesure yl et y2 représentant la concentration de l'oxyde d'azote NO2 dans la veine de gaz d'échappement 43 d'entrée et dans la veine de gaz d'échappement de sortie 49 pour les enregistrer comme grandeurs intermédiaires s i et s2. Dans l'étape 97 qui suit l'étape 95 du procédé, l'appareil de commande 17 fixe pour les deux grandeurs de commande ci et c2, une seconde valeur de commande (b) pour régler les deux capteurs de potentiel, mixtes, 47, 53 de façon qu'ils présentent une sensibilité particulièrement élevée vis-à-vis du monoxyde d'azote. Ensuite, l'appareil de commande saisit les deux mesures de capteur yl et y2 caractérisant la concentration du monoxyde d'azote dans la veine de gaz d'entrée 43 et dans la veine de gaz de sortie 49 (étape 99).

15 Puis, dans l'étape 101, on calcule une première grandeur caractéristique qi pour les gaz d'échappement d'entrée 43 en fonction de la première valeur intermédiaire si et du signal de capteur yl saisi dans l'étape 99 ainsi qu'une seconde grandeur caractéristique q2 pour la veine des gaz d'échappement sortant 49 en fonction de la seconde valeur intermédiaire s2 et de la grandeur de capteur y2 saisie dans l'étape 99. La première grandeur caractéristique qi correspond au rapport entre la concentration du dioxyde d'azote NO2 et la concentration de tous les oxydes d'azote de la veine des gaz d'entrée 43 ; la seconde grandeur caractéristique q2, caractérise ce rapport pour les gaz d'échappement sortant 49. Puis, en fonction des deux grandeurs caractéristiques qi et q2, de préférence par soustraction de ces grandeurs caractéristiques l'une de l'autre, on calcule une seconde grandeur Z2 qui caractérise la variation de ce rapport au niveau du catalyseur d'oxydation 29, c'est-à-dire la différence entre les rapports entre NO2 et les oxydes d'azote (étape 103). Les étapes suivantes 81, 83, 89 et 91, correspondent principalement aux étapes portant les mêmes références du premier mode de réalisation du procédé présenté à la figure 2 ; toutefois, dans l'étape 89, on ne compare pas la première valeur de seuil Thl à la première grandeur Z1, mais une seconde valeur de seuil Th2 à la seconde grandeur Z2. Dans le second mode de réalisation, la comparaison 92 comprend les étapes 101, 103, 81, 83 et 89 en comparant toutefois entre elles les grandeurs yl et y2 fournies par les capteurs. Dans le second mode de réalisation, on peut prévoir des comparaisons faites indépendamment de la température T des gaz d'échappement. Pour déterminer la seconde valeur de seuil Th2, on peut tenir compte du fait que l'équilibre chimique entre le monoxyde d'azote et le dioxyde d'azote dépend de la température T des gaz d'échappement ou de celle du catalyseur d'oxydation 29 selon la réaction :

2 NO + 02 =2NO235

16 Cette relation est présentée à la figure 5. L'axe x du diagramme de la figure 5 correspond à la température T des gaz d'échappement et l'axe y représente la fraction S du dioxyde d'azote NO2 dans les oxydes d'azote des gaz d'échappement émis 49. Une troisième courbe 105 donne les valeurs de la fraction S et de la température T des gaz d'échappement pour lesquels il y a équilibre chimique. Une quatrième courbe 107 représente la fraction S dans les gaz d'échappement émis dans le cas d'un nouveau catalyseur d'oxydation 29 fonctionnant parfaitement, alors que la cinquième courbe 109, représente la fraction S d'un catalyseur d'oxydation 29, vieilli qui ne fonctionne plus suffisamment. Dans le cas d'un catalyseur d'oxydation 29, vieilli, on atteint la fraction S correspondant à l'équilibre chimique 105, seulement pour une température de gaz d'échappement T relativement élevée.

Pour l'exécution du procédé 71 selon le second mode de réalisation, on sélectionne la seconde valeur de seuil The pour correspondre à une fraction S en dessous de la quatrième courbe 107 ou de préférence comprise entre la quatrième courbe 107 et la cinquième courbe 109.

La position de l'équilibre chimique représentée par la troisième courbe 105 à la figure 5, est déterminée principalement par la température T des gaz d'échappement et la concentration d'oxygène dans les gaz d'échappement. Si dans les gaz d'échappement 49 sortant du catalyseur d'oxydation 29, on a une concentration de dioxydes d'azote (NO2) mesurée par exemple à l'aide du second capteur de potentiel, mixte, 53, et qui se trouve à l'équilibre chimique (troisième courbe 105), on peut conclure directement à la température du catalyseur d'oxydation 29 et/ou par la température T des gaz d'échappement si l'on connaît le degré de vieillissement du catalyseur d'oxydation 29 et la concentration en oxygène des gaz d'échappement. La concentration en oxygène se détermine à l'aide d'un capteur. Le procédé 71 peut être répété régulièrement de façon à surveiller en continu le catalyseur d'oxydation 29. Le procédé 71 sera toujours relancé lorsque le moteur à combustion 11 se trouve dans un mode de fonctionnement stationnaire par exemple au ralenti. Les deux

17 modes de réalisation du procédé 71, peuvent se combiner. A titre d'exemple, les variantes correspondantes du procédé, peuvent être exécutées successivement ou en parallèle. Globalement, le procédé selon l'invention offre la possibilité de contrôler le catalyseur d'oxydation 29 qui présente des effets de mémoire relativement réduits par comparaison aux autres catalyseurs utilisés dans les véhicules, en particulier une très faible capacité de stockage d'oxygène. La capacité de stockage d'oxygène du catalyseur d'oxydation 29, correspond par exemple à une plage comprise entre 1/10 jusqu'au maximum de 1/5 de la capacité de stockage d'oxygène d'un catalyseur à trois voies.15

Claims (1)

1. REVENDICATIONS1 °) Procédé (71) pour contrôler l'aptitude au fonctionnement d'un catalyseur d'oxydation (29) traversé par les gaz d'échappement (43, 49) d'un moteur à combustion (11), selon lequel on saisit une première grandeur de capteur (xi, yl) représentant la composition des gaz d'échappement (43) entrant dans le catalyseur d'oxydation (29) et une seconde grandeur de mesure de capteur (X2, y2) représentant la composition des gaz d'échappement (49) sortant du catalyseur d'oxydation (29), caractérisé en ce qu' on saisit la première grandeur de mesure de capteur (xi, yl) à l'aide d'au moins un premier capteur de potentiel, mixte, (45, 47) installé en amont du catalyseur d'oxydation selon le sens de passage des gaz d'échappement, et on saisit la seconde grandeur de mesure de capteur (x2, y2) à l'aide d'un second capteur de potentiel, mixte, (51, 53) installé derrière le catalyseur d'oxydation (29) dans le sens de passage des gaz d'échappement, et on vérifie l'aptitude au fonctionnement du catalyseur d'oxydation (29) en comparant (92) la première mesure (xi, yl) à la seconde mesure (x2, Y2) 2°) Procédé (71) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première grandeur de mesure de capteur (xi, yl) représente la concentration des hydrocarbures contenus dans les gaz d'échappement (43) entrant dans le catalyseur d'oxydation (29), et la seconde grandeur de mesure de capteur (x2, y2) représente la concentration des hydrocarbures encore contenus dans les gaz d'échappement (49) sortant du catalyseur d'oxydation (29). 3°) Procédé (71) selon la revendication 2, caractérisé en ce que pour comparer (92) les deux grandeurs de mesure de capteur (xi, x2) l'une à l'autre, on détermine une première grandeur (Z1) correspondant 19 au coefficient de réaction (R) de l'oxydation des hydrocarbures produite dans le catalyseur d'oxydation (29), et l'aptitude au fonctionnement du catalyseur d'oxydation (29) sera reconnus si la première grandeur (Z1) se situe dans une première plage prédéfinie, de préférence si la première grandeur (Z1) est au moins égale à une première valeur de seuil (Thl) prédéfinie. 4°) Procédé (71) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première grandeur de mesure de capteur (yl) représente la concentration de dioxyde d'azote, d'oxyde d'azote ou de la fraction de dioxyde d'azote par rapport aux oxydes d'azote contenus dans les gaz d'échappement (43) entrant dans le catalyseur d'oxydation (29) et/ou la seconde grandeur de mesure de capteur (y2) représente la concentration de dioxyde d'azote, d'oxydes d'azote ou de la fraction de dioxyde d'azote dans les oxydes d'azote des gaz d'échappement (49) sortant du catalyseur d'oxydation (29). 5°) Procédé (71) selon la revendication 4, caractérisé en ce qu' en comparant (92) les deux grandeurs de mesure de capteur (yl, y2) l'une à l'autre, on détermine une seconde grandeur (Z2) représentant la variation de la teneur en dioxyde d'azote dans les oxydes d'azote par le catalyseur d'oxydation (29), et on estime que le catalyseur d'oxydation (29) est apte à fonctionner, si la seconde grandeur (Z2) se situe dans une seconde plage prédéfinie, de préférence si la seconde grandeur est au moins aussi grande qu'une seconde valeur de seuil (Th2) prédéfinie. 6°) Procédé (71) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on commande le premier capteur de potentiel, mixte, (45, 47) et/ou le second capteur de potentiel, mixte, (51, 53) pour influencer leur sensibilité vis-à-vis des hydrocarbures, du dioxyde d'azote, des oxydes 20 d'azote et/ou vis-à-vis de la teneur en dioxyde d'azote dans les oxydes d'azote. 7°) Procédé (71) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on saisie ou on détermine la température (T) des gaz d'échappement de la veine de gaz d'échappement (43) entrant dans le catalyseur d'oxydation (29) et/ou des gaz d'échappement (49) sortant du catalyseur d'oxydation (29), et on contrôle l'aptitude au fonctionnement du catalyseur d'oxydation (29) en fonction de la température (T) des gaz d'échappement. 8°) Procédé (71) selon la revendication 7, caractérisé en ce qu' on prédéfinit la première plage ou la première valeur de seuil (Thl) et/ou la seconde plage ou la seconde valeur de seuil (Th2), en fonction de la température (T) des gaz d'échappement. 9°) Appareil de commande (17) pour commander et/ou réguler un moteur à combustion (11) comportant un catalyseur d'oxydation (29) traversé par les gaz d'échappement (43, 49) du moteur à combustion (1 1), l'appareil de commande (17) étant conçu pour contrôler l'aptitude au fonctionnement du catalyseur d'oxydation (29) et pour saisir une première grandeur de mesure de capteur (xi, yl) représentant la relation entre les gaz d'échappement entrant dans le catalyseur d'oxydation (29) et une seconde grandeur de capteur (x2, y2) représentant la relation des gaz d'échappement (49) sortant du catalyseur d'oxydation (29), caractérisé en ce que l'appareil de commande (17) est conçu de préférence programmé pour saisir la première grandeur de mesure de capteur (xi, yl) par l'intermédiaire d'au moins un premier capteur de potentiel, mixte, (45, 47) installé avant le catalyseur d'oxydation (29) dans le sens de passage des gaz d'échappement, pour saisir les secondes grandeurs de capteur (x2, y2) à l'aide d'au moins un second capteur de potentiel, mixte, (51,21 53) installé en aval du catalyseur d'oxydation (29) selon le sens de passage, et pour contrôler l'aptitude au fonctionnement du catalyseur d'oxydation (29) par comparaison (92) de la première grandeur de capteur (xi, yl) et 5 de la seconde grandeur de capteur (X2, y2). 10°) Appareil de commande (17) selon la revendication 9, caractérisé en ce que le premier capteur de potentiel, mixte, et/ ou le second capteur de 10 potentiel, mixte, ont chacun un capteur de potentiel, mixte, (45, 51) vis-à-vis des hydrocarbures et/ou au niveau d'un capteur de potentiel, mixte, (51, 53) pour les oxydes d'azote. 15